Un sistema de sondeo por radio acústico ( RASS ) es un sistema para medir la tasa de lapso atmosférico utilizando la retrodispersión de ondas de radio de un frente de onda acústica para medir la velocidad del sonido a varias alturas sobre el suelo. Esto es posible porque la compresión y enrarecimiento del aire por una onda acústica cambia las propiedades dieléctricas , produciendo una reflexión parcial de la señal de radar transmitida . [1] A partir de la velocidad del sonido, se puede calcular la temperatura del aire en la capa límite planetaria . [2] El máximoEl rango de altitud de los sistemas RASS es típicamente de 750 metros, aunque se han informado observaciones de hasta 1,2 km en aire húmedo. [3]
Principio
El principio de funcionamiento de RASS es el siguiente: La dispersión de Bragg se produce cuando la energía acústica (es decir, el sonido) se transmite al haz vertical de un radar de manera que la longitud de onda de la señal acústica coincide con la media longitud de onda del radar. A medida que se varía la frecuencia de la señal acústica, se produce una dispersión fuertemente mejorada de la señal de radar cuando tiene lugar la coincidencia de Bragg.
Cuando esto ocurre, se puede determinar el desplazamiento Doppler de la señal de radar producida por la dispersión de Bragg, así como la velocidad vertical atmosférica. Por lo tanto, se puede medir la velocidad del sonido en función de la altitud, a partir de la cual se pueden calcular los perfiles de temperatura virtual (TV) con las correcciones apropiadas para el movimiento vertical del aire. La temperatura virtual de un paquete de aire es la temperatura que tendría el aire seco si su presión y densidad fueran iguales a las de una muestra de aire húmedo. Como regla general, una velocidad vertical atmosférica de 1 m / s puede alterar una observación de TV en 1.6 ° C.
Configuraciones
RASS se puede agregar a un generador de perfiles de viento de radar o a un sistema de sodar . En el primer caso, los subsistemas acústicos necesarios deben agregarse al perfilador de viento del radar para generar las señales de sonido y realizar el procesamiento de señales. Cuando se agrega RASS a un generador de perfiles de radar, se colocan tres o cuatro fuentes acústicas que apuntan verticalmente (equivalentes a altavoces estéreo de alta calidad) alrededor de la antena del generador de perfiles de viento del radar, y se agregan subsistemas electrónicos que incluyen el amplificador de potencia acústica y el circuito de generación de señal. tableros. Las fuentes acústicas se utilizan solo para transmitir sonido al haz vertical del radar y, por lo general, están encerradas en recintos de supresión de ruido para minimizar los efectos molestos que pueden molestar a los vecinos cercanos u otras personas en las proximidades del instrumento.
Cuando se agrega RASS a un sodar, se agregan los subsistemas de radar necesarios para transmitir y recibir las señales de radar y para procesar la información de reflectividad del radar. Dado que los datos del viento los obtiene el sodar, el radar solo necesita tomar muestras a lo largo del eje vertical. Los transductores sodar se utilizan para transmitir las señales acústicas que producen la dispersión de Bragg de las señales del radar, lo que permite que el radar mida la velocidad del sonido.
Resolución
La resolución vertical de los datos RASS está determinada por la (s) longitud (s) de pulso utilizadas por el radar. El muestreo RASS generalmente se realiza con una longitud de pulso de 60 a 100 metros. Debido a la atenuación atmosférica de las señales acústicas en las frecuencias RASS utilizadas por los perfiladores de viento de radar de capa límite, el rango de altitud que se puede muestrear suele ser de 0,1 a 1,5 km, dependiendo de las condiciones atmosféricas (p. Ej., Las altas velocidades del viento tienden a limitar la cobertura de altitud RASS a unos cientos de metros porque las señales acústicas se eliminan del haz del radar). [4]
Referencias
- ^ Avouris, Nicholas (1995). Informática ambiental . Ciudad: Kluwer Academic. ISBN 0-7923-3445-0.
- ^ Raghavan, Soundararajan (2003). Meteorología de radar . Biblioteca de Ciencias Atmosféricas y Oceanográficas (Vol. 27 ed.). Saltador. pag. 442. ISBN 978-1-4020-1604-2.
- ^ Kaimal, J. (1994). Flujos de la capa límite atmosférica . Oxford Oxfordshire: Prensa de la Universidad de Oxford. pag. 245. ISBN 0-19-506239-6.
- ^ Bailey, Desmond T. (febrero de 2000) [1987]. "Monitoreo en altitud". Guía de monitoreo meteorológico para aplicaciones de modelado reglamentario (PDF) . John Irwin. Research Triangle Park, NC: Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos . págs. 9-13 a 9-14. EPA-454 / R-99-005.
Este artículo incorpora material de dominio público del documento del gobierno de los Estados Unidos : " Guía de monitoreo meteorológico para aplicaciones de modelado reglamentario ".