En este artículo se habla de la Clasificación de Productos de Radar Meteorológico por su Geometría de Construcción.
Un radar meteorológico moderno no captura «imágenes» directas de la atmósfera. Su operación consiste en barrer el espacio tridimensional emitiendo pulsos en múltiples ángulos de elevación y acimut, generando una matriz de datos en coordenadas esféricas (distancia radial, ángulo de elevación y acimut). Esta matriz, que contiene los parámetros eléctricos de las señales retornadas (amplitud y fase), no es directamente comprensible para el ojo humano ni para el meteorólogo. Para hacerla utilizable, los procesadores de datos realizan dos tareas fundamentales: primero, convierten los parámetros eléctricos en magnitudes físicas (reflectividad, velocidad, etc.) y, segundo, cortan la matriz tridimensional en secciones bidimensionales que puedan ser representadas gráficamente como imágenes raster.
La forma de realizar estos cortes, es decir, la geometría de construcción de los productos, es la clave para entender la gran variedad de información que un radar puede ofrecer. Atendiendo a esta geometría, los productos se dividen en tres grandes categorías, que van desde los más simples y directos hasta los más complejos y sintéticos.
1. Productos de Adquisición Directa (Geometría del Barrido de la Antena)
Estos son los productos más primitivos y sencillos desde el punto de vista geométrico, ya que son un reflejo fiel del movimiento físico de la antena durante la adquisición de los datos. No requieren procesamiento posterior más allá de la digitalización de la señal. Corresponden a la era analógica de los radares.
- PPI (Plan Position Indicator): Se obtiene manteniendo un ángulo de elevación fijo mientras la antena gira 360° en acimut. El resultado es una vista en planta de los ecos en forma de barrido cónico. Su principal limitación es que la altura de los objetos observados aumenta con la distancia al radar, lo que introduce distorsiones geométricas y hace que un mismo PPI mezcle datos de diferentes altitudes.
- RHI (Range Height Indicator): Es el complemento vertical. Se obtiene manteniendo un ángulo acimutal fijo mientras la antena se eleva y desciende en un plano vertical. El resultado es un corte vertical a lo largo de una línea radial que muestra la estructura de altura de los ecos frente al radar. Es ideal para inspeccionar la extensión vertical de nubes y tormentas, pero solo proporciona información en una dirección acimutal concreta.
2. Productos de Procesamiento Digital (Cortes Sintéticos a la Matriz 3D)
La llegada de los procesadores de datos digitales supuso un cambio de paradigma. En lugar de limitarse a mostrar el barrido de la antena, el sistema construye primero un volumen de datos tridimensional completo a partir de todos los barridos en elevación. Una vez que esta matriz esférica existe en la memoria, el software puede aplicar algoritmos de interpolación (vecino más cercano, ponderación por distancia, kriging, etc.) para convertirla a un sistema de coordenadas cartesianas (x, y, z) y realizar cortes sintéticos en cualquier dirección y con cualquier espesor variable. Estos cortes se dividen en dos grandes grupos:
2.1 Cortes Horizontales (Planos Paralelos a la Superficie)
Estos productos seccionan la matriz tridimensional siguiendo planos paralelos a la superficie terrestre, ofreciendo una vista en planta de la atmósfera a una altitud determinada o dentro de un rango de altitudes. Dentro de este grupo, es crucial distinguir entre dos enfoques de procesamiento de la información contenida en la columna vertical:
- CAPPI (Constant Altitude Plan Position Indicator) de Promedio (Layer Average): Es el producto horizontal por excelencia. A diferencia del PPI, que opera a una elevación angular fija, el CAPPI proporciona una vista en planta de los ecos correspondientes a una altura constante sobre el nivel del suelo. Para construirlo, el software define una capa de espesor variable (por ejemplo, de 1 a 3 km de altura) y, para cada celda de la cuadrícula horizontal, calcula el promedio de todos los valores de la variable (ej. reflectividad) que caen dentro de esa columna vertical. Este enfoque, implementado en procesadores como VESTA|Proceso, permite al usuario seleccionar libremente los límites inferior y superior de la capa. Históricamente, el CAPPI fue desarrollado por la Universidad de McGill en los años 50 para evitar los problemas de ecos de tierra y la variación de altitud con la distancia que presentaban los PPIs.
- Productos de Máximos en Capa (Composite Reflectivity / Layer Maximum): En lugar de promediar, este enfoque busca el valor máximo de la variable dentro de una columna vertical definida por una capa de espesor variable. Para cada celda de la cuadrícula, se selecciona el valor más alto de reflectividad (u otra variable) encontrado en cualquier nivel dentro de la capa especificada. Dentro de esta categoría se distinguen:
- Composite Reflectivity (CR): Es el ejemplo más común. Se construye tomando todos los datos del volumen de elevaciones (desde el nivel del suelo hasta unos 21 km de altura) y, para cada punto del plano horizontal, se selecciona y proyecta el máximo de reflectividad en toda la columna de aire sobre ese punto. El resultado es un mapa que muestra los núcleos más intensos de la tormenta, independientemente de la altura a la que se encuentren.
