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I radar meteo spiegati

Tutti noi usiamo i radar per pianificare le attività all’aperto. Dovremmo portare un ombrello? È in arrivo un forte temporale? O saremo asciutti per il resto della giornata? Mentre il radar ci aiuta a prevedere il tempo che verrà, pochi capiscono esattamente come funziona. L’evoluzione del radar è interessante ed è sorprendente come uno strumento così vitale abbia avuto il suo inizio.

RADAR sta per RAdio Detection And Ranging ed è stato lentamente sviluppato nel tempo a partire dalla fine del 1800. All’inizio della seconda guerra mondiale, molti paesi lo usavano per individuare navi e aerei nemici. Quando gli operatori radar scoprirono che le precipitazioni causavano echi ‘falsi’ sul loro schermo (mascherando potenziali obiettivi nemici), si resero conto del nuovo potenziale scoperto del radar. Subito dopo la guerra i radar in eccedenza furono usati come rivelatori di precipitazioni. Da allora, il moderno radar meteorologico si è evoluto e migliorato molto, incorporando migliori metodi di recupero dei dati e dati a più alta risoluzione. Infatti, la maggior parte dei moderni radar meteorologici sono ora radar pulse-Doppler, e sono in grado di rilevare il movimento delle gocce di pioggia oltre all’intensità della precipitazione. Oggi, software specializzati usano i dati radar per fare previsioni a breve termine, e sono persino incorporati nei modelli di previsione meteorologica numerica per migliorare l’accuratezza delle previsioni. Quindi, come funziona esattamente?

Le basi: come funziona il moderno radar meteorologico

Un moderno sistema radar Doppler consiste in una grande antenna radar alloggiata all’interno di una cupola esagonale ancora più grande per proteggerla dagli elementi. La parabola radar può ruotare di 360 gradi in orizzontale e di circa 20 gradi in verticale. Mentre l’antenna radar gira, emette raffiche estremamente brevi di onde radio, chiamate impulsi e aspetta che questi impulsi ritornino durante il “periodo di ascolto”. Ogni impulso dura circa 0,00000157 secondi con un “periodo di ascolto” di 0,00099843 secondi. Le onde radio trasmesse si muovono attraverso l’atmosfera alla velocità della luce. Una volta che colpisce un bersaglio come una goccia di pioggia o un fiocco di neve, le onde radio vengono disperse con una parte dell’energia che ritorna al radar. Il radar osserva tutte queste informazioni durante il “periodo di ascolto” con il processo ripetuto fino a 1.300 volte al secondo. Osservando il tempo che le onde radio impiegano per lasciare l’antenna, colpire il bersaglio e tornare all’antenna, il radar può calcolare la distanza e la direzione del bersaglio usando l'”effetto Doppler” (da cui il titolo di radar Doppler). Inoltre, l’energia restituita che il radar riceve fornisce informazioni sulle caratteristiche del bersaglio, comprese le dimensioni, l’intensità e, con i più recenti radar a doppia polarizzazione, anche il tipo di precipitazione.

L’effetto Doppler

Utilizzando l’effetto Doppler, i radar Doppler forniscono informazioni sul movimento e la posizione dei bersagli. Dopo che il radar emette un impulso di onde radio, segue lo spostamento di fase tra l’onda radio trasmessa e l’eco ricevuta. Questo spostamento di fase mostra se il bersaglio si sta muovendo direttamente verso o lontano dal radar, chiamato la sua velocità radiale. Uno spostamento di fase positivo implica un movimento verso il radar e uno spostamento negativo suggerisce un movimento lontano dal radar. L’effetto dello spostamento di fase è simile allo “spostamento Doppler” osservato con le onde sonore. Se un oggetto emette onde sonore mentre si avvicina a un luogo, le onde sono compresse portando a una frequenza più alta. Mentre l’oggetto si allontana da un luogo, le onde sonore sono allungate e portano ad una frequenza più bassa. Questo è spesso sperimentato quando un veicolo di emergenza passa con la sua sirena a tutto volume.

Dual-Polarized Radar
Il National Weather Service sta attualmente utilizzando radar a doppia polarizzazione per la sua rete. Mentre i radar convenzionali emettono e ricevono impulsi in direzione orizzontale, i radar a doppia polarizzazione fanno un passo avanti e trasmettono e ricevono onde in direzione orizzontale e verticale. 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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