#Step28 - La sintesi finale.

La "cosa" protagonista di questo blog è il Radar Meteorologico, strumento essenziale per la rilevazione del grado, intensità e posizione dei fenomeni atmosferici quali principalmente: pioggia, neve e grandine (Step1). La storia del radar meteorologico affonda le sue radici nella Seconda Guerra Mondiale, nel corso della quale i radar militari risultarono "sensibili" alle precipitazioni, cosicché da essere usati non solo per l'individuazione degli aerei nemici, ma anche per scopi meteorologici. La prima applicazione, effettuata sui radar militari reduci dal conflitto mondiale, fu il WSR - 57 installato nel centro di previsione di uragani a Miami (Step2). 

Il "padre della radar meteorologia" fu David Atlas (Step9) che avviò il suo studio relativo agli echi e all'effetto doppler, usato al fine di garantire la sicurezza aerea ma anche per quantificare la riflettività del radar meteo, come riportato nel brevetto sull' isoecho contour del 1953 (per altri brevetti consultare lo Step17). Al fine di avere una visione dell'evoluzione dell'uso e sviluppo del radar meteo, è possibile consultare i grafici dello Step24.

La riflettività non è altro che l'analisi dei segnali di ritorno al radar meteo, derivanti dalla propagazione di brevi impulsi di onde elettromagnetiche, quantificando in tal modo le precipitazioni e la loro tipologia (Step5).

Tutti i "dati grezzi" (raw data) provenienti dai sensori del radar vengono poi convertiti in "prodotti", grazie ai quali si conoscono le zone dove sono in corso i fenomeni atmosferici, la mappatura delle temperature, le cumulate delle precipitazioni, la frequenza assoluta di fulminazioni (Step22). In tal modo il radar meteorologico risponde alle esigenze della meteorologia (Step4) di monitorare in tempo reale la presenza e lo spostamento sul territorio delle aree di precipitazione, prevedendo anche lo stato dell'atmosfera in un dato intervallo di tempo (previsioni nowcasting).

Tuttavia per comprendere al massimo l'impiego del radar a uso meteorologico, è fondamentale conoscere la "famiglia" a cui appartiene facendo riferimento alla tassonomia dello strumento (Step14), la sua anatomia (Step16), le tipologie di radar meteo maggiormente usate (Step3).

                                               

                      Radar polarimetrico

        Radar Doppler

 

Per comprendere le funzionalità del radar meteo è fondamentale guardare ai materiali dei suoi componenti principali (Step8), come alluminio, acciaio poliuretano o poliestere rinforzato da fibre di vetro; che conferiscono una significativa resistenza agli agenti atmosferici ed alte temperature, come anche isolamento termico ed acustico. Il radar è a continuo contatto con i fenomeni atmosferici che rileva e analizza, è opportuna dunque la conoscenza della chimica delle idrometeore (Step26).

Il radar meteo è stato oggetto di interesse per molti scrittori come Louis Battan e Giuseppe Cena che guardano all'uso del radar meteorologico per l'esplorazione dell'atmosfera (Step10); mentre nell'opera "Glide Path" di Arthur Clarke, lo strumento è "puro fascino" per il nuovo mondo tecnologico che si sviluppò al termine del conflitto mondiale; ma anche frutto della "curiositas" che spinge ingegneri e scienziati, cosi come l'eroe Ulisse, a varcare i limiti della conoscenza del tempo (Step7).

Il radar meteorologico è stato anche al centro di molte rappresentazioni, a partire dai francobolli a scopo commemorativo come quelli nello Step18, fino alle prime pubblicità relative alla trasmissione delle immagini rilevate dai radar agli spettatori di Wbal - TV (Step13).

Attualmente il radar meteorologico è rappresentato anche nei fumetti (Step21), nei segnali di pericolo che ne indicano la presenza (Step6) e in alcuni cartoni animati come quello di "Pororo" (Step12).

La prima casa costruttrice di radar meteorologici fu la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), mentre ad oggi, le principali aziende costruttrici di radar doppler o polarimetrici sono Edles, Milano System (Step11) e Furuno di cui è riportato il logo aziendale nello Step20.

