Curso Radar 5

Proceso de adqusición de los datos radar y formas habituales de representación

 

Proceso de adquisición de datos

  • Tras emitir un pulso, la potencia que el radar capta en distintos instantes se corresponde con la energía devuelta por diferentes volúmenes situados a lo largo del eje del haz y a distancia creciente de éste (Figura 2.0a).

  • Para que el muestreo espacial tenga una cierta continuidad lo que se suele hacer es registrar la potencia cada cierto dt, de forma que dt sea el tiempo que tarda en llegar al radar la potencia devuelta por volúmenes Vres consecutivos, es decir dt=t/2 (Figura 2.0b).

 

 



Figura 2.0 (a) Potencia registrada en los instantes t1 y t2, (b) si ésta se registra en instantes de tiempo separados dt = t / 2, se corresponderá con volúmenes Vres consecutivos.

 


  • Así, el radar emite un tren de n pulsos, como ya comentamos, y a continuación se produce un periodo de escucha en el que se registran las potencia devuelta por m volúmenes consecutivos para cada uno de los n pulsos. Como resultado para cada volumen se determinan n lecturas de potencia que finalmente se promedian para determinar o (con i = 1 hasta m).

  • El procedimiento anterior de emisión-escucha se repite para cada dirección radial en la que se realiza un muestreo. De esta forma, fijado un cierto ángulo de la antena respecto a la horizontal, usualmente llamado elevación, el radar efectúa un barrido de la atmósfera girando 360 grados y realizando un número determinado de muestreos radiales (el tiempo de emisión-escucha es tan breve que no es necesario parar el movimiento para realizar cada medida por lo que la rotación del radar es de hecho continua).

  • El resultado de una exploración es la reflectividad de los volúmenes de atmósfera situados sobre un cierto cono (ver Figura 2.1), que también se suele denominar como información muestreada en una cierta elevación (donde elevación se refiere a un ángulo de tiro del radar). Este proceso se suele repetir para diversas elevaciones de manera que finalmente se obtiene un volumen semi-esférico de información.

 

 

 

 



Figura 2.1 Volúmenes muestreados en una exploración radar, dada por el ángulo de tiro j respecto a la horizontal

 



Formas de representación:

A partir de dicha información registrada en las diversas elevaciones se suelen generar dos tipos de imágenes:

a) PPI, Plan Position Indicator, correspondiente con la reflectividad registrada en cada una de las elevaciones y que se proyecta sobre el plano horizontal (Figura 2.2).

b) CAPPI, Constant Altitude Plan Position Indicator, este segundo tipo de imagen trata de representar la reflectividad registrada sobre un plano a una altura constante. Para generar este segundo tipo de imagen se utilizan aquellos fragmentos de información de las diversas elevaciones que se encuentran más cerca de la altura para la que se quiere generar el CAPPI (ver Figura 2.3).

 



 



Figura 2.2 Proyección del PPI sobre la horizontal.

 

 



Figura 2.3 Esquematización de los fragmentos de elevación utilizados para generar una imagen CAPPI.

 

  • Como ejemplo algunas imágenes recogidas en el radar del INM en Barcelona.

 



Muestreo vertical

  • Otra forma de muestreo alternativa es la de medir la reflectividad sobre la vertical del radar a lo largo del tiempo. Para ello se utilizan radares de verticales de alta resolución que lo que generan son registros muy detallados de lo que ocurre sobre la vertical del radar.

  • El la Figura 2.3 se muestra como ejemplo el radar vertical de la universidad de Brixtol, instalado en Marsella durante la experiencia HIRE.

  • Por su parte la Figura 2.4 muestra un ejemplo del registro de dicho radar. En realidad la imagen debería tener coordenadas altura-tiempo, pero aquí, para otros fines, se ha trasformado el tiempo en distancia suponiendo que el campo de lluvia se desplaza a una cierta velocidad constante. De esta forma la imagen representa un corte vertical del campo de lluvia con una gran resolución.

 

 



Figura 2.3 Radar vertical de alta resolución de la universidad de Brixtol.

 



 



Figura 2.4 Registro medido por el radar vertical puntoal de la universidad de Brixtol durante la experiencia HIRE.

 



Muestreo vertical en RHI (Range height Indicator)

  • Otra posibilidad de muestreo es mantener la antena fija en una dirección (o azimut respecto al noreste) y realizar una lectura incrementando el ángulo de elevación de la antena. Es lo que se conoce como muestreo en Range Height Indicator (RHI).

  • El resultado es un corte vertical del campo de precipitación, que tiene coordenadas altura-distancia al radar (en la Figura inferior se muestra un ejemplo)

 

 



Figura 2.5 Ejemplo de Muestreo en RHI registrado por el radar CP-2 del NCAR, que muestra una célula convectiva de gran desarrollo vertical. Figura extraída de Radar in Meteorology, (Battan memorial and 40th anniversary of the radar meteorology,Ed. AMS).

 



Cortes verticales de la información volumétrica medida por el radar

  • Otra forma de observar la información radar es a partir de cortes verticales de la información registrada por éste en las diversas elevaciones que realiza.

  • Como ejemplo en la Figura 2.6a se muestra el PPI registrada en el radar del INM. Por su parte las Figuras 2.6a y 2.6b presentan los cortes verticales a lo largo de las trazas A-B y C-D. Para generar dichos cortes lo que se hace es determinar los valores medidos por el radar y que se encuentran sobre dichos planos. En las Figuras 2.6b y 2.6c se han marcado también las trazas de las elevaciones que realiza el radar sobre los planos de corte (en este caso el radar realiza 20 elevaciones).

  • Notar que evidentemente en los cortes mostrados la resolución es mucho menor que la generada por un radar vertical puntual, pero por contra este último no abarca una zona de gran tamaño como hace el radar de muestreo volumétrico.

 

 



Figura 2.6 .PPI de la primera elevación registrado por el radar del INM de Barcelona el 14 de Septiembre de 1999.

 



 



Figura 2.7 .Corte vertical de la información volumétrica radar a lo largo de la traza A-B marcada en la Figura 2.6.

 



 



Figura 2.8 .Corte vertical de la información volumétrica radar a lo largo de la traza C-D marcada en la Figura 2.6.

 

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