NEXRAD
NEXRAD o Nexrad (Nex... generación siguiente de ...Radares) es una red de 159 radares meteorológicos de alta resolución Doppler operados por el "Servicio Nacional del Tiempo", una agencia de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) junto al "Ministerio de Comercio de Estados Unidos". Su nomenclatura técnica es WSR-88D, que significa Weather Surveillance Radar, 1988, Doppler.
NEXRAD detecta precipitaciones y movimientos atmosféricos o viento. Sus retornos de data se procesan para poder desplegar en una carta mosaico para mostrar patrones de precipitación y sus movimientos. El sistema radárico opera en dos modos básicos, seleccionables por el operador:
- escaneado lento modo de atmósfera despejada para analizar movimientos del aire cuando hay poca o nula actividad en el área
- modo precipitación con un escaneado rápido para trabajar activamente con áreas de tormentas. NEXRAD sigue teniendo una enfática política de automación, incluyendo el uso de algoritmos y escaneados automáticos de volumenes.
Estrategias
Después de más de 30 años de investigaciones en sistemas de radares meteo Doppler, el Servicio Nacional del Tiempo (NWS) comenzó a desplegar el WSR-88D en 1988. Vino a reemplazar al WSR-74 y al WSR-57 de 1974 y 1957 respectivamente. La primera instalación se completó en el verano de 1990 en Norman, Oklahoma, sin embargo, la primera instalación de un WSR-88D para su uso cotidiano en pronósticos fue en Sterling, Virginia el 12 de junio de 1992 (32 años). El último en instalarse fue en North Webster, Indiana el 30 de agosto de 1997. Las localidades se eligieron estratégicamente para proveer el mejor solapeado entre coberturas de radares en caso de fallo durante un severo evento climático. De ser posible, estaban en colocalidades con las Oficinas de Pronósticos NWS para permitir rápido acceso a los técnicos de mantenimiento.[1]
El desarrollo del sistema NEXRAD comenzó en 1982 en el "Laboratorio Nacional de Tormentas Severas" en Norman, Oklahoma. Los miembros del grupo NEXRAD incluyó a Timothy O'Bannon, meteorólogo e hidrólogo quien, como ornitólogo amateur también proveyó de capacidades adicionales a los radares para visualizar patrones de migraciones de aves. (O'Bannon, Tim 1995. Anomalous WSR-88D Wind Profiles - Migrating Birds? American Meteorological Society 27th Conference on Radar Meteorology Preprints: 663-665).
El contratista líder fue Sperry Corporation suministrando las unidades de alta velocidad de computación.
Estrategias de escaneado
A diferencia de sus predecesores, la antena del WSR-88D no es directamente controlable por el operador. Lo que hace el radar es continuamente refrescar sus database tridimensionales vía uno de varios patrones predeterminados de escaneado. Mientras el sistema muestrea la atmósfera tridimensionalmente, hay muchas variables que se pueden cambiar dependiendo de la deseada salida. Hay corrientemente seis Patrones de Cobertura Volumétrica (VCP) disponibles para los meteorólogos. Cada Patrón VCP es un configuración predefinida de sets de instrucciones dadas a la antena que controla su velocidad rotacional, modo transmisor/receptor, y los ángulos de elevación. Usan un esquema numérico específico:
- Atmósfera diáfana: VCP 31 & 32 (dos dígitos comenzando en 3)
- Precipitación suave: VCP 21 (dos dígitos comenzando en 2)
- Convección: VCP 11 & 12 (dos dígitos comenzando en 1)
- Frecuencias de Pulsos Múltiples: VCP 121 (tres dígitos comenzando con un 1, seguido de 2 dígitos de VCP con similares ángulos de azimut)
| VCP | Tiempo de escaneado (min) | Ángulso de elevación (°) | Uso | Atributos epeciales |
|---|---|---|---|---|
| 11 | 5 | 0.5, 1.5, 2.4, 3.4, 4.3, 5.3, 6.2, 7.5, 8.7, 10, 12, 14, 16.7, 19.5 | Convección, especialmente cuando se encima hacia el radar | Tiene la mejor cobertura de volumen |
| 12 | 4 | 0.5, 0.9, 1.3, 1.8, 2.4, 3.1, 4.0, 5.1, 6.4, 8.0, 10.0, 12.5, 15.6, 19.5 | Convección, especialmente actividad en rangos amplios | Focalizado en elevaciones más bajas para mejor muestreo de los niveles bajos de tormentas |
| 121 | 5.5 | 0.5, 1.5, 2.4, 3.4, 4.3, 6.0, 9.9, 14.6, 19.5 | Gran número de tormentas rotativas, sistemas tropicales, o cuando se necesita mejorar la velocidad de toma de datos | Los escaneos bajos se cortan en múltiples tiempos variando las repeticiones de pulsos para mejorar grandemente la velocidad de la toma de datos |
| 21 | 6 | 0.5, 1.5, 2.4, 3.4, 4.3, 6.0, 9.9, 14.6, 19.5 | Precipitación suave | Raramente usada para fenómenos convectivos debido a requerir datos de elevación y tiempos de muestreo grandes |