Al fine di verificare la corretta costruzione, realizzazione e uso di un radar meteo è fondamentale consultare le normative in vigore in Italia e nella comunità europea (Step23), che fissano dei limiti di campo elettrico a tutela dalle esposizioni.

Se avete ulteriori curiosità sulla radar meteorologia, potete consultare lo Step15, relativo ai numeri legati allo strumento o ancora lo Step19 , un abbecedario ricco di nuovi spunti di ricerca per arricchire la vosta indagine sul radar meteo.

Per avere una visione dei caratteri "salienti" della radar meteorologia è possibile consultare una mappa concettuale allo Step27. 

Infine, per conoscermi meglio e sapere chi si nasconde dietro questo blog sul radar meteorologico, guarda i miei personalissimi post: Step25, Natale, Post le cose nella letteratura.

Vi auguro una buona lettura!

Natale 2020.

Auguri di Buon Natale a tutti i visitatori del blog! 

Vi lascio qui una poesia di Elli Michler:

Non ti auguro un dono qualsiasi,
ti auguro soltanto quello che i più non hanno.
Ti auguro tempo, per divertirti e per ridere;
se lo impiegherai bene potrai ricavarne qualcosa.
Ti auguro tempo, per il tuo fare e il tuo pensare,
non solo per te stesso, ma anche per donarlo agli altri.
Ti auguro tempo, non per affrettarti a correre,
ma tempo per essere contento.
Ti auguro tempo, non soltanto per trascorrerlo,
ti auguro tempo perché te ne resti:
tempo per stupirti e tempo per fidarti e non soltanto per guadarlo sull’orologio.
Ti auguro tempo per guardare le stelle
e tempo per crescere, per maturare.
Ti auguro tempo per sperare nuovamente e per amare.
Non ha più senso rimandare.
Ti auguro tempo per trovare te stesso,
per vivere ogni tuo giorno, ogni tua ora come un dono.
Ti auguro tempo anche per perdonare.
Ti auguro di avere tempo, tempo per la vita.

#Step27 - La mappa concettuale.

La mappa concettuale guarda agli attuali utilizzi e alle nuove tecnologie nel capo della radarmeteorologia.

Attualmente il radar meteorologico ha un campo di osservabilità che si estende dalla valutazione della struttura delle nubi e precipitazioni alla spettrometria e misurazione delle velocità. I dati raw raccolti vengono opportunamente convertiti in prodotti che sono utili nel nowcasting; ovvero previsioni meteorologiche a brevissimo tempo nella zona di copertura del radar. Tuttavia solo attraverso l'implementazione definitiva delle reti radar internazionali e nazionali sarà possibile una visione sempre più completa delle osservazioni meteorologiche.

Tutti i dati raccolti sono poi condivisi attraverso le moderne app meteo, strumenti di informazione sulle condizioni meteo in tempo reale; tuttavia la richiesta di previsioni sempre più accurate sta portando al raccoglimento di un numero sempre più elevato di osservazioni, che richiedono degli spazi di archiviazione sempre maggiori e nuovi algoritmi e modelli matematici, oltre ai prodotti esistenti (Step manuale d'uso).

#Step26 - La chimica e il radar meteorologico.

Il sistema di telerilevamento del radar meteorologico si basa sull’identificazione, l’analisi delle idrometeore e la valutazione della composizione chimica dell’atmosfera.

Le idrometeore sono tutti quei fenomeni legati all’acqua e ai suoi passaggi di stato fisico all’interno dell’atmosfera; sono composte essenzialmente d’acqua più o meno allo stato puro in fase liquida, solida o mista, se in fase di fusione.

Esse si possono classificare a partire dalla formazione delle nubi, passando a tutti i fenomeni di precipitazione solida o liquida, fino ad arrivare a quelli relativi alla riduzione di visibilità orizzontale.

Tra le principali idrometeore:

- la pioggia: precipitazione di gocce d’acqua con diametro superiore a 0,5 mm e velocità di caduta superiore a 3 m/s. La pioggia deriva dalla condensazione del vapore acqueo delle acqua di mari, fiumi e laghi, con presenza di H20, O2, H2 e anche CO2 che abbassa il pH a 6.