- Layer Maximum (LRM): Es una versión más restringida donde la capa de búsqueda del máximo se limita a un rango de alturas específico (por ejemplo, capa baja de 0-7 km, capa media de 7-10 km, capa alta de 10-18 km), como se observa en los productos del ORPG.
Pseudo-CAPPI (pCAPPI): Un concepto clave asociado al CAPPI es el pseudo-CAPPI. A grandes distancias del radar, los haces de elevación más bajos quedan por encima de la altura deseada. Para solucionarlo, el software extrapola la información utilizando los datos del ángulo de elevación más bajo disponible, añadiendo una estimación en esas zonas lejanas. Esto permite extender la cobertura del CAPPI más allá del rango donde la altura exacta es medible.
2.2 Cortes Verticales (Planos Perpendiculares a la Superficie)
Estos productos seccionan la matriz tridimensional siguiendo un plano vertical, ofreciendo una vista de perfil de la estructura de la atmósfera.
- Vertical Cut (Corte Vertical Genérico): Es el producto fundamental de este grupo. Se realiza tomando los datos del volumen tridimensional y trazando una línea recta (un transecto geográfico) a través de la tormenta en cualquier dirección acimutal elegida por el operador o el algoritmo. El sistema compila todas las mediciones de reflectividad, velocidad, etc., a lo largo de esa línea y las proyecta en un plano vertical, revelando la altura, intensidad y estructura de las corrientes de aire, el granizo o la lluvia en una vista lateral. Es importante destacar que el clásico RHI pasa a ser considerado un caso particular del Vertical Cut, concretamente aquel en el que el corte se realiza exactamente alineado con el azimut de barrido original de la antena. Con el procesado digital, el Vertical Cut puede generarse sobre cualquier línea radial imaginaria sin necesidad de que la antena haya barrido físicamente esa trayectoria exacta.
3. Productos Compuestos (Combinación de Cortes Horizontales y Verticales)
Más allá de los cortes puramente horizontales o verticales, la flexibilidad del procesado digital ha permitido el desarrollo de una tercera categoría. Esta agrupa aquellos productos que, para su construcción, requieren la combinación sinérgica de múltiples cortes sobre la misma matriz tridimensional, ofreciendo una visión holística de la tormenta.
- Vol-CAPPI (Volume CAPPI): Es un producto que integra tres vistas simultáneas de la misma celda de tormenta: una vista horizontal (el CAPPI clásico), un corte vertical de norte a sur (corte meridional) y un corte vertical de este a oeste (corte zonal). Con la ayuda de un cursor, el usuario puede seleccionar la posición de estos cortes, permitiendo una clara asignación de los ecos en las tres dimensiones. Esta representación, que muestra el plano del suelo y dos paredes verticales, facilita la comprensión de la estructura tridimensional.
- Productos de Pseudovolumen (Tres Proyecciones): En procesadores como VESTA|Proceso, este producto se denomina Volumen y en el pasado se conocía como Swiss Map. Se construye al unísono a partir de tres proyecciones ortogonales del volumen de la tormenta:
- Máximo (proyección horizontal): Es el plano del suelo, equivalente al producto de máximos en capa (Composite Reflectivity). Proyecta sobre una vista en planta el valor máximo de la variable (ej. reflectividad) encontrado en la columna vertical de aire sobre cada celda.
- Max_NS (proyección vertical norte-sur): Es la «pared vertical» que mira hacia el sur. Se calcula barriendo los valores máximos de la variable en filas horizontales que van de norte a sur y proyectándolos contra una pared vertical. El resultado es un corte vertical que muestra la estructura de la tormenta vista desde el este.
- Max_EW (proyección vertical este-oeste): Es la «pared vertical» que mira hacia el oeste. Es idéntico al anterior, pero las filas barren de este a oeste, ofreciendo un corte vertical perpendicular al anterior.
Al unir estas tres proyecciones (el suelo, la pared norte-sur y la pared este-oeste), se genera una figura en perspectiva que da una idea de pseudo-volumen, permitiendo al meteorólogo visualizar la estructura tridimensional de la tormenta de un solo vistazo, sin necesidad de rotar mentalmente cortes individuales.
Conclusión
Esta taxonomía geométrica —que parte de los productos de barrido directo (PPI, RHI), pasa por los cortes sintéticos horizontales (CAPPI de promedio, pseudo-CAPPI, Composite Reflectivity y Layer Maximum) y verticales (Vertical Cut), y culmina con los productos que combinan múltiples cortes (Vol-CAPPI y Pseudovolumen)— constituye el esqueleto fundamental sobre el que se asienta toda la nomenclatura operativa del radar meteorológico. Comprender estas diferencias es esencial para interpretar correctamente la información y elegir el producto adecuado para cada fin (estimación de lluvias, detección de granizo, análisis de estructura de tormentas).
Una vez establecida esta base geométrica, estamos en condiciones óptimas para abordar el estudio de los productos específicos del sistema NEXRAD-ORPG, identificando en cuál de estas categorías encaja cada uno de sus entregables operacionales y cómo se comparan con las implementaciones de otros procesadores como VESTA|Proceso.
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