Il principio di funzionamento del radar meteorologico si basa sulla
propagazione di brevi impulsi di onde
elettromagnetiche attraverso l’antenna nell’atmosfera circostante. Il
segnale interagisce con le idrometeore, generando una retrodiffusione verso il
punto di emissione. Dalla posizione dell’antenna, di cui si conosce
l’elevazione ed il puntamento, si risale alla localizzazione del target nello
spazio tramite:
- i dati d’azimuth, ovvero
l’angolo formato dalla retta che congiunge il radar al bersaglio ed il radar
con la direzione nord;
- il dato della
quota.
La frequenza di ripetizione dell’impulso, denominata PRF (Pulse
Repetition Frequency), definisce la massima distanza teorica entro cui il
sistema radar può rilevare un target; mentre la scelta della lunghezza d’onda deve essere strettamente
correlata alla dimensione dell’oggetto che si vuole monitorare; più piccolo è
il target, più piccola dovrà essere la lunghezza d’onda adottata.
L'analisi del segnale di ritorno, che prende il nome di riflettività, è effettuata nel sistema
di ricezione del RADAR e permette di ottenere l'intensità
della precipitazione, mentre la direzione di puntamento
dell'antenna e il tempo impiegato dal segnale nel percorso andata-ritorno
consentono di localizzare le idrometeore in termini di direzione e distanza.
Inoltre piccole variazioni nella frequenza dell'eco di ritorno permettono,
attraverso l'effetto Doppler, di misurare la velocità radiale e di stimare la direzione
di spostamento dell'evento
meteorologico.
Il valore di riflettività può essere convertito in quantità di pioggia
tramite la relazione:
Z = a R^(b)
dove R è la precipitazione in
mm/h, Z la riflettività, a e b sono
costanti il cui valore dipende dal tipo di precipitazione.
Tale relazione è soggetta ad incertezze
dipendenti soprattutto dalla distribuzione delle dimensioni delle gocce nel
volume in esame e dalla durata temporale della misura. Per migliorare il grado
di precisione vengono usati i cosiddetti sistemi a doppia polarizzazione
(https://it.wikipedia.org/wiki/Interferometria_a_doppia_polarizzazione) dove la riflettività viene valutata su due piani tra loro ortogonali.
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