- la neve: precipitazione solida formata da cristalli di ghiaccio a struttura stellata (fiocchi). Si verifica quando la temperatura a 1 metro dal suolo misura circa 2°C o meno. In tal caso ogni molecola di H20 si trova bloccata al vertice di un tetraedro, ciò permette che i diversi tetraedri assumano una struttura esagonale tridimensionale.

- la grandine: precipitazione piuttosto violenta di chicchi di ghiaccio sferici o sferoidali, legata a processi di brinamento e aggregazione.

Immagine: http://www.nimbus.it/liguria/rlm11/neve.htm

Fonti: http://www.meteovalleditria.it/files/meteore.pdf 

 

#Step25 - Cose personali.

 

Il libro in foto è il primo che ho letto all'età di 6 anni e mi ricorda tutt'ora la mia passione per la lettura; in particolar modo per le opere di letteratura latina, italiana e il genere poetico.

La foto ritrae una moka del caffè che uso più volte nel corso della giornata e rispecchia perfettamente una delle mie abitudini preferite e necessarie!

L'immagine è una ricevuta di un biglietto acquistato un anno fa per un concerto di uno dei miei cantanti preferiti, con l'auspicio di tornare presto negli stadi!

#Step24 - Le parole nella storia.

 

Nel corso della Seconda Guerra Mondiale si notò da subito come i radar fossero “accecati” dalle precipitazioni, dimostrandosi così altrettanto validi nel rivelare la presenza di pioggia come anche di aerei nemici. Dal grafico emerge come nel post conflitto i radar furono utilizzati a scopo meteorologico, trovando dapprima impiego a bordo di aeroplani o satelliti (airborne radar).  Con l'obiettivo di assistere il volo, di individuare e quantificare possibili fenomeni pericolosi per la navigazione aerea.

Sempre osservando lo stesso grafico si può notare come già nel 1984 l'impiego dei radar nella meteorologia abbia trovato impiego nella realizzazione di radar di terra, con stazioni meteo regionali finalizzate a stimare la natura e della portata delle precipitazioni.

Il grafico relativo alle menzioni di David Atlas, inventore del radar meteorologico, mostra un picco nel 1965. Anno in cui Atlas accettò una cattedra presso il dipartimento di scienza geofisiche dell'Università di Chicago e in cui pubblicò una vastità di brevetti inerenti alla radar meteorologia, alla sue diverse applicazioni a bordo di aerei e stazioni a terra.

#Step23 - Le normative del radar meteorologico.

La radar meteorologia è regolata da alcune normative fondamentali:

l'esposizione della popolazione civile ai campi elettromagnetici è regolata in Italia dal DPCM 8 Luglio 2003. Quanto scritto nell'articolo 1 (Campi di applicazione), si applica agli impianti fissi per le telecomunicazioni e poichè  non è applicabile ai campi elettromagnetici prodotti dagli impianti radar, lo stesso decreto nell' articolo 1, comma4, suggerisce di tener conto delle restrizioni europee:

DPCM 08/07/2003,art.1, comma 4: "A tutela dalle esposizioni a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici generati a frequenze comprese tra 100 kHz e 300 GHz, generati da sorgenti non riconducibili ai sistemi fissi delle telecomunicazioni e radiotelevisivi, si applica l’insieme completo delle restrizioni stabilite nella raccomandazione del Consiglio dell’Unione europea del 12 luglio 1999".

In attesa dell'emanazione dello specifico decreto le norme di riferimento sono costituite dall'insieme delle restrizioni stabilite da:

-  raccomandazione del Consiglio dell'Unione europea del 12 luglio 1999;

- linee guida ICNIRP e la CEI 211-7/B (2008-01) "Misura e valutazione del campo elettromagnetico emesso dagli impianti radar di potenza", quest'ultima incentrata più sulle misure che sulla valutazione teorica previsionale.

