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Doppler sobre ruedas

DOW 7 en exhibición en el Festival de Ciencia e Ingeniería de EE. UU. en 2010.

Una unidad Doppler sobre ruedas (DOW 3) observando un tornado cerca de Attica, Kansas
Datos recopilados por una unidad Doppler sobre ruedas que muestran un tornado cerca de La Grange, Wyoming

Doppler sobre ruedas (o DOW ) es una flota de radares móviles de banda X y banda C y radares transportados en camiones de rápido despliegue que son la instrumentación central del Flexible Array of Radars and Mesonets [3] afiliado a la Universidad de Illinois. [4] y dirigido por Joshua Wurman , con la financiación proporcionada parcialmente por la National Science Foundation (NSF). La flota de DOW y sus Mesonets Móviles asociados y estaciones meteorológicas desplegables (Pods y Postes) Doppler sobre Ruedas (DOW) se han estado desplegando en condiciones climáticas peligrosas/desafiantes, conduciendo hacia el ojo de la tormenta para recopilar datos científicos sobre el viento, la lluvia y la nieve que Los sistemas de radar estacionarios pasan desapercibidos. Forman parte del programa "Instrumentos e instalaciones comunitarios" (CIF) de la NSF.

Historia

El primer DOW se inventó e implementó en 1995, cambiando sustancialmente el paradigma de diseño de estudios meteorológicos específicos. Se recopilaron datos innovadores a escala extremadamente fina sobre tornados [1] y huracanes [2] , así como sobre otros fenómenos. Los DOW, en virtud de que proporcionan observaciones específicas a escala especialmente fina, han sido fundamentales para varios descubrimientos científicos, "primicias" y observaciones pioneras, por ejemplo, la primera documentación concreta de los impactos específicos de la modificación del clima, la siembra de nubes, el primer mapeo de vórtices múltiples en tornados, la cuantificación de la estructura del viento en niveles bajos de los tornados, etc. El programa DOW se amplió y evolucionó para incluir la primera red móvil de radar Doppler dual, el primer radar móvil de escaneo rápido (el Rapid-Scan DOW, RSDOW), el El primer radar de banda C de 1 grado de despliegue rápido, el C-band On Wheels (COW). Los DOW y la instrumentación integrada fueron instrumentos centrales en muchos proyectos de campo, incluidos VORTEX , VORTEX2 , COPS, MAP, ASCII, IHOP, SCMS, CASES, ROTATE, PAMREX, SNOWD-UNDER, FLATLAND, HERO, UIDOW, UNDEO. [ cita necesaria ] , LEE, PERILS, [3] WINTRE-MIX, [4] RELAMPAGO, [5] GRAINEX, [6] y otros.

A finales de 2018, la instalación DOW estrenó un nuevo radar de banda C (o COW) de rápida implementación que presenta una antena más grande y una longitud de onda de 5 cm (en comparación con la longitud de onda de 3 cm de los DOW). Debido al mayor tamaño de la antena, el camión cuenta con una grúa incorporada que permite montar el radar in situ. El COW se desplegó por primera vez como parte de la campaña de campo RELAMPAGO en Argentina a finales de 2018. [7]

La flota DOW ha recopilado datos sobre 250 tornados y dentro de los núcleos de dieciocho huracanes. Los DOW se han desplegado en Europa dos veces, [8] para los programas de campo MAP y COPS, y en Alaska dos veces para los proyectos JAWS-Juneau, y en América del Sur para RELAMPAGO. Los DOW han operado a una altura de hasta 12.700 pies (3.900 m) en Bristol Head y a 10.000 pies (3.000 m) para el proyecto ASCII en Battle Pass .

Capacidades

A partir de 2024, los DOW/COW operativos incluyen DOW6, DOW7, DOW8, Rapid-Scan DOW (RSDOW), COW y mini-COW. DOW6, DOW7, DOW8 y DOW de escaneo rápido (RSDOW). Forman parte del Flexible Array of Radars and Mesonets (FARM) de la Universidad de Illinois [5], que apoya la investigación y la educación. DOW6, DOW7 y COW son radares de doble frecuencia y polarización dual. El