Radar del vent
2005/10/01 Imaz Amiano, Eneko - Elhuyar Zientziaren Komunikazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria
El Servei de Climatologia i Meteorologia del Govern Basc disposa d'un radar molt especial per a conèixer, predir i analitzar l'evolució dels episodis climàtics violents: el radar de perfilat, que realitza perfils verticals de vent horitzontal. Situada en el cap Galea, en Getxo, Bizkaia, mostra el perfil dels vents que circulen sobre ell a una altitud de fins a 3.000 metres, és a dir, determina la seva adreça i velocitat.
A tall d'exemple, el 7 de febrer de 1996, una depressió profunda va provocar un fort vent en forma de galerna, amb fins i tot bufadors de 125 km/h. Els radars convencionals no poden registrar aquest tipus de successos, però a través del radar de perfilat es va veure molt bé com el front de vent es va acostar a la costa, i com aquell front en altitud va descendir de dalt a baix, i com a les 7 del matí va arribar al nivell de la terra.
Per a aconseguir-ho, el radar de perfilat emet microones, és direccional i mesura el vent, és a dir, alguna cosa que no és sòlid o líquid. No obstant això, els radars convencionals, els més utilitzats en carreteres, aeroports o climatologia, ofereixen informació sobre la presència d'objectes a través de radioondas direccionals o no direccionals.
Explorant vertical
La galea és un estrany radar de perfilat situat en el cap, no sols pel seu aspecte. De fet, per a obtenir les dades de vent, l'antena del radar emet polsos microones cap al cel de 1.290 MHz en cinc direccions. Un pols s'envia en vertical, directament al zenit, i els altres quatre punts cardinals, amb un angle de 15,5°. Envia polsos de 700 i 1.400 x 10 -9 segons de durada.
El radar aprofita la variació de l'índex de refracció. De fet, la refracció es produeix entre dos mitjans: les ones, en passar de l'un a l'altre, canvien de direcció. L'exemple més clar es produeix quan un pal se submergeix en l'aigua; en la zona que travessa la superfície sembla que el pal es torça perquè la direcció de les ones de llum canvia en passar d'un mitjà a un altre.
En l'atmosfera no hi ha canvis en el mitjà, però el vent provoca canvis en l'índex de refracció. Això, al seu torn, provoca que algunes d'aquestes microones emeses pel radar es reflecteixin i tornin a l'antena. Ara bé, la freqüència de les microones que tornen no és la mateixa que la freqüència de les emeses, per la qual cosa s'aprofiten per a obtenir els resultats: la diferència de freqüència de les ones emeses i les recuperades és recollida per l'ordinador, tractada i representada el perfil del vent amb una direcció i velocitat precises. No obstant això, la interpretació i conclusions d'aquestes imatges i dades és obra d'experts.
Normalment, amb el radar de la Galea es mesura un vent de fins a 3.000 metres d'altura, però varia en funció de les condicions, sobretot de la humitat. En dies molt poc humits pot arribar a mesurar fins a 5.000 metres d'altitud. La resolució és de 100-200 metres, si bé en l'actualitat treballa en una resolució del 100%.
Però a més de mesurar el vent, el radar mesura la temperatura. Per a això s'utilitzen, d'una banda, les ones recollides pel radar i, per un altre, els senyals acústics emesos específicament per a això, recollint el seu reflex. Quatre claxons al voltant del radar emeten polsos sonors de 300-400 nanosegons de durada, mesurats a una altitud d'entre 700 i 1.000 metres.
L'abast de les ones sonores és menor que el de les microones, per la qual cosa les mesures es realitzen a menor altitud. A més, les mesures de temperatura només es poden realitzar durant el dia. De fet, quan es va instal·lar el radar no hi havia casa a prop, però avui dia sí, per la qual cosa no es poden utilitzar a la nit. Els mesuraments de vent es realitzen cada 25 minuts amb radars i temperatura cada 30 minuts.
Múltiples usos de les dades
Totes les dades del radar es recullen en la Direcció de Climatologia i Meteorologia del Govern Basc. No obstant això, també s'han rebut a l'Escola d'Enginyeria de la Universitat del País Basc, en el Grup de Medi Ambient Atmosfèric.