Le linee guida ICNIRP 1998, insieme alla raccomandazione dell'UE, prevedono la valutazione del livello di campo elettromagnetico sia medio che di picco. Quello medio, rappresenta il valore del campo elettromagnetico tenendo conto delle caratteristiche di irradiazione dell'antenna, mentre il valore di picco guarda al massimo valore associato all'impulso.

Per i campi pulsati è necessario adottare un valore limite per la densità di potenza S ottenuto moltiplicando per 1000 il valore limite della densità di potenza media, ovvero moltiplicando per 32 il limite per i campi a pari frequenza.

Si individuano due limiti di campo elettrico:

per la popolazione: Epicco = 1952 V/m e Emedio = 62 V/m

per i lavoratori: Epicco = 1952 V/m e Emedio = 62 V/m.

#Step22 - Manuale d'uso del radar meteorologico.

1) Installazione radar meteo.

- Posizionare il radar meteo in modo che persone e operatori non si trovino entro il raggio d'azione del radar.

- Sarebbe desiderabile una posizione tanto alta quanto pratica per ottenere le massime prestazioni, tenendo presente che, se fosse montata troppo in alto, oggetti che si trovino in un piccolo intervallo potrebbero non essere rilevati. Non posizionare l'unità davanti a strutture di grandi dimensioni e a fumaioli di scarico, che potrebbero causare punti di non visibilità.

- Nella scelta della locazione, considerare l'adattabilità della superficie di monitoraggio, che deve essere piatta e allineata. La superficie deve essere in grado di sostenere il peso dello scanner e permettere l'accesso alla parte sottostante per l'installazione.

2) Configurazione software radar meteo.

Spectrum Lab è uno dei software utilizzati per l’analisi e la visualizzazione degli echi radar ed è un programma di tipo freeware, sviluppato per il sistema operativo Windows. Tra le sue numerose funzioni, è in grado di analizzare in tempo reale il segnale nel dominio delle frequenze. Questo programma può essere utilizzato in diverse configurazioni e dispone di numerosi strumenti di analisi del segnale, alcuni dei quali anche molto avanzati.

Una volta installato sul PC, Spectrum lab richiede alcune impostazioni preliminari per adattarsi all'analisi specifica degli echi radar meteorici.

Per un esempio di procedura di configurazione del software consultare il Pdf:

Sistema a uso didattico per la ricezione di echi radar

3) Avvio e trasmissione.

Non appena si avvia il radar meteo tramite ON, parte un timer che scandisce il tempo di riscaldamento. Il sistema entra in condizione di stand-by dopo circa 1 minuto e 30 secondi. Vengono inoltre mostrati il tempo totale di alimentazione e il tempo totale di trasmissione: si tratta di dati utili al fine di capire quando è il momento di procedere per le varie fasi della manutenzione.

4) Regolazioni.

- Regolare portata del radar

- Attivazione e disattivazione cerchi di distanza

- Filtri da inserire in base alle condizioni atmosferiche

5) Spegnimento e salvataggio dati grezzi.

6) Conversione "dati raw" in "prodotti".

I dati grezzi provenienti dai diversi sensori meteo devono essere analizzati e gestiti mediante diversi moduli operativi e algoritmi che formano un sottosistema del DPM finalizzato alla calibrazione delle equazioni fondamentali del radar e alla correzione delle mappe di precipitazione provenienti da questo.

Il modulo di Data Processing (DPM) comprende diversi sottomoduli, ciascuno contenente opportuni algoritmi, che sono necessari per la generazione dei diversi prodotti da parte del sistema, gli essenziali sono:

a) VMI (Vertical Maximum Intensity) e SRI (Surface Rainfall Intensity) per conoscere le zone dove sono in corso fenomeni di un certo rilievo;

b) TEMP per visualizzare la mappa delle temperature registrate al suolo delle stazioni termometriche a terra;

c) SRT (Surface Rainfall Total), che rappresenta le cumulate di precipitazioni registrate nelle ultime ore integrando i dati della rete radar con quelli delle stazioni pluviometriche a terra;

d) LTG (Mappa dei fulmini), il prodotto rappresenta una stima in tempo reale della frequenza assoluta di fulminazioni;

e) HRD (Heavy Rain Detection), è un prodotto che ha l'obiettivo di individuare delle aree in cui sono in corso precipitazioni particolarmente intense, persistenti o di natura temporalesca.

