En el artículo «¿Qué miden los radares meteorológicos?» dejamos en claro que sí, que los radares meteorológicos son instrumentos de medición y explicamos que ellos miden la Reflectividad de los objetos meteorológicos (nubes y precipitaciones, hablando grosso modo) y que esta variable, que se representa por z minúscula, se expresa en mm6/m3, pero que dado el amplio diapasón de valores que puede tomar (que se expande 106 veces o más), entonces resulta más cómodo aplicarle logaritmos y tomar como referencia la reflectividad de 1 mm6/m3, entonces la Reflectividad la representamos como Z mayúscula y la expresamos en dBZ. Suelo explicar que la Radiolocalización Meteorológica es un proceso de medición exacta, por tanto, se rige por una ecuación y para demostrarlo, si mi inquieto lector me lo permite, he escrito esta entrada de mi blog. Siga leyendo y se enterará.
Pues bien, sin mucho preámbulo les presento a la susodicha ecuación; pero antes le diré que por medio de esta ecuación podemos calcular la reflectividad (z) de un objeto meteorológico que esté siendo iluminado por el haz del radar conociendo la potencia que el radar recibe proveniente de este objeto. Claro, no es un asunto tan simple, hay que conocer a qué distancia está el objeto (el propio radar se encarga de decírnoslo) y también hay que conocer…muchos otros parámetros, no en balde les digo que el radar es el más complejo y sofisticado instrumento con que cuenta la meteorología.
Vayamos por partes, como diría Jack el Destripador y comencemos de izquierda a derecha.
En la primera llave hay un solo término que es una constante; pero que a priori tenemos que saber si el objeto meteorológico que iluminamos está compuesto de partículas de agua o de hielo. La m es el índice complejo de refracción de la sustancia y el lector que desee puede estudiar cómo es este índice para el hielo y para el agua y cómo se comporta con la temperatura. En fin, es complicado, ya se los dije, índice «complejo». Para los efectos de nuestra ecuación no tenemos que ser tan científicos y nos basta con decir que si el objeto meteorológico es agua este primer término es igual a 0.93 y si es hielo, vale 0.19. Una conclusión puede sacar mi aventajado lector: el agua refleja casi 5 veces más que el hielo. En la segunda llave hay tres términos y los tres son constantes numéricas. Si mi atrevido lector desea zambullirse en eso, me contacta y le explico de dónde sale cada una en esta formulación de la ecuación.
En la tercera llave están tres parámetros que atañen al transmisor: la potencia promedio que radia en transmisor, el período con que se repiten los pulsos y la frecuencia en la que emite el transmisor su onda de radio.
El cuarto término es el benjamín de la ecuación, fue lo último que se le incorporó y está relacionado con el receptor. Le llamaron las pérdidas en el receptor. Si el receptor tuviera un ancho de banda mucho mayor que el recíproco de la duración del pulso del transmisor, esta pérdida no existiría y todo el término sería igual a 1. Sin embargo, en los radares meteorológicos cerramos el ancho de banda para disminuir el ruido y mejorar la sensibilidad.
La quinta llave encierra tres términos relacionados con la antena: ganancia, ancho de banda y pérdidas en la guía de ondas. Los dos primeros loa suministra el fabricante, aunque el segundo podemos chequearlo en la práctica. El tercero, las pérdidas (en transmisión y en recepción) se miden en la práctica.
La sexta llave recoge los parámetros relacionados con la traza por donde viajan las ondas de radar, es decir, la tropósfera.
Por último tenemos la potencia recibida PROMEDIO (por eso le ponemos una barrita encima de la p). Recalco a mis lectores, que los objetos meteorológicos son blancos distribuidos, es decir, el volumen de resolución del haz del radar está iluminando a la vez miles o millones de pequeños hidrometeoros que se encuentran en movimiento entre sí, que rotan y presentan diferentes caras de frente para el radar, por tanto, tienen una naturaleza fluctuante. Ya conté en un post cómo yo subestimé esta asignatura en mi carrera y lo pagué caro al hacer mi tesis de doctorado justamente en este tema. El procesador de señales es quien se encarga de suministrarnos este valor de potencia y su cálculo es materia de un largo curso. Es el mismo procesador de señales el que se encarga de usar el valor de potencia promedio y enlazarlo con todos los demás parámetros para calcular los valores de Reflectividad.
Con respecto a este tema se abren muchas interrogantes: ¿Cómo se calibra un radar meteorológico? ¿Cuáles son la precisión, la exactitud y la resolución de las mediciones en los radares meteorológicos y de qué dependen? ¿Cuál es la incertidumbre en las mediciones con radar meteorológico? Si alguien está interesado, en LADETEC ofrecemos cursos sobre todas las temáticas relacionadas con radar, en Cuba o en el extranjero:
Deja una respuesta