Ceilometer

Picture10

Ceilometer adalah alat untuk mengukur ketinggian dari dasar permukaan awan.

Prinsip Kerja

Ceilometer ini bekerja berdasarkan prinsip dari pantulan balik (backScattered) dari gelombang suara/cahaya yang dipancarkan, akibat adanya material yang melayang di udara. Sehingga perbedaan waktu antara gelombang yang dipancarkan (Tx) dan gelombang balik yang diterima (Rx) akan dijadikan acuan untuk menghitung ketinggian dari material pemantul (aerosols/awan).

Metode yang umum digunakan untuk mengukur tinggi dasar awan

  1. LIDAR (Light detection and ranging) yang dapat mengukur ketinggian awan hingga 30 km diatas permukaan tanah. Teknologi laser banyak dimanfaatkan sebagai pendeteksi pada ceilometer ini, dengan panjang gelombang berkisar 600-1000 nm.
  2. Sodar (Sonic Detection and Ranging), pengukuran didasarkan pada pancaran gelombang suara vertikal (sound pulses vertically) yang akan menghasilkan informasi berupa frekuensi dan amplitudo dari gelombang gema di udara (atmospheric echoes).

Terdapat 2 jenis Ceilometer – Lidar, yaitu:

  • Ceilometer dengan unit Tx dan Rx yang terpisah.Ceilometer ini memiliki bagian transmitter dan receiver yang terpisah, sehingga untuk pengukuran awan yang rendah akan kurang akurat karena akan terjadi overlap pada batas ketinggian tertentu.

Capture2

  • Ceilometer dengan unit Tx dan Rx yang menyatu.Ceilometer ini memiliki bagian Tx dan Rx yang menyatu dalan satu garis pancaran, sehingga kekuatan gelombang yang terukur hampir dapat dilakukan dari ketinggian terendah.

Capture3

 

 

Picture12

 

Picture11

Prinsip pengukuran pada Ceilometer

Didasari pada pengukuran waktu yang dibutuhkan bagi gelombang pendek cahaya (Light short pulse) untuk melewati atmosfir, dari unit transmitter ke unit receiver ceilometer akibat adanya backscattering oleh bagian dasar awan.

Bila kecepatan cahaya adalah :

c = 2.99 x 10^8 m/s (= 186 000 miles per second)

Dan waktu pantulan cahaya dari ketinggian 25,000 ft akan diterima receiver sekitar :

t = 50.9 ms

Maka, hubungan antara “time delay” (t) dan ketinggian backscattering (h) :

h = ( c * t ) / 2

Dimana, c adalah kecepatan cahaya.

Picture13

Kekuatan Signal Pantulan

Kekuatan dari signal yang diterima oleh unit receiver secara garis besar dapat dijabarkan sesuai dengan persamaan dibawah ini (Lidar equation) :

Capture4

Pr(z) :   daya yang diterima (instantaneous power received) pada jarak ‘z’ dengan satuan Watt(W).

EO : energi effective pulse [J=Joule=Ws=Watt-second].

c : kecepatan cahaya di udara [m/s = meters per second].

A : luasan penerima (receiver aperture), [m2].

z : jarak [m].

ß(z) : volume backscatter coefficient pada jarak z [m-1srad-1, srad = steradian].

Contoh hasil tampilan ceilometer

Picture14

Picture16

Picture17

One thought on “Ceilometer

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s