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Explicación de los radares meteorológicos

Todos utilizamos los radares para ayudar a planificar las actividades al aire libre. ¿Debemos llevar un paraguas? ¿Se avecina una fuerte tormenta? ¿O estaremos secos el resto del día? Aunque el radar nos ayuda a predecir el tiempo que va a hacer, pocos saben exactamente cómo funciona. La evolución del radar es muy interesante y resulta sorprendente cómo comenzó un instrumento tan importante.

RADAR son las siglas de RAdio Detection And Ranging (detección y medición de radiaciones) y se desarrolló lentamente a lo largo del tiempo, empezando a finales del siglo XIX. Al comienzo de la Segunda Guerra Mundial, muchos países lo utilizaban para detectar barcos y aviones enemigos. Cuando los operadores de radar descubrieron que las precipitaciones provocaban ecos «falsos» en su pantalla (enmascarando posibles objetivos enemigos) se dieron cuenta del nuevo potencial del radar. Poco después de la guerra, los radares sobrantes se utilizaron como detectores de precipitaciones. Desde entonces, el radar meteorológico moderno ha evolucionado y mejorado mucho, incorporando mejores métodos de recuperación de datos y datos de mayor resolución. De hecho, la mayoría de los radares meteorológicos modernos son ahora radares de pulso-Doppler, y son capaces de detectar el movimiento de las gotas de lluvia además de la intensidad de la precipitación. Hoy en día, los programas informáticos especializados utilizan los datos del radar para realizar previsiones a corto plazo, e incluso se incorporan a los modelos numéricos de predicción meteorológica para mejorar la precisión de las previsiones. Entonces, ¿cómo funciona exactamente?

Lo básico: cómo funciona un radar meteorológico moderno

Un sistema de radar Doppler moderno consiste en una gran antena parabólica alojada dentro de una cúpula hexagonal aún más grande para protegerla de los elementos. La antena parabólica puede girar 360 grados en horizontal y aproximadamente 20 grados en vertical. Cuando la antena del radar gira, emite ráfagas extremadamente cortas de ondas de radio, denominadas pulsos, y espera a que estos pulsos regresen durante el «periodo de escucha». Cada pulso dura unos 0,00000157 segundos con un «período de escucha» de 0,00099843 segundos. Las ondas de radio transmitidas se mueven a través de la atmósfera a la velocidad de la luz. Una vez que alcanzan un objetivo, como una gota de lluvia o un copo de nieve, las ondas de radio se dispersan y parte de la energía regresa al radar. El radar observa toda esta información durante el «periodo de escucha» y el proceso se repite hasta 1.300 veces por segundo. Observando el tiempo que tardan las ondas de radio en salir de la antena, chocar con el objetivo y volver a la antena, el radar puede calcular la distancia y la dirección del objetivo utilizando el «efecto Doppler» (de ahí el título de radar Doppler). Además, la energía devuelta que recibe el radar proporciona información sobre las características del objetivo, incluyendo el tamaño, la intensidad y, con los radares de doble polarización más recientes, incluso el tipo de precipitación.

El efecto Doppler

Al utilizar el efecto Doppler, los radares Doppler proporcionan información sobre el movimiento y las posiciones de los objetivos. Después de que el radar emita un pulso de ondas de radio, rastrea el cambio de fase entre la onda de radio transmitida y el eco recibido. Este desplazamiento de fase muestra si el objetivo se mueve directamente hacia el radar o se aleja de él, lo que se denomina su velocidad radial. Un desplazamiento de fase positivo implica un movimiento hacia el radar y un desplazamiento negativo sugiere un movimiento de alejamiento del radar. El efecto del desplazamiento de fase es similar al «desplazamiento Doppler» observado con las ondas sonoras. Si un objeto emite ondas sonoras al acercarse a un lugar, las ondas se comprimen dando lugar a una mayor frecuencia. A medida que el objeto se aleja de un lugar, las ondas sonoras se estiran dando lugar a una frecuencia más baja. Esto se experimenta a menudo cuando un vehículo de emergencia pasa con su sirena a todo volumen.

Radar de doble polarización
El Servicio Meteorológico Nacional está utilizando actualmente radares de doble polarización para su red. Mientras que los radares convencionales emiten y reciben impulsos en la dirección horizontal, los radares de doble polarización van un paso más allá y transmiten y reciben ondas en la dirección horizontal y en la vertical. This provides a more complete picture of targets in the atmosphere, allowing forecasters to differentiate between rain, snow/melting snow, and even hail.

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