साउंड डिटेक्शन एंड रेंजिंग (SODAR) प्रणाली

संदर्भ

हाल ही में CSIR–एडवांस्ड मैटेरियल्स एंड प्रोसेसेज रिसर्च इंस्टिट्यूट (AMPRI), भोपाल द्वारा विकसित और डिजाइन की गई साउंड डिटेक्शन एंड रेंजिंग (SODAR) प्रणाली का उद्घाटन भारत मौसम विज्ञान विभाग (IMD), दिल्ली  में किया गया। 

SODAR प्रणाली के बारे में

• परिभाषा: SODAR एक प्रणाली है, जिसका उपयोग वायुमंडल का मापन और विश्लेषण करने के लिए किया जाता है। इसका मुख्य उद्देश्य विभिन्न ऊँचाइयों पर पवन की गति, दिशा और तापमान प्रवणता का आकलन करना है।
• सिद्धांत: यह रेडियो डिटेक्शन एंड रेंजिंग (RADAR) की तरह कार्य करता है, किंतु इसमें रेडियो तरंगों के स्थान पर ध्वनि तरंगों का उपयोग किया जाता है।

SODAR कैसे कार्य करता है?

• ध्वनि तरंगों का उत्सर्जन: यह वातावरण में उच्च आवृत्ति वाली ध्वनि तरंगें (श्रव्य से अल्ट्रासोनिक सीमा तक) भेजता है।
  • ये तरंगें आमतौर पर एक स्थिर भू-आधारित इकाई से ऊपर की ओर निर्देशित होती हैं।
• परावर्तन: जब ये तरंगें वायुमंडलीय विक्षोभ से टकराती हैं, तो ये वापस परावर्तित होती हैं।
  • यह प्रणाली परावर्तित ध्वनि तरंगों का पता लगाती है, जिससे वायु कणों की गति को मापने में मदद मिलती है।
• डॉपलर शिफ्ट विश्लेषण: परावर्तित तरंगों की आवृत्ति में परिवर्तन (Doppler Shift) का विश्लेषण कर पवन की गति और दिशा का अनुमान लगाया जाता है।
  • यह परिवर्तन अलग-अलग ऊँचाइयों पर गतिमान हवा के वेग (हवा की गति) से सीधे तौर पर संबंधित है। आवृत्ति में कितना परिवर्तन होता है, यह मापकर, सिस्टम विभिन्न ऊँचाइयों पर वायु की रूपरेखा (गति और दिशा) की गणना करता है।
• ऊर्ध्वाधर प्रोफाइलिंग: विभिन्न ऊँचाइयों पर पवन की गति और दिशा का ऊर्ध्वाधर प्रोफाइल तैयार किया जाता है।

SODAR के अनुप्रयोग 

• मौसम विज्ञान और मौसम पूर्वानुमान: यह सामान्यतः मौसम के पूर्वानुमान  के लिए प्रयोग किया जाता है, विशेषकर पवन पैटर्न, ऊर्ध्वाधर पवन शियर (Vertical wind shear,) और वायुमंडलीय स्थिरता के अध्ययन हेतु।
  • यह चक्रवात की निगरानी और वायुमंडलीय विक्षोभ को समझने में भी उपयोगी है।
• पवन ऊर्जा: विंड फार्म विभिन्न ऊँचाइयों पर पवन संसाधनों का आकलन करने के लिए SODAR का उपयोग करते हैं, ताकि पवन टरबाइन लगाने से पहले उपयुक्त जानकारी प्राप्त हो।
  • यह विशेष ऊँचाइयों पर पवन गति और दिशा का डेटा प्रदान कर टरबाइनों के लिए सर्वोत्तम स्थान  पहचानने में मदद करता है।
• पर्यावरण प्रदूषण निगरानी: इसका प्रयोग औद्योगिक स्थलों या शहरी क्षेत्रों के पास वायु गुणवत्ता और वायुमंडलीय विक्षोभ का आकलन करने हेतु किया जाता है।
  • SODAR उन वायु गतियों की निगरानी करता है, जो प्रदूषकों के प्रसार को प्रभावित कर सकती हैं।
• विमानन सुरक्षा: SODAR प्रणाली विमानन में विंड शियर डेटा उपलब्ध कराती है, पवन दिशा और गति में अचानक परिवर्तन का पता लगाकर ‘टेक-ऑफ’ और लैंडिंग के दौरान सुरक्षा सुनिश्चित करती है।
• महासागर विज्ञान और समुद्री अध्ययन: इसका उपयोग महासागर-वायुमंडल अंतःक्रिया के अध्ययन के लिए किया जाता है, विशेषकर तटीय क्षेत्रों में जहाँ समुद्री परिस्थितियों को प्रभावित करने में पवन महत्त्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

SODAR के लाभ 

•  लाभदायक  प्रणाली: यह एक लाभदायक  प्रणाली है, जिसे वायुमंडल से प्रत्यक्ष संपर्क की आवश्यकता नहीं होती, जिससे यह उपयोग और पर्यावरण दोनों के लिए सुरक्षित है।
• रियल टाइम डेटा: यह वायुमंडलीय परिस्थितियों के रियल टाइम मापन उपलब्ध कराता है, जो विंड फार्म या मौसम निगरानी केंद्र जैसे गतिशील वातावरणों के लिए अत्यंत महत्त्वपूर्ण है।
• लागत प्रभावी: अन्य विधियों (जैसे LIDAR) की तुलना में यह अधिक किफायती और प्रबंधन में आसान है।
• विस्तृत ऊँचाई रेंज: यह कई किलोमीटर की ऊँचाई तक पवन की प्रकृति  माप सकती है (प्रणाली पर निर्भर करता है)।

SODAR की सीमाएँ

• पर्यावरणीय संवेदनशीलता: SODAR का प्रदर्शन मौसम पर अत्यधिक निर्भर होता है; वर्षा, तापमान और आर्द्रता जैसे कारक इसे प्रभावित कर सकते हैं।
• सीमित रेंज और रिजॉल्यूशन : यद्यपि SODAR पवन प्रोफाइल माप सकता है, पर इसकी रेंज और रिजॉल्यूशन  प्रायः LIDAR या RADAR जैसी तकनीकों से कम होती है।

DOWNLOAD PDF