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Radar
Il radar dell'ARPASIl radar meteorologico è uno strumento di rilevamento e monitoraggio delle precipitazioni. Il principio di funzionamento è quello degli usuali radar di avvistamento: lo strumento emette un'onda elettromagnetica di data lunghezza d'onda λ, la quale, investendo un oggetto (“bersaglio”) posto ad una certa distanza r, viene riflessa in tutte le direzioni, inclusa quella di origine. Una volta ricevuta dal radar, l'eco viene elaborata, per ricevere informazioni sul tipo di bersaglio, sulla sua distanza ed il suo eventuale moto.

Un sistema radar è costituito dalle seguenti parti fondamentali: trasmettitore, ricevitore, antenna, processore del segnale radar (RSP=Radar Signal Processor) e unità di presentazione ed elaborazione prodotti radar (RDP=Radar Data Processor).

Il trasmettitore è il cuore dello strumento, l'apparato che genera ed emette il segnale. L’antenna, generalmente una parabola, ha il duplice scopo di irradiare il segnale radar nell'ambiente e di captare gli echi riflessi dai bersagli meteorologici, convogliandoli verso il ricevitore che li amplifica e li elabora. Essa è in grado di ruotare verticalmente (elevazione) ed orizzontalmente (azimuth). Un giro completo (360°) in azimuth ad elevazione fissata permette così di effettuare rapidamente un monitoraggio dell'area circostante, entro la portata dello strumento.

Il RSP è un calcolatore dedicato che campiona e media nello spazio il segnale ricevuto, 'ripulendolo' da eventuali echi spuri; infine il RDP consente l’elaborazione e la visualizzazione in forma grafica dei diversi prodotti radar.

Un'ulteriore caratteristica comune a molti radar meteorologici è la possibilità di stimare la velocità V del bersaglio, facendo uso dell'effetto doppler. Un secondo aspetto utile della modalità doppler è la capacità di discriminare tutti gli oggetti fermi, o che si muovono a basse velocità: in tal modo è possibile identificare gli echi provenienti dal terreno (ground clutter), eliminandoli a priori, prima della visualizzazione sullo schermo.

Postazione di controllo e visualizzazione del radarNei radar meteorologici l'intensità dell'eco (o riflettività) Z, misurata in dB, è legata all'intensità della precipitazione R (mm/h). La trasformazione da Z ad R rappresenta uno dei nodi cruciali della teoria del radar meteorologico. La relazione che lega le due grandezze, infatti, è semi-empirica, e dipende fortemente dal tipo di precipitazione (stratiforme, convettiva), oltre a variare all'interno e nell'arco di vita della stessa. Tra le relazioni più usate, è degna di nota la Marshall-Palmer (1948): Z = 200 R1.6; in base a tale relazione si può stimare che 23dbZ corrispondano a circa 1 mm/h di intensità di precipitazione, mentre al di sopra di questo valore l'intensità raddoppi per ogni incremento di 5 dbZ.

Le due grandezze fondamentali misurate dal radar, ossia la riflettività Z e la velocità radiale V (m/s), possono essere monitorate e poi visualizzate utilizzando diverse geometrie di scansione. I formati di scansione, e visualizzazione, più comunemente utilizzati includono:

  • PPI (Plan Position Indicator): rotazione di 360° in azimuth ad elevazione costante. L'immagine bidimensionale ottenuta ha la peculiarità di mostrare quote crescenti con la distanza r dal radar.
  • CAPPI (Constant Altitude Plan Position Indicator): ottenuto da più PPI ad elevazioni diverse, mostra una sezione orizzontale dell'atmosfera, a quota costante.
  • RHI (Range Height Indication): sezione verticale dell'atmosfera, ottenuta con movimento in elevazione, ad azimuth costante.

I moderni radar meteorologici permettono di ottenere ulteriori informazioni sulla precipitazione, utilizzando diversi “prodotti radar”. Tra questi, i più usati sono la già citata intensità di pioggia al suolo R, in mm/h, ed il cumulato di pioggia al suolo, in mm, ambedue visualizzati su un piano.

Il radar del Servizio Agrometeorologico Regionale per la Sardegna è installato sulla cima del Monte Rasu (catena del Goceano). Lo strumento è un GPM 250-C di fabbricazione Alenia, operante in banda C (λ=5.5 cm), dotato di trasmettitore a klystron, antenna a paraboloide con diametro 4.2 m, singola polarizzazione, ricevitore digitale, funzionamento in modalità doppler, portata massima sino a 500 Km.



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