Desde la aparición de las aplicaciones meteorológicas del radar tras la Segunda Guerra Mundial, los ingenieros y operadores se han enfrentado históricamente a varios retos importantes. Desde la precisión del procesamiento de datos hasta el mantenimiento y la longevidad de las inversiones en radares, ha quedado clara la necesidad de mejorar la supresión de interferencias, la calibración automatizada, el mantenimiento y la supervisión remota. Estos puntos son especialmente críticos cuando uno o más radares se utilizan como punto de datos primario para una red meteorológica integrada.
El objetivo clave a la hora de desarrollar la serie Gen3 de radares meteorológicos de Baron era resolver estos retos. Para ello, los ingenieros de Baron implementaron nuevas técnicas y tecnologías para garantizar una detección hidrometeorológica de precisión con el máximo tiempo de actividad posible y una mano de obra reducida.
Calibración automática
Un radar correctamente calibrado es esencial para el éxito de las organizaciones meteorológicas. Un radar no calibrado o mal calibrado genera datos de base degradados, limitando su utilidad y contribuyendo a pronósticos meteorológicos erróneos. Cuando se rastrean grandes tormentas a través de una red de radares, la combinación de datos requeridos de varios radares hace que sea crucial que toda la red esté calibrada según una norma comúnmente conocida. Además, dado que los datos de base se utilizan para generar productos para la estimación de precipitaciones, la detección de granizo y la discriminación entre lluvia y nieve, los pequeños errores en los datos de base pueden provocar errores significativos en los productos derivados.
Un equipo de meteorólogos e ingenieros de radar de Baron había desarrollado previamente una innovadora rutina de calibración para la actualización nacional de doble polarización de NEXRAD para el Servicio Meteorológico Nacional de EE.UU., la Administración Federal de Aviación y el Departamento de Defensa, llevando a cabo una rutina de calibración durante el periodo de aproximadamente seis segundos de retroceso de la antena tras un escaneo de volumen completado. Para la serie Gen3, esa rutina se adaptó y mejoró para proporcionar una calibración ZDR continua y automatizada bin-by-bin.
Antes, los sistemas de radar sólo podían calibrarse una o dos veces al año. El personal in situ tenía que esperar a que hubiera días despejados y sin lluvia para interrumpir la vigilancia meteorológica y reorientar la antena según el ángulo acimutal.
La ZDR, a menudo denominada Reflectividad Diferencial, es la base de estas calibraciones. Se eligió la ZDR debido a su importancia para el cálculo de la clasificación hidrometeorológica. Una vez calibrados los momentos fundamentales de doble pol con una precisión de 0,1 dB, se comprobó que todos los demás productos de datos se beneficiarían de estas mejoras.
La tecnología de calibración de nueva generación resuelve varios problemas operativos: en primer lugar, no hay interacción humana, se evitan los errores de calibración y se posibilita una calibración fiable en toda la red. La calibración puede realizarse en cualquier condición meteorológica; la nueva técnica tiene en cuenta la lluvia y otros efectos perjudiciales (por ejemplo, costuras, excrementos de aves y desgaste natural) en el radomo y no requiere mediciones solares. Además, no se necesitan mediciones de hardware, lo que reduce las necesidades de equipos y la posibilidad de error.
Supresión del desorden
El desorden causado por el terreno, la humedad, los edificios e incluso las migraciones de aves e insectos pueden causar estragos en la visualización precisa de un radar y, a su vez, en los productos de valor añadido generados por el radar. A finales de la década de 2000, el Cooperative Institute for Mesoscale Meteorological Studies (CIMMS) de la Universidad de Oklahoma desarrolló la aplicación inicial de la técnica de filtrado de interferencias CLEAN-AP™(Clutter Environment ANalysisusing Adaptive Processing). Baron se asoció con la OU y concedió la licencia de CLEAN-AP™ para uso exclusivo en sus sistemas de radar.
Las ventajas de CLEAN-AP en comparación con los antiguos filtros de interferencias terrestres son las siguientes:
- CLEAN-AP™ realiza la detección y supresión automática de interferencias sin intervención manual.
- CLEAN-AP™ elimina la necesidad de mapas de interferencias gracias a su capacidad de detección de interferencias en tiempo real.
- CLEAN-AP™ utiliza ventanas de datos adaptativas que logran un buen compromiso entre la supresión de interferencias y la calidad de los datos.
- CLEAN-AP™ es un proceso integrado que proporciona un único algoritmo para la detección y el filtrado de interferencias terrestres en una base bin-by-bin.
La capacidad única de filtrado de desorden de CLEAN-AP™ es vital cuando se utiliza como parte de una red integrada. Al mejorar significativamente la precisión de los datos de base, se obtienen beneficios en todo el sistema, desde la recopilación e integración de datos hasta los modelos de previsión, lo que en última instancia se traduce en previsiones y alertas más eficaces para el público en general.
Supervisión y mantenimiento a distancia
Todas las organizaciones meteorológicas se enfrentan al continuo equilibrio entre las exigencias técnicas y la relativa falta de personal y recursos financieros. El equipo de prueba integrado (BITE) de la serie de radares Gen3 supervisa continuamente el estado del sistema. Los parámetros evaluados incluyen la temperatura de los sistemas vitales, las tensiones y corrientes de alimentación, las posiciones de los interruptores de las guías de ondas, el rendimiento del transmisor, el estado de calibración, etc.
Si los diagnósticos detectan fallos, se notifica automáticamente a los operadores por correo electrónico, y el sistema supervisa la interfaz. Esta capacidad permite corregir cualquier problema antes de que falle el sistema. Además, los componentes del sistema se sustituyen más fácilmente gracias a la arquitectura modular del sistema inherente al radar Baron Gen3. El resultado es que los usuarios experimentan un tiempo de actividad más productivo, con menos personal y mayor precisión, en toda su red de detección meteorológica.
El diseño modular permite a los usuarios actualizar o sustituir componentes según sea necesario con rapidez. La máxima homogeneidad entre sistemas significa que los usuarios pueden tener piezas de repuesto en stock en toda la red, lo que permite sustituir componentes más rápidamente y reducir costes.
Asistencia inigualable
Los sistemas Baron Gen3 ya están activos en todo el mundo en diseños fijos, transportables y móviles. Se dispone de configuraciones de banda C, banda X, banda S y banda S de alta frecuencia. Esto pone de relieve la necesidad de un soporte excepcional. Baron cuenta con un centro de soporte mundial atendido las 24 horas del día, los 7 días de la semana, los 365 días del año, por meteorólogos titulados con conocimientos sobre radares y meteorología, que proporcionan a los clientes de Baron un soporte global sin igual. Este mismo equipo puede supervisar los diagnósticos del BITE 24 horas al día, 7 días a la semana, 365 días al año, desempeñando un papel de apoyo como Centro de Operaciones de Radar (ROC) completo, proporcionando a los clientes tranquilidad y el máximo rendimiento de la inversión sobre el terreno.
Una de las instalaciones iniciales de Gen3, realizada para una entidad comercial en Estados Unidos, dio como resultado que el sistema de banda S de alta frecuencia detectara con éxito los bordes exteriores del huracán Matthew. Al mismo tiempo, la tormenta se encontraba muy lejos de la costa, lo que permitió obtener mediciones extremadamente precisas y de alta resolución una vez que la tormenta se acercó al emplazamiento del radar. Esto se logró a las pocas horas de la instalación del radar, cuya finalización se aceleró cuando se predijo que la tormenta tocaría tierra.
