Modern weather surveillance radars: hygienic aspects of monitoring electromagnetic fields at operators' workplaces and in the environment

Introduction: Location of weather surveillance radars near settlements, in residential areas and on airport premises makes it important to ensure safe levels of electromagnetic fields when operating these radio transmitters. Electromagnetic fields maximum permissible levels for weather radars developed in the 1980s are outdated. Our objective was to analyze modern weather surveillance radars to develop proposals for improvement of radar-generated radiofrequency field monitoring. Materials and methods: We studied trends in meteorological radiolocation and technical characteristics of modern weather radars for atmospheric sensing and weather alerts, analyzed regulations for electromagnetic fields measurements and hygienic assessment, and measured radiofrequency fields produced by weather radar antennas in open areas and at workplaces of operators. Results: We established that modern types of weather radars used in upper-air sensing systems and storm warning networks differ significantly in terms of technical characteristics and operating modes from previous generations. Developed in the 1980s, current hygienic standards for human exposures to radiofrequency fields from weather radar antennas are obsolete. Conclusions: It is essential to develop an up-to-date regulatory and method document specifying estimation and instrumental monitoring of electromagnetic fields levels generated by weather radars and measuring instruments for monitoring of pulse-modulated electromagnetic radiation.

weather surveillance radar, electromagnetic fields, regulations, monitoring

1. Горелик А.Г., Коломиец С.Ф. Радиолокационные измерения в метеорологии // Мир измерений. 2009. № 7. С. 6-14.

2. Болелов Э.А. Метеорологическое обеспечение полетов гражданской авиации: проблемы и пути их решения // Научный Вестник МГТУ ГА. 2018. Т. 21. № 5. С. 117-129.

3. Сафонова Т.В. Использование радиолокационной информации при оценке метеорологических факторов, влияющих на полеты воздушных судов // Научный вестник УИ ГА. 2017. № 9. С. 56-64.

4. Кочин А.В., Дубовецкий А.З., Ситников Н.М. Аэрологическое зондирование атмосферы // Мир измерений. 2011. № 9. С. 20-24.

5. Тарабукин И.А. Радиометеорологические исследования в Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова // Труды Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова. 2017. № 585. С. 212-260.

6. Болелов Э.А., Ермошенко Ю.М., Фридзон М.Б. Повышение надежности системы радиозондирования атмосферы за счет комплексирования методов сопровождения радиозонда в полете // Научный вестник МГТУ ГА. 2015. № 222 (12). С. 114-119.

7. Жуков В.Ю., Щукин Г.Г. Состояние и перспективы сети доплеровских метеорологических радиолокаторов // Метеорология и гидрология. 2014. № 2. С. 92-100.

8. Жуков В.Ю. Исследование возможности повышения оперативности работы метеорадиолокатора ДМРЛ за счет поочередного излучения ортогональных широкополосных сигналов // Ученые записки Российского государственного гидрометеорологического университета. 2011. № 21. С. 112-117.

9. Дмитриева О.А., Дорофеев Е.В., Львова М.В. и др. Использование информации о доплеровской радиальной скорости метеоцелей в задачах синоптического анализа // Метеорология и гидрология. 2016. № 11. С. 88-95

10. Логвин А.И., Сокол П.П. Возможности повышения уровня метеорологического обеспечения полетов на основе совершенствования алгоритмов функционирования МРЛС // Научный вестник МГТУ ГА. 2010. № 152. С. 204-209.

11. Щукин Г.Г., Степаненко В.Д., Снегуров А.В. Перспективные направления радиолокационных наблюдений за атмосферой // Труды Главной геофизической обсерватории им. А.И. Воейкова. 2010. № 561. С. 223-241.

12. Fukao S, Hamazu K. Radar for meteorological and atmospheric observations. Springer Japan; 2014. 537 p.

13. Ryzhkov AV, Schuur TJ, Burgess dW, et al. The joint polarization experiments: polarimetric rainfall measurements and hydrometeor classification. Bull Amer Meteor Soc. 2005; 86(6):809-824. DOI: https:// doi.org/10.1175/BAMS-86-6-809

14. Zhukov VYu, Shchukin GG. [The state and prospects of the network of Doppler Weather Radars]. Meteorologiya i Gidrologiya. 2014; (2):92-100. (In Russian).

15. Zhukov VY. The research of possibility to increase the efficiency of the meteorological radar set DMRL’s work through alternate radiation of orthogonal broadband signals. Uchenye Zapiski Rossiiskogo Gosudarstvennogo Gidrometeorologicheskogo Universiteta. 2011; (21):112-117. (In Russian)

16. Dmitrieva OA, Dorofeev EV, L’vova MV, et al. [Using Doppler radial velocity information in synoptic analysis tasks]. Meteorologiya i Gidrologiya. 2016; (11):88-95. (In Russian).

17. Logvin AI, Sokol PP. Possibilities for improving the meteorological service of flights based improvement of the algorithm of functioning meteorological radar. Nauchnyi Vestnik MGTU GA. 2010; (152):204-209. (In Russian).

18. Shchukin GG, Stepanenko VD, Snegurov AV. Advanced tendencies of radar observations on atmosphere. Trudy Glavnoi Geofizicheskoi Observatorii im. A. I. Voeikova. 2010; (561):223-241. (In Russian).