Os presentamos en este post, el radar meteorológico, una herramienta que como pilotos nos permite conocer mejor las condiciones atmosféricas en nuestra ruta. Si sois de los que, como yo, buscáis fuentes alternativas de información meteorológica, el radar puede ser un buen aliado.

El radar meteorológico o radar doppler es una herramienta que se utiliza en la detección de precipitaciones, tormentas y otros fenómenos atmosféricos tales como como tornados. RADAR es un acrónimo del término inglés RAdio Detection And Ranging.

 

¿Cómo funciona el radar meteorológico?

El radar meteorológico emite pulsos de energía en forma de ondas electromagnéticas que viajan por la atmósfera. Durante su propagación, las ondas colisionan con objetos tales como gotas de agua, piedras de granizo, partículas, etc … y parte de la energía  es reflejada en la dirección del radar.

El radar alterna periodos de emisión con periodos de «escucha», en los cuales mide la energía procedente de los reflejos. Estos reflejos se conocen como ecos o retornos (echo / return).

Cada pulso emitido dura aproximadamente 0.00000157 segundos, mientras que cada periodo de «escucha» dura 0.00099843 segundos. En el intervalo de una hora, el radar emite durante 7 segundos y permanente a la escucha durante 59 minutos y 53 segundos.

 

Radar meteorológico en operación

A partir del eco recibido, el radar doppler es capaz de identificar:

• La dirección del objeto que produjo el eco, que es la misma en la que se encontraba la antena cuando se emitió el pulso.
• La distancia al objeto, que se calcula teniendo en cuenta el tiempo que tarda el pulso en alcanzarlo y el eco en retornar (ambos viajan a la velocidad de la luz).
• El posible movimiento del objeto, bien en la dirección del radar o alejándose de él. La detección del movimiento se realiza midiendo la fase de la onda reflejada (efecto doppler).
• El tipo de objeto: lluvia moderada, lluvia, granizo, etc…

 

El radar doppler realiza un barrido horizontal de 360º para enviar energía y medir ecos en todas las direcciones del horizonte. Además, este barrido se realiza para diferentes inclinaciones de la antena (0.5º, 1.5º, 2.4º, 3.4º, etc…) para permitir que los haces de energía alcancen diferentes altitudes y detecten los precipitaciones que se registran a cada una de ellas.

 

Barridos para diferentes inclinaciones de la antena

 

El conjunto de inclinaciones de antena para las cuales se realiza un barrido horizontal, en una serie de medidas, se conoce como Volume Coverage Pattern (VCP) o Patrón de Cobertura Volumétrica. Un radar meteorológico utiliza diferentes VCPs en función de las condiciones atmosféricas, es decir, realiza mediciones para diferentes inclinaciones de antena en función del estado del tiempo.

Una vez completadas las mediciones de ecos para todas las inclinaciones de antena determinadas por el VCP utilizado, el radar es capaz de construir una imagen de la intensidad de las precipitaciones para cada altitud y en todas las direcciones del horizonte.

Si observamos la gráfica que muestra el conjunto de inclinaciones de antena que forman parte de uno de los VCPs utilizados habitualmente (VPC21), podemos extraer las siguientes conclusiones:

• Los haces de energía se expanden conforme se alejan de la localización del radar.
• Los haces de energía se curvan ligeramente hacía altitudes mayores.
• Conforme nos alejamos del radar y debido tanto a la curvatura del haz de energía, como a la inclinación de la antena, mediremos ecos de partículas que se encuentran a mayor altitud.
• Cada inclinación de la antena se traduce en un alcance diferente del radar tanto en distancia como en altura. Por ejemplo, las medidas a 19,5º de inclinación pueden alcanzar los 70.000 pies, mientras que las observaciones a 0.5º alcanzan cotas que se sitúan ligeramente por encima de los 20.000 pies.

 

Hasta aquí la descripción de cómo funciona el radar doppler. No quería realizar una disertación teórica, sino sentar las bases para que, como pilotos, seamos capaces extraer información de las imágenes que nos ofrece el radar doppler.

 

Pero, ¿Qué información nos aporta el radar meteorológico como pilotos?

En primer lugar hemos de decir, que el radar meteorológico es una herramienta de observación, no de predicción y, por tanto, nos muestra la situación de las precipitaciones cuando se produjo la captura de datos (el barrido).

Sin embargo, viendo como evoluciona una masa de precipitación en el tiempo, podemos llegara a «predecir» cuál será su comportamiento futuro: ¿permanecerá en su posición?, ¿se desplazará hacia nuestra ruta?. Y lo más importante, ¿podemos planear el vuelo para evitar aquellas zonas de tormenta y precipitación severa?
Los datos recogidos por el radar se presentan en diferentes formatos de visualización. A continuación describimos dos de los más significativos de cara a la planificación del vuelo y hacemos referencia a algunos otros que también se extraen de las medidas tomadas por el radar doppler.