| 31 | 10 | 0.5, 1.5, 2.5, 3.5, 4.5 | Detectando precipitaciones ventosas | Pulsos largos |
| 32 | 10 | 0.5, 1.5, 2.5, 3.5, 4.5 | Baja velocidad de rotación permite incrementar la sensibilidad. El modo en Default de atmósfera diáfana, reduce desgaste de la antena | Pulsos cortos |
Futuras mejoras
Super resolución
En el proceso de implementación desde marzo a junio de 2008, se está trabajando en la capacidad de la RDA de producir datos en super resolución. El WSR-88D provee datos de reflectividad de 1 km por 1 grado a 460 km de rango, y los datos Doppler a 0,25 km por 1 grado en un rango de 230 km . La Super Resolución daría datos con un tamaño de muestra de 0,25 km por 0,5º; incrementando el rango de datos Doppler a 300 km dsde los actuales 230 km . Inicialmente esta incrementada resolución solo estaba disponible para los escanoes de elevaciones bajas. La Super Resolución da un compromiso de reducción de ruidos ligeramente disminuída para una ganancia grande en resolución.[2]
Para mejorar los tiempos de detección de tormentas severas y el alerta meteo, las tormentas potenciales tornádicas necesitan ser identificadas tan pronto como sea posible. La mejora en la resolución del ancho del haz incrementa el rango al cual un pequeño e incipiente tornado muestra su patrón de circulación (hacia los 4 km de diámetro) y poderse detectar. La Super Resolución también dará detalles adicionales para ayudar al análisis de severas tormentas. Extendiendo el rango de la adquisición de datos por el Doppler y suministrando las muestras tempranas del Doppler en el proceso de aumentar el volumen de escaneo a alta velocidad más rapidamente se estará en condiciones de emitir los "alertas meteo".[3]Desde el 1 de agosto de 2008, 134 de los 172 sitios nexrad están ya dando Super Resolución.
Radar polarímetrico
The next major upgrade is polarimetric radar, which adds vertical polarization to the current horizontal radar waves, in order to more accurately discern what is reflecting the signal. This so-called dual polarization allows the radar to distinguish between rain, hail and snow, something the horizontally polarized radars cannot accurately do. Early trials have shown that rain, ice pellets, snow, hail, birds, insects, and ground clutter all have different signatures with dual-polarization, which could mark a significant improvement in forecasting winter storms and severe thunderstorms.[4]The deployment of the dual polarization capability (Build 12) to nexrad sites will begin in 2010 and last until 2012.
Arreglso de fase
Beyond dual-polarization, the advent of phased array radar will probably be the next giant leap in severe weather detection. Its ability to rapidly scan large areas would give an enormous advantage to radar meteorologists. Any large-scale installation by the NWS is unlikely to occur before 2010. Such a system would more likely be installed separate from the existing WSR-88D network, perhaps only in areas like the Great Plains where tornadoes are more common.[5]
Aplicaciones
One practical application under experiment is using the mosaic map to suggest alternate flight paths for airliners to avoid turbulence.[6]
Bibliografía
- David Atlas, Radar in Meteorology: Battan Memorial and 40th Anniversary Radar Meteorology Conference, published by the American Meteorological Society, Boston, 1990, 806 pages, ISBN 0-933876-86-6, AMS Code RADMET.
En la cultura popular
In the movie Twister, references are made about NEXRAD, in the form of mobile computing systems used by storm chasers containing "NEXRAD realtime."
Lista de sitios NEXRAD
Enlaces internos
Referencias
- ↑ WSR-88D Radar, Tornado Warnings and Tornado Casualties.
- ↑ Build10FAQ
- ↑ NEXRAD Product Improvement – Current Status of WSR-88D Open Radar Data Acquisition (ORDA) Program and Plans For The Future
- ↑ Polarimetric Radar Page
- ↑ Weather Research: Weather Radar
- ↑ Airline flights get less turbulent - EE Times, Sep 11, 2007
Enlaces externos
- http://www.weather.gov/
- http://weather.noaa.gov/radar/national.html
- http://www.srh.noaa.gov/srh/sod/radar/radinfo/radinfo.html
- http://www.srh.noaa.gov/srh/sod/radar/radinfo/about.html
- http://www.nssl.noaa.gov/researchitems/radar.shtml
- http://mi3.ncdc.noaa.gov/mi3report/MISC/nexrad-stations.TXT
- http://www.wunderground.com/radar/help.asp
- NEXRAD Weather Links
- Beneficios Sociales & Economicos de NEXRAD, del sitio "NOAA Socioeconomía"