Figura 1: I dati “raw” provenienti dalla rete radar giungono al Dipartimento, Regioni, Enav e CNMCA.

Figura 2:  I dati "raw" raccolti vengono processati mediante algoritmi che, a partire dai dati grezzi ricevuti dalle stazioni della rete meteo radar, generano dei prodotti visualizzabili su mappa.

Immagini: https://dpc-radar.readthedocs.io/it/latest/platform.html

Per maggiori informazioni sui moduli DPM : 

https://iris.unipa.it/retrieve/handle/10447/293073/578626/17-francipane%20%28per%20IRIS%29.pdf

#Step21 - Il fumetto del radar meteorologico.

 

Fumetto tratto da "The Duplex" sul radar meteorologico e il suo funzionamento. 

#Step20 - Il logo del radar meteorologico.

 

Furuno Italia è la filiale italiana di Furuno Electric CO. LDT, un'azienda elettronica giapponese, leader in tutto il mondo. I prodotti principali sono l'elettronica marina, sistemi radar e strumenti di navigazione. L'azienda produce anche sistemi di posizionamento globale, apparecchiature mediche e sistemi di analisi e monitoraggio meteorologico.

#Step19 - L'abbecedario del radar meteorologico.

Azimuth, angolo formato dalla retta che congiunge il radar al bersaglio ed il radar con la direzione nord;

BAMS, rivista che pubblica articoli di interesse e significato per la comunità meteorologica, nonché anche articoli su radar meteorologia;

Clara, il nome dell’uragano che si stava avvicinando allo stato del Texas e per il quale fu usato per la prima volta il radar WSR – 57 per avere un’idea della tempesta;

David Atlas, il primo a quantizzare e quantificare le informazioni sulla riflettività del radar meteorologico sui tubi catodici;

Effetto Doppler, slittamento in frequenza del segnale ricevuto rispetto a quello emesso, principio su cui si basa il funzionamento del radar doppler;

Florida, a Tampa laddove nel 1969 è stato installato il primo radar più avanzato progettato dalla Enterprise Electronics Corporation;

GIS Meteotrigger è un database nazionale coordinato dei dati meteorologici certificati, ufficiali e a norma provenienti da radar meteo;

Herbert G. Mende, scrittore di “Radar. In natura, nella tecnica, nella scienza.” (1957);

Impulsi direzionali di radiazione a microonde inviati dal radar meteo;

Leonardo S.p.A, attuale azienda italiana che opera sul mercato per l’ingegnerizzazione di radar meteo;

Meteorologia, la scienza dello strumento;

NOAA, agenzia federale statunitense che si interessa di oceonografia, climatologia e meteorologia;

Onde elettromagnetiche, le quali vengono propagate con brevi impulsi nell’atmosfera circostante;

Pulse Repetition Frequency, ovvero la frequenza di ripetizione dell’impulso;

Quad pol, tipologia di radar meteo polarimetrico;

Radar meteorologico, il nome dello strumento;

Seconda Guerra Mondiale, durante la quale gli operatori di radar militari notarono rumore negli echi di ritorno per via di pioggia, neve, proseguirono poi il loro lavoro nello studio di questi echi;

Ted Fujita, meteorologo giapponese – americano che analizzò condizioni meteo tramite l’analisi dei dati radar meteo.

Università dell’Aquila che ha istituito un gruppo di radar meteorologia;

Vaisala, azienda leader che propone soluzioni radar meteo sia a singola che a doppia polarizzazione;

Z, lettera con cui si indica la riflettività.

#Step18 - I francobolli del radar meteorologico.

Il francobollo è stato emesso nel 1973 nell’area delle Bahamas a scopo commemorativo, difatti già negli anni sessanta del ‘900 il contributo dei radar meteo era stato fondamentale per la previsione e tracciatura di uragani e tempeste.

