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Radares Meteorológicos Explicados

Todos nós usamos radares para auxiliar no planejamento de atividades ao ar livre. Devemos trazer um guarda-chuva? Há uma forte tempestade a caminho? Ou vamos ficar secos o resto do dia? Enquanto o radar nos ajuda a prever o tempo que se aproxima, poucos entendem exatamente como ele funciona. A evolução do radar é interessante e é surpreendente como um instrumento tão vital teve seu início..

RADAR significa RAdio Detection And Ranging e foi lentamente desenvolvido ao longo do tempo, começando bem no final do século XIX. No início da Segunda Guerra Mundial, muitos países usavam-no para detectar navios e aeronaves inimigas. Quando os operadores de radar descobriram que a precipitação causava ecos “falsos” no ecrã (mascarando potenciais alvos inimigos), aperceberam-se do novo potencial encontrado do radar. Logo após a guerra, os radares excedentes foram usados como detectores de precipitação. Desde este tempo, o radar meteorológico moderno evoluiu e melhorou muito, incorporando melhores métodos de recuperação de dados e dados de maior resolução. Na verdade, a maioria dos radares meteorológicos modernos são agora radares puls-Doppler, e são capazes de detectar o movimento das gotas de chuva, além da intensidade da precipitação. Hoje em dia, softwares especializados usam dados de radar para fazer previsões a curto prazo, e são até incorporados em modelos numéricos de previsão meteorológica para melhorar a precisão das previsões. Então, como exatamente funciona?

The Basics: How Modern Weather Radar Works

Um moderno sistema de radar Doppler consiste em uma grande antena de radar alojada dentro de uma cúpula hexagonal ainda maior para protegê-la dos elementos. A antena de radar pode rodar 360 graus na horizontal e aproximadamente 20 graus na vertical. À medida que a antena de radar gira, ela emite ondas de rádio extremamente curtas, chamadas pulsos e espera que esses pulsos retornem durante o “período de escuta”. Cada pulso dura cerca de 0,00000157 segundos com um “período de escuta” de 0,00099843 segundos. As ondas de rádio transmitidas se movem através da atmosfera em torno da velocidade da luz. Quando atinge um alvo como uma gota de chuva ou um floco de neve, as ondas de rádio são espalhadas com alguma da energia voltando ao radar. O radar observa todas essas informações durante o “período de escuta” com o processo repetido até 1.300 vezes por segundo. Observando o tempo que as ondas de rádio levam para sair da antena, atingir o alvo e retornar à antena, o radar pode calcular a distância e a direção do alvo usando o “efeito Doppler” (daí o título radar Doppler). Além disso, a energia retornada que o radar recebe fornece informações sobre as características do alvo incluindo tamanho, intensidade e com os mais novos radares Dual Polarized, mesmo tipo de precipitação.

O Efeito Doppler

Ao utilizar o Efeito Doppler, os radares Doppler fornecem informações sobre o movimento e as posições dos alvos. Após o radar emitir um pulso de ondas de rádio, ele rastreia o deslocamento de fase entre a onda de rádio transmitida e o eco recebido. Esse deslocamento de fase mostra se o alvo está se movendo diretamente para o radar ou para longe dele, chamado de sua velocidade radial. Um deslocamento de fase positivo implica movimento em direção ao radar e um deslocamento negativo sugere movimento para longe do radar. O efeito do deslocamento de fase é semelhante ao “deslocamento Doppler” observado com as ondas sonoras. Se um objeto emite ondas sonoras quando se aproxima de um local, as ondas são comprimidas levando a uma freqüência mais alta. Conforme o objeto se afasta de um local, as ondas sonoras são esticadas levando a uma freqüência mais baixa. Isto é frequentemente experimentado quando um veículo de emergência passa com a sua sirene blaring.

Dual-Polarized Radar
O Serviço Meteorológico Nacional está actualmente a utilizar radares de dupla polarização para a sua rede. Enquanto os radares convencionais emitem e recebem pulsos no sentido horizontal, os radares de polarização dupla vão um passo além e transmitem e recebem ondas no sentido horizontal e 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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