Les dades recollides són molt versàtils. Segons explica Lucio Alonso, de l'Escola d'Enginyeria, les dades s'utilitzen per a la recerca de la part baixa de l'atmosfera i per als seus estudis meteorològics: evolució del vent i la temperatura, formació de capes d'aire, interaccions entre el vent i la topografia, dispersió de contaminants atmosfèrics, estudi de fenòmens meteorològics extrems…
Al seu torn, aquestes recerques o estudis tenen múltiples aplicacions. Poden utilitzar-se per a predir i analitzar el temps a curt termini, sobretot quan es tracta d'una tempestat o pluges intenses. Les dades també són d'interès per als serveis de vigilància meteorològica dels aeroports. Les tales de vent són molt perilloses per a l'aterratge o l'enlairament, i els radars de perfilat són fàcilment detectables.
També és de gran interès per als serveis de vigilància ambiental, ja que les dades poden utilitzar-se per a predir la dispersió dels contaminants produïts per accident o per l'activitat humana normal. En definitiva, els contaminants atmosfèrics són transportats pel vent.
Ozó de Bretanya a Bilbao
El grup de Medi Ambient Atmosfèric de l'Escola d'Enginyeria ha dut a terme, entre altres, estudis sobre el transport d'ozó a llarga distància.
Per exemple, se sap que des de 1989 es generen bosses d'ozó sobre Bilbao, però la concentració d'aquestes bosses és major que la provocada per l'ozó produït a Bilbao. A Bilbao s'acumula, per tant, ozó procedent d'algun lloc.
La combinació de les dades obtingudes a través del perfilador radar i els models de transport i trajectòria meteorològica obtinguts per altres mètodes han demostrat que l'ozó es transporta a llarga distància en altituds elevades. Així han sabut, en determinades condicions meteorològiques, que l'ozó mesurat al País Basc és el procedent de Bretanya, a més del produït en aquest.
L'ozó procedent de Bretanya fa dues rutes abans d'arribar a Bilbao: una és el corrent d'aire que procedeix directament de Bretanya i l'altra, que després de passar pel sud de França i Tarragona, entra per la vall de l'Ebre. En totes dues zones, a més, s'incrementa la quantitat d'ozó. Això sí, igual que arriba l'ozó exterior a Bilbao, l'ozó creat a Bilbao s'estén a altres llocs.
Cal tenir en compte que quan l'ozó està en les capes altes de l'atmosfera, ens ajuda a protegir-nos de la radiació solar, però en les capes baixes de l'atmosfera és tòxic i la inhalació de molts ozó ens afecta. És molt important conèixer aquest transport.
De moment, hi ha uns 12 radars d'aquest tipus en tota Europa, però Lucio Alonso s'espera que vagin creixent a poc a poc, sobretot tenint en compte la disponibilitat dels aeroports i de la indústria en zones amb gran quantitat de contaminants.
Què és el radar?
Acrònim de ràdio detection and ranging en anglès, és a dir, detecció i localització per ràdio. És una eina i un sistema que calcula la posició i distància d'un objecte emetent ones de ràdio.
De fet, el radar es basa en l'emissió de polsos curts i estrets de les ones electromagnètiques i en la seva integració en un receptor després de reflectir-se en un obstacle. Tenint en compte que les ones es desplacen a una velocitat de 300.000 km/s, permet mesurar la distància exacta a l'obstacle. A més, si l'objecte s'està movent respecte a la font d'ona, també es pot mesurar la velocitat de l'objecte mitjançant el canvi de freqüència que es produeix com a conseqüència de l'efecte Doppler.
Marconi va exposar en 1922 les bases teòriques per al desenvolupament del radar. Durant la Segona Guerra Mundial va tenir especial importància en la detecció d'avions alemanys. Des de llavors, els radars de vigilància aèria, terrestre i marítima d'ús militar s'han desenvolupat i s'han convertit en imprescindibles. També s'han multiplicat els usos civils: s'utilitzen radars per a controlar el trànsit aeri, mesurar la velocitat de la carretera, seguir els satèl·lits o les escombraries de l'espai, seguir amb precisió les tempestes en meteorologia, trobar objectes enterrats… També s'utilitza un tipus de radar per a obrir automàticament les portes de les botigues.
El radar identifica qualsevol objecte, perquè les ones de ràdio es reflecteixen en muntanyes, ponts, edificis, fanals o qualsevol altra cosa. Això pot ser un problema en un aeroport o en un control de velocitat de la carretera, però en aquests casos es filtra el senyal que torna. En els controls de velocitat, per exemple, només identifica les ones que l'efecte Doppler ha transformat i no els objectes immòbils.
El sonar marí és molt semblant al radar, però utilitza ones sonores en lloc d'ones de ràdio, pel seu millor abast sota l'aigua.
Del món a BilbaoEls estudis realitzats amb el radar de perfilat han demostrat que l'ozó produït a Bretanya i el Regne Unit es transporta en capes altes de l'atmosfera, arribant a Bilbao, entre altres coses.           |