(Fonte:https://colnect.com/en/stamps/stamp/328184-Weather_Radar-Meteorological_Cent-Bahamas )

Il francobollo è stato emesso nel 1965 nelle Filippine per commemorare i 100 anni di servizio meteorologico nella zona. Inoltre si può notare come l’immagine del radar meteo venga affiancata al logo di Water Bureau, che abbiamo detto essere stata l’inventrice e casa costruttrice dei più importanti radar del ‘900.

(Fonte:https://www.ebay.com/itm/Philippines-1965-Weather-Radar-Sc-922-924-Mint-Never-Hinged-/401860406975 )

#Step17 - I brevetti del radar meteorologico.

Alcuni brevetti significativi che ripercorrono le innovazioni e scoperte significative relative al radar meteorologico:

(per consultare i brevetti aprire i link)

US2680240A –Telemetering system (1954)

In questo brevetto l’inventore Greenfield Alexander si riferisce ad un sistema elettrico per la codifica e la registrazione di informazioni rappresentate da sequenze di impulsi, ricevute in una stazione centrale. Tali informazioni relative alle condizioni meteo a diverse altitudini sono importanti per le previsioni nowcasting in una particolare località. Per ottenere tali misurazioni viene proiettato ad elevate altitudini un razzo, la cui testa si stacca e durante la discesa ottiene misurazioni inerenti a valori di temperatura dell’aria e pressioni trasmettendoli a una stazione di terra.

US3646555A –Method and apparatus for radar turbolence detection (1972)

Attraverso  questo brevetto l’inventore David Atlas descrive il metodo per rilevare la turbolenza con un radar convenzionale non Doppler. La misura della turbolenza viene fatta misurando la potenza media del segnale di eco, la varianza negli spettri di fluttuazione di tali segnali.

US4533915A –Radar terrain signal suppressor (1985)

Gli inventori Alisobhani Jalal e Lucchi George per sopperire il disordine generato sul terreno da un sistema radar meteo, hanno introdotto una tecnica di filtro digitale che isola e assorbe i ritorni indotti dalle condizioni meteorologiche a frequenze superiori di 50 Hz.

US5198819A – Weather Radar display system (1993)

Susnjara Kenneth introdusse un sistema di visualizzazione radar meteorologico tale che, i dati di ritorno vengono visualizzati in sezioni separate ciascuna con una varierà di colori per rappresentare l'intensità delle precipitazioni.

US1040898972B1 – Systemand method for lightning strike prediction and warning (2018)

Baker Adam e Deese Jason hanno recentemente introdotto un metodo per raccogliere dati meteorologici e usarli per calcolare i limiti superiori e inferiori del raggio di formazione dei fulmini in un temporale. Il calcolo può fornire una probabilità per l’inizio della formazione e di cessazione di fulmini per un’area geografica in un istante di tempo, tale da consentire l’invio di allarmi agli utenti.

#Step16 - L'anatomia del radar meteorologico.

Di seguito è riportato un esempio di Mini radar in Banda X, con area copertura circolare di raggio 30 km, altra risoluzione temporale e spaziale.

(Fonti: UnicaWater )

Ingombri

Interno radar

#Step15 - I numeri del radar meteorologico.

I numeri del radar meteorologico:

1951 Anno progettazione primo radar meteorologico;

4 Il numero dei principali tipi di banda usati nel radar meteo: Banda K, Banda X, Banda C, Banda S;

1953 Anno in cui fu concesso il primo brevetto a David Atlas relativamente al metodo isoecho contour, che pose le basi per lo sviluppo della radar meteorologia;

360 gradi: il tipo di scansione che viene effettuata dal radar a diverse elevazioni;

1944 Anno Seconda Guerra Mondiale in cui gli operatori dei radar militari scoprirono che le condizioni del tempo generavano degli echi di ritorno sui loro schermi;

125 e 250 km; le portate del radar meteo rispettivamente ogni 15 e 30 minuti.

#Step14 - La tassonomia del radar meteorologico.

