Disponemos de una antena que emite (y recibe) con un haz estrecho, como una linterna explorando en la oscuridad. Nosotros necesitamos explorar toda la semiesfera de la atmósfera que está sobre nosotros (es decir, sobre el radar); pero solo hasta una altura de unos 20-25 km y unos 500 km de radio, que es donde está la troposfera y donde ocurren las tormentas y las precipitaciones, en cuyo seno se engendran fenómenos peligrosos para los humanos y sus propiedades. Con esa antena debemos explorar todo ese volumen y debemos hacerlo lo más rápido posible porque los fenómenos evolucionan muy rápido, para eso necesitamos un plan, al que solemos llamar Estrategia de Exploración. Si gusta de saber los detalles, siga leyendo.
¿Cómo exploran la troposfera los radares meteorológicos?
Existen solo tres modos, les daré nombres simplificados: 1) PPI (viene de Plan Position Indicator de los radares analógicos) en una o múltiples elevaciones de la antena en la vertical; 2) RHI (viene de Range Height Indicator de los radares analógicos) se ejecuta con la antena apuntando a un acimut o a múltiples acimutes; 3) HTI (viene de Height Time Indicator) que consiste en dejar la antena a 90 grados de elevación y grabar todo lo que pasa sobre la estación.
El modo 1 (PPI) consiste en ejecutar PPIs (revoluciones completas de la antena en acimut) elevando la antena a diferentes ángulos (incrementándolos) al culminar cada revolución completa. El número total de revoluciones, los ángulos de elevación a los que se ejecuta cada uno y la velocidad de giro acimutal se parametrizan dependiendo de la situación meteorológica que se desea explorar. Este modo es obligatorio cuando se hace adquisición automática y repetitiva. Es lo que se usa en todos los radares del mundo.
El modo 2 (RHI) consiste en mover la antena en la vertical en un sector que puede ser de 0 grados de elevación hasta 90 en el caso extremo, o un sector menor según el tipo de radar lo permita. Este modo solamente se utiliza si un operador detiene el modo 1, y decide programar cortes verticales en un sector acimutal o bien ejecutarlos manualmente, como se hacía en los radares analógicos.
El modo 3 (HTI) consiste en apuntar la antena al cenit (90 grados de elevación) y dejar la antena fija un tiempo largo para captar la nubosidad que esté pasando sobre la antena. No tenía mucho sentido en los radares analógicos por las dificultades para grabar.
Capacidades de los tres tipos de radar en Cuba
Los tres tipos de radares originales que hay en Cuba (RC-32B, MRL-5 y METEOR 1500 S) permiten los tres modos de exploración arriba mencionados, dado que su mecánica está diseñada para eso y el software de adquisición VESTA|RDA (y su sucesor para los tres radares Doppler, VESTA|RCP) están preparados para ejecutar toda la flexibilidad de exploración que tenían los radares originales y darles un mayor y más variado grado de automatismo, permitiendo infinitas variantes de exploración. Cualquiera de estos tres tipos de radar que hay en Cuba permiten mecánicamente y eléctricamente que la antena se mueva en la vertical de menos 5 grados a +95 grados de elevación con respecto al horizonte (el horizonte es cero grados), a diferencia de los radares WSR-88D que no pueden elevar la antena a más de 60 grados por limitaciones mecánicas.
Las sucesivas modernizaciones (VESTA!RDA y VESTA|RCP) permiten ejecutar estos movimientos e incluso organizarlos en el más fantasioso modo de exploración que se pueda imaginar alguien.
¿Cómo exploran los radares del NWS de los EE.UU.?
A las diferentes variantes de exploración en Modo 1, en el NEXRAD se les llaman Volumen Coverage Pattern (VCP). En la siguiente tabla pueden ver los VCPs que usan los radares WSR-88D del Servicio Meteorológico de los EE.UU. (NWS de la NOAA). Fíjese mi lector que en cualquiera de estos VCP la antena no se eleva más de 19.5 grados.
¿Cómo exploran los radares cubanos automatizados?
Desde el 2009 asimilamos el sistema de procesamiento del NEXRAD-ORPG y ya en el 2010 estaba implementado para procesar todos los radares cubanos con VESTA|ORPG. Con vistas a optimizar el funcionamiento de VEST|ORPG, adoptamos dos estrategias de exploración del NEXRAD: VCP-31 para Aire Claro y VCP-11 para Precipitación y adoptamos solo dos, para simplificar la operación del radar. Por supuesto, en estos VCPs que usamos hay modificaciones acorde a los regímenes de Pulso Largo y Pulso Corto que son diferentes en nuestros radares a los de los WSR-88D, como también hay ligeras modificaciones en la velocidad de giro de la antena. El número de exploraciones horizontales es de 5 y 14 respectivamente para Aire Claro y Precipitaciones, igual que en el NEXRAD.
A diferencia del NEXRAD, los radares cubanos operados por medio del software VESTA|RDA (VESTA|RCP en los radares Doppler), pueden hacer cortes verticales programados o manuales en cualquier acimut. El desplazamiento vertical se hace desde -1 grado hasta +93 grados de elevación como máximo, pero pueden hacerse en un sector de cualquier tamaño vertical deseado. Esto permite que el radar pueda explorar cuando tiene tormenta sobre sí mismo, o muy cerca. Si desean hacerlo en modo programado, se puede elegir el sector acimutal y el paso de distancia entre un acimut y el otro, cosa que no era posible en los radares originales.
Una vez terminada la exploración, VESTA|RDA empaca el (o los) cortes verticales en un archivo «*.obs», semejante al que se produce cuando se hacen cortes horizontales a diferentes ángulos de elevación. VESTA|Process permite visualizar y analizar estos cortes verticales igual que lo hace con los cortes horizontales. Semejante flexibilidad no la he visto en ningún otro sistema de radar/control/procesamiento del mundo.
Como pueden ver en la imagen debajo, al lado de cada indicador de la posición de la antena hay un botón. Al lado del PPI hay un botón que dice RHI, al apretarlo, el radar hace una exploración vertical en el ángulo acimutal en que está parada la antena, al terminar la exploración, los datos se empaquetan en un «*.obs» que solo contiene una exploración, vertical en este caso. La utilidad de esto es que si tenemos una nubosidad muy cercana, que en el Modo 1 de exploración no se le ve la parte superior, apuntamos en acimut a esa nubosidad y hacemos un corte vertical que nos mostrará lo que tenemos encima.
De igual forma, al lado del indicador de posición en elevación hay un botón que dice PPI, al presionarlo, el radar hace una exploración acimutal (horizontal) en el ángulo vertical en que esté detenida la antena, Se genera un archivo «*.obs» con un solo PPI.
Por favor, dejen de decir que en los radares automatizados no pueden hacer cosas que hacían con el radar manual. No es cierto, la automática de los radares automatizados y modernizados permite todo lo anterior y mucho, muchísimo más y VESTA|RDA es con mucho el software que permite mayor versatilidad operativa de todos con los que yo haya trabajado en los países que he visitado y eso abarca a todos los fabricantes modernos.
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