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Tre radar sono meglio di uno per misurare la pioggia

Mettere tre radar su un aereo per misurare la pioggia può sembrare eccessivo e mai prima la NASA ne aveva utilizzati più di due.

La missione Aerosol Clouds Ecology ha sviluppato dei nuovi sistemi radar per osservare nubi e precipitazioni. I tre strumenti, sviluppati High Altitude Radar group at NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, nel Maryland, hanno volato per sei settimane come parte di un programma del Global Precipitation Measurement (GPM) che ha avuto luogo dal 1 maggio al 15 giugno sugli Appalachi meridionali, una catena montuosa situata nella parte orientale degli Stati Uniti d'America.

Oltre alle misure di convalida, la campagna ha testato algoritmi di elaborazione dei dati da parte del GPM Nucleo Observatory, lanciato nel mese di febbraio. La campagna ha rappresentato una prima assoluta per la NASA. Mai prima d'ora infatti essa  aveva utilizzato  più di due sistemi radar, sintonizzate su frequenze diverse, per misurare precipitazioni nel campo. Inoltre, due degli strumenti stavano facendo il loro primo volo per dimostrare i miglioramenti tecnologici e lo sviluppo dei propri sistemi radar per osservare nubi e precipitazioni. La decisione di utilizzare  tre sistemi radar diversi era tutt'altro che eccessivo, secondo gli scienziati della campagna.

La pioggia si manifesta in tantissimi diversi modi, da minuscole goccioline di nubi e pioggerella nebbiosa a gocce di pioggia e grandine della grandezza di  due pollici, e, naturalmente, tutto il resto. Le differenti frequenze radar sono in grado di raccogliere i  diversi tipi di precipitazione. I radar volanti con frequenze multiple possono studiare più tipi di precipitazione e possono identificare dove si verificano all'interno di nubi, dando agli scienziati un quadro più completo del funzionamento interno di un temporale.

In particolare, le frequenze inferiori possono rilevare la pioggia fino a terra. Ma minuscole particelle di cloud richiedono un segnale di frequenza superiore a microonde per individuarli e a volte il segnale viene attenuato prima che esegua tutto il percorso attraverso la nube e tornial radar per cui  il radar delle precipitazioni tradizionali richiedono una grande un'antenna ad alta potenza.

Gerry Heymsfield di High Altitude gruppo Radar di Goddard, che ha rinnovato il nuovo strumento ha dichiarato: "Il vecchio era un buon radar ma la grande differenza in quello nuovo è che stiamo usando un trasmettitore a stato solido." Il nuovo trasmettitore che invia l'impulso radar, richiede meno potenza, occupa meno spazio e restituisce  risultati più affidabili". Tutti progressi che rendono un sistema radar più adatto per gli aerei e satelliti.

Durante la campagna su campo nella Carolina del Nord, tutti e tre radar hanno volato ad una altitudine di 65.000 piedi sul ER-2 aerei della NASA, gestiti da Armstrong Flight Research Center di Edwards, California. Sotto la ER-2, un secondo aereo, gestito dalla University of North Carolina, è volato attraverso le nuvole per raccogliere i dati sui dettagli delle particelle di precipitazione e cloud. In superficie, il team GPM della NASA ha lavorato con l'Hydrometeorological Test Bed and Duke University del NOAA per registrare le precipitazione e studiare come hanno colpito il suolo, utilizzando un radar di terra che ha analizzato l'aria tra la superficie e i nembi e una rete di pluviometri per le montagne e valli.

Durante la campagna sul campo di sei settimane gli scienziati hanno raccolto i dati, che attraverso algoritmi informatici appositamente progettati convertiranno in  previsioni di pioggia. 
L'EXRAD, come radar Cloud Radar System riorganizzato, ha fatto il suo debutto in volo durante la campagna. Esso ha una capacità di scansione su un campo visivio più ampio  per "catturare" la pioggia.

"Quando si guardano le diverse nuvole con frequenze diverse, si raccolgono numerose informazioni. Avere quattro frequenze sulla ER-2 ci ha permesso di misurare una gamma molto più ampia di nubi e precipitazioni che aiuterà sia il GPM e future missioni ." ha ribadito Heymsfield.

Ali Dorate

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