Los radars Doppler pueden medir solamente las components de movimiento de un blanco a lo largo de los ejes radials, de ahí el nombre de velocidad radi

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "Los radars Doppler pueden medir solamente las components de movimiento de un blanco a lo largo de los ejes radials, de ahí el nombre de velocidad radi"

David Agüero Miguélez
hace 7 años
Vistas:

1 Figura 1

2 Los radars Doppler pueden medir solamente las components de movimiento de un blanco a lo largo de los ejes radials, de ahí el nombre de velocidad radial. Si una parcela se mueve hacia o alejándose de la antena, se dice que su movimiento es paralelo a un radio. Los movimientos paralelos de ese tipo permiten que el corrimiento de fase de cada onda sea totalmente visible al radar. De allí que resulta que las velocidades mostradas en el display reflejen la verdadera velocidad de una parcela. En la figura 1 (componente A), el viento está soplando desde el oeste a 20 nudos, y la antena apunta hacia 270. El radar ve la componente total y mide los 20 nudos.

3 Figura 2

4 Las velocidades hacia adelante están en la mitad derecha del velocímetro, en tanto que las opuestas en la mitad izquierda. Velocidades menores de 50 mph son claras (no ambiguas) y no causan confusión. Sin embargo, velocidades de 50 mph o mayores son ambiguas y causan el fenómeno conocido como aliasing de la velocidad. Este es un proceso que causa una indicación de valores falsos en el display debido al movimiento del blanco. Consideremos el siguiente escenario: un tren parte de la estación hacia delante a 40 mph (Figura 3, vista A)

5 Figura 3

6 270 de cambio de fase (alejándose) se ve como 90 de cambio de fase acercándose. Figura 4 Varios cambios de fase. A 90 de cambio de fase alejándose, B 90 de cambio de fase acercándose, C) 180 de cambio de fase D) 270 de cabio de fase.

7 Mirando a la Figura 4, en las vistas (A) y (B) el movimiento no presenta ningún problema al radar pues ambos producen movimientos de fase menores a 180 grados., independientemente de la dirección. La parte (C) muestra un caso de cambio de fase igual a 180 grados. Aquí es donde comienza el problema. Recuérdese que para medir el cambio de fase en forma no ambigua el cambio debe ser menor a 180. En este caso no podemos distinguir si el cambio de 180 representa un movimiento hacia o fuera del radar. Esta medición es ambigua.

8 La parte (D) muestra un cambio de fase de 270, resultante de la energía que llega a un blanco que se mueve alejándose del radar. Este cambio es visto como uno de 90 grados hacia el radar. Esto resulta en una medición ambigua en el display. En tanto que las velocidades ambiguas están sujetas a una mala interpretación, los radares WSR-88D tienen un modo particular de tratarlas. El software del radar está diseñado para reconocer que la dirección inversa es imposible. Determina cuáles velocidades exceden la tolerancia del radar y calcula la cantidad de aliasing producido. Entonces aplica todas las correcciones necesarias a los productos que se reciben.

9 Relationship between Maximum range and Nyquist Velocity for common radar wavelengths

11 El aliasing en la velocidad es algo no muy complicado para reconocer. El display típico de un radar Doppler es codificado según el color, tanto para las reflectividades como las velocidades. Las reflectividades están codificadas de modo que las menores reflecividades son los colores más fríos y los mayores los más cálidos. En cambio, las velocidades están codificadas de otro modo. La velocidad cero están en una región marcada como blanco. Las velocidades hacia el radar como negativas, codificadas con colores fríos, en tanto que las positivas, alejándose del radar, están indicadas por colores cálidos.

12 En la figura, el aliasing está claramente marcado por el gran cambio en color cerca del anillo de distancia de los 55 km y azimuth 220. El indicio clave para determinar que este es un caso de aliasing de la velocidad es que no es un pasaje por la línea de velocidad cero. Si este fuera un caso verdadero del campo de la velocidad debería haber pasado por velocidad cero.

13 Interpretando las cortantes de viento en un radar Doppler Para interpretar las configuraciones de velocidades radiales en un Doppler, uno debe considerar primero la geometría del monitoreo. Normalmente el haz del radar apunta hacia un ángulo de elevación mayor que cero. A medida que el haz se aleja del radar va cada vez más alto sobre la superficie de la Tierra. Debido a esta geometría,los retornos al radar originados a partir de blancos cercanos al radar representan el campo de vientos en niveles bajos, en tanto que los de blancos lejanos representan ese campo a mayores niveles.

15 Sobre la presentación PPI, la distancia entre el radar y el blanco representa tanto un cambio en distancia como en la vertical. Para determinar el campo de viento a una cierta elevación sobre el radar, uno debe examinar las velocidades radiales sobre un anillo que se encuentra a una distancia fija del radar. La elevación exacta, representada por un anillo particular depende del ángulo de elevación del haz.

16 En los ejemplos que siguen, las configuraciones de las velocidades radiales (Doppler) fueron construídas mediante un programa que asume configuraciones verticales simples del campo de viento. Estas configuraciones simplificadas de velocidades radiales pueden ayudar a entender las configuraciones más complicadas asociadas con movimientos de tormentas. Las configuraciones de velocidades Doppler (derecha) corresponden a perfiles verticales de viento (izquierda), donde las barbillas del viento indican la velocidad y dirección desde el suelo hasta pies. Las velocidades Doppler negativas (azulverde) son hacia el radar y las positivas (amarillo-rojo) son alejándose. La ubicación del radar se encuentra en el centro del display.

18 En este primer ejemplo, la dirección del viento es constante con la altura, pero la velocidad aumenta desde 20 nudos cerca del suelo a 40 nudos a pies. Nótese que el campo de la velocidad radial que la máxima velocidad hacia el radar se encuentra al oeste y la máxima alejándose hacia el este, en tanto que hacia el norte y el sur el radar mide velocidad radial cero. Esto ocurre porque los vientos son perpendiculares al haz del radar cuando son vistos hacia el norte o hacia el sur.

20 En este Segundo ejemplo, los vientos aumentan de 20 a 40 nudos entre cero y pies y luego disminuyen a 20 nudos a los pies. La dirección del viento es constante. El haz del radar intercepta al nivel de pies a lo largo de un anillo a mitad de camino del display del radar. Aquí es donde se ven las máximas velocidades hacia y fuera del radar.

22 En el tercer ejemplo, se tiene un campo de vientos que cambia de dirección del norte al sur, pero tiene velocidad constante a todo nivel. La línea de velocidad radial cero se inclina ahora de tal modo que es perpendicular en todos lados al campo de viento. Las velocidades radiales máximas se observan donde el haz de radar apunta directamente hacia o fuera de la dirección del viento.

23 El cuarto ejemplo, muestra un efecto similar, aunque en este caso el flujo es confluente en lugar de difluente.

Documentos relacionados

Convección y Microfísica de Nubes 1 cuatrimestre 2010

Convección y Microfísica de Nubes 1 cuatrimestre 2010 Trabajo Práctico N 2: Sensoramiento remoto de la convección 1) Propagación del haz de radar Parte A: Radar meteorológico Evalúe los cambios de altura del haz de radar para las secuencias de observación