Ecco una tassonomia del radar meteorologico:

Come descritto nello #Step03 i radar meteo si differenziano in due categorie:

- radar doppler;

- radar polarimetrici;

Nei primi si possono individuare tre sottocategorie: radar doppler ad onda continua (CW) che emettono radiazioni elettromagnetiche in modo non discontinuo nel tempo; permettendo di misurare la variazione istantanea della velocità radiale del bersaglio rispetto al suo ricevitore, quindi il suo avvicinamento e allontanamento. La relativa configuarazione sarà monostatica se antenna ricevente e trasmittente coincidono, viceversa si parla di configurazione bistatica. Nel radar doppler pulsato (PW)  sono combinate le caratteristiche di radar ad impulsi e radar a onde continue, permettendo di determinare la velocità del vento e di qualsiasi altra precipitazione. 

I radar polarimetrici sfruttano la polarizzazione delle onde e misurano due o quattro elementi della matrice di scattering:

- nel primo caso il sistema prende il nome di dual pol e misura o una colonna o la diagonale della matrisce S;

- nel secondo caso, quando il sistema misura tutta la matrice s, il sistema si dice quad pol.

#Step13 - La pubblicità del radar meteorologico.

 

Si tratta di un annuncio pubblicitario relativo alla trasmissione delle immagini rilevate dai radar meteorologici agli spettatori a casa, in modo che potessero essere a conoscenza delle condizioni meteo della loro località. Questa innovazione fu introdotta dalla Wbal – TV, stazione televisiva nata nel 1948 che per prima introdusse tale servizio. In foto il direttore Arnold Wilkers che ne mostra l’utilizzo.

Nell’annuncio si invitano i lettori a rivolgersi alla Bendix Radio Division.

#Step12 - Il radar meteorologico nel cinema.

In un episodio della terza stagione di "Pororo" compare il radar meteorologico, usato per le previsioni nowcasting.

Il protagonista Eddy ha realizzato una macchina per le previsioni del tempo che è attaccata alla schiena del suo amico Rody. Si prevede che soffieranno forti venti e tutti iniziano a preoccuparsi, ma nella notte non accade assolutamente nulla. Solo Eddy dice di non essere riuscito a dormire a causa dei forti venti, allora accende la macchina meteorologica mentre gli altri danno un'occhiata sospettosa, che prevede ci sarà la neve. Il giorno dopo, tutti escono di casa e scoprono che le previsioni sono di nuovo sbagliate. Infastiditi dalla falsa previsione, si dirigono da Eddy e trovano un mucchio di neve solo intorno alla sua casa.

#Step11 - I costruttori del radar meteorologico.

I primi radar meteorologici furono realizzati dalla compagnia Weather Bureau che a seguito dei primi esperimenti effettuati sui radar durante la Seconda Guerra Mondiale e dopo aver rilevato l'utilità di tali tecnologie in ambito meteorologico, iniziò a sperimentare e commissionare la progettazione dei primi radar meteo.

L'agenzia Weather Bureau fu fondata da Ulysses S. Grant e nel 1970 è stata poi ribattezzata National Weather Service quando è entrata a far parte della neonata National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) all'interno del Dipartimento del Commercio.

Nel1940, il Weather Bureau gestiva 35 stazioni radiosonde, consentendo la misurazione di routine di pressione atmosferica, temperatura, umidità, direzione del vento e velocità. Nel 1942, il Weather Bureau ricevette 25 radar in eccedenza dai militari, sui quali iniziò sperimentazioni per l'applicazione in ambito meteorologico.

National Oceanic and Atmospheric Administration

Ad oggi le principali aziende che si sono affermate sul mercato per l'ingegnerizzazione di radar meteorologici sono:

Leonardo S.p.A è un'azienda italiana attiva nei settori della difesa, dell'aerospazio e della sicurezza.

ARC è stata fondata nel 2006 dalla Fondazione UCAR per commercializzare una nuova generazione di radar meteo e soluzioni avanzate.

Edles fornisce soluzioni nel campo dei sistemi radar e componenti radar per la meteorologia. Gli innovativi X - Band WR - 10X e Dual Pol e Doppler WR - 25XP.

Vaisala è un'azienda leader che propone soluzioni a singola e a doppia polarizzazione.

Milano System è stata creata nel 1989 e si occupa anche di ingegnerizzazione e produzione di radar doppler.