 

Reflectividad

El diagrama de reflectividad mide la potencia retornada en cada barrido, es decir, la fuerza del eco. Nos ofrece información acerca del tipo de precipitación y su intensidad.

Existen dos tipos de diagramas de reflectividad:

• Reflectividad base: Representa en un mapa la medida de los ecos del radar para una inclinación concreta de la antena. Habitualmente 0.5º.
• Reflectividad compuesta: Agrupa las medidas realizadas en todas las inclinaciones de la antena y representa en un mapa, el eco de mayor potencia.

El diagrama base nos permite obtener información mas detallada para el área del espacio cubierta por una inclinación concreta del radar, mientras que el diagrama de reflectividad compuesta es capaz de representar precipitaciones sea cual sea la altitud a la que se produzcan (dentro de su rango de cobertura).

La potencia recibida en el eco se mide en decibelios normalizados (dBZ), que habitualmente se presentan en el mapa mediante una escala de color.  Cada producto y radar nacional puede utilizar una escala de color diferente pero podemos tomar la siguiente referencia.

• Reflectividad > 60 dBZ – Precipitación severa y posible granizo
• Reflectividad > 45 dBZ – Precipitación intensa
• Reflectividas > 30-35 dBZ – Precipitación moderada
• Reflectividad > 20 dBZ – Precipitación suave

A continuación mostramos una imagen típica del radar doppler, en este caso de reflectividad base para inclinación de antena 0.5º:

 

Reflectividad base

 

¿Qué debemos buscar en la imagen del radar doppler?

• Los colores representados: Nos indican el tipo e intensidad de la precipitación. En el caso del diagrama de ejemplo, en ciertas áreas alcanzamos los 65dBZ de reflectividad, que se corresponden con zonas de precipitación severa.

 

Radar meteorológico con precipitación severa

• El gradiente del cambio de color. Las áreas del diagrama donde el color cambia de modo más progresivo se corresponden con células menos activas. Si el cambio de color es brusco, podemos hablar de áreas de precipitación muy activas o tormentosas.

Radar meteorológico – Gradiente de color

• La dirección en la que se mueve la masa de precipitación, que puede observarse en las imágenes animadas que habitualmente sirven los servicios meteorológicos y que se corresponden con lecturas del radar a intervalos regulares, Nos permiten estimar si la masa nubosa se dirige hacia nuestra ruta planeada.

Radar meteorológico – Movimiento de masas nubosas

 

Echo Top

El diagrama «Echo Top» presenta la altura máxima desde la cual se ha recibido un eco de radar cuyo valor supera un umbral mínimo de reflectividad, que suele ser de 12 dBZ. En otras palabras, el diagrama «Echo Top» muestra la altura máxima para la cual se han detectado masas nubosas.

La lectura de los «echo top» nos permite planificar la altitud del vuelo, para asegurarnos de que ésta se sitúa por encima de las posibles zonas de precipitación. Debemos tener en cuenta que las nubes pueden extenderse más allá de la zona de precipitación mostrada por el radar.

A continuación presentamos un diagrama echo top. En el pueden apreciarse masas nubosas de altura variable que llegan a alcanzar los 10-12 km de altura.

 

Diagrama echo top

 

Otras presentaciones del radar meteorológico

La medidas del radar doppler dan lugar a otras presentaciones:

Precipitación acumulada

El diagrama de precipitación acumulada (que suele referirse a un intervalo de 1 hora o 6 horas), nos indica la cantidad de lluvia estimada, medida en mm, que ha precipitado durante un intervalo determinado. Se calcula utilizando las lecturas periódicas del radar doppler y permite predecir, por ejemplo, posibles inundaciones.

 

 

Velocidad

El diagrama de velocidad estima si las partículas de precipitación se alejan o se acercan al radar. Muestra la componente del viento (alejamiento o acercamiento) en la dirección en la cual se recibió el eco.

 

Las zonas rojas muestran las áreas de alejamiento mientras que las partículas verdes se refieren a áreas de acercamiento.

 

Alcance y resolución del radar

Un radar doppler tiene un alcance determinado. En el caso de los utilizados en España el radio de alcance es de 240 km. Para crear un diagrama que cubra un territorio mayor, se realiza una composición de las lecturas de diferentes radares.

Dependiendo del diagrama utilizado, cada pixel representado equivale a una porción del territorio de dimensiones concretas. Esta porción mínima representable se denomina resolución. En el caso de los diagramas vistos anteriormente la resolución es de 1 km x 1 km.

 

Espero que este post haya sido útil. Recordad que el radar es una herramienta de observación que nos ayuda a entender las precipitaciones existentes en un momento dado, pero también a comprender como estas se desplazan en el tiempo. Usadlo en vuestras planificaciones de vuelo.

Y recordad … Volad seguro, volad informados !!

 

Creditos:

Imágenes de radar cortesía de AEMET (http://www.aemet.es
Imágenes sobre el funcionamiento del radar cortesía de NOAA (http://noaa.gov)