#Step10 - I libri sul radar meteorologico.

Louis J. BATTAN, Il radar esplora l’atmosfera, Bologna: Zanichelli, 1965.

Louis J. BATTAN, Radarmeteorologia, Bologna: Zanichelli, 1970.

Giuseppe CENA, Il radar meteorologico. Caratteristiche, principi di funzionamento, impiego, Roma: I.T.A.V, 1970.

Giuseppe CENA, Meteorologia per i piloti, in ‹‹ Quaderno dello stato maggiore aeronautica militare ››, 1955, fasc. 41.

Herbert G. MENDE, Radar. In natura, nella tecnica, nella scienza, 1957.

Ronald E. RINEHART, Radar for meteorologists, Stati Uniti: Rinehart Pub, 1991.

#Step09 - Gli inventori del radar meteorologico.

Durante la Seconda Guerra Mondiale, gli operatori militari scoprirono che il rumore negli echi di ritorno era dovuto a pioggia, neve e turbolenze atmosferiche. Al termine del conflitto molti scienziati militari continuarono il loro studio relativo agli echi. Negli Stati Uniti, David Atlas, meteorologo, sviluppò i primi radar meteorologici e fu definito come "uno dei padri fondatori della radar meteorologia".

David Atlas entrò a far parte dell'Esercito Air Corps, facendo domanda per l'addestramento premeteorologico nel 1941. Diventò primo della classe e fu nominato sottotenente nel 1944. Operò poi per la Weather Instrument Training School e a partire dal 1955 come capo del "Weather Radar Branch" presso l' AFCRL /Air Force Cambridge Research Laboratory). Tra i suoi primi e significativi risultati c'è stata la sua invenzione del concetto di mappatura del  isoecho contour nel 1947. 

Tale metodo fu usato per garantire la sicurezza aerea, introducendo un dispositivo per il rilevamento di forti tempeste e basato sull'effetto doppler. Ciò permetteva inoltre il tracciamento automatico di velocità del vento e livello di altitudine. Successivamente il suo riconoscimento delle riflessioni radar ricevute dai chicchi di grandine, ha permesso ai piloti di rilevare in anticipo le condizioni di grandine, evitandole. Un brevetto è stato concesso nel 1953 relativamente al metodo isoecho contour per quantificare le informazioni sulla riflettività del radar meteorologico; tale concetto usato ampliamente su aerei commerciali, è stato poi applicato sui radar meteorologici operativi a terra.

David Atlas

#Step08 - I materiali del radar meteorologico.

Nel radar meteorologico gli impulsi di microonde vengono inviati tramite un trasmettitore, costituito da un doppio comparto rimovibile e un alloggiamento realizzato in alluminio poliuretano o acciaio inox.

L’acciaio inox si contraddistingue per le sue caratteristiche di resistenza al calore, riciclabilità, facilità di pulizia, ottimo rapporto resistenza/peso. L’alluminio poliuretano mostra in più un’elevata resistenza ad alte temperature, isolamento termico e acustico.

Acciaio inox

Alluminio poliuretano

Al trasmettitore è collegata un’antenna parabolica, tramite il klystron che è un tubo a vuoto di elettroni, realizzato principalmente in rame. L’antenna utilizza un riflettore parabolico che ha una superficie curva o “piatto”, realizzata in lamiera e materiale conduttivo, tale da favorire una elevata direttività. 

Se l’antenna è prevalentemente in acciaio, il quale ha un elevato coefficiente di dilatazione termica, il “piatto” può facilmente deformarsi se sottoposto a forte e continuo irraggiamento solare.

Se è prevalentemente in poliestere rinforzato da fibra di vetro (vetroresina/ SMC) con all’interno una struttura metallica, allora l’antenna resiste meglio sia agli urti sia agli agenti atmosferici.

Tubi in poliestere rinforzato da fibre di vetro

( Caratteristiche tecniche radar meteorologico Monte Rasu: file:///C:/Users/utente/AppData/Local/Microsoft/Windows/INetCache/IE/7WE2YYSW/1_46_20180412130803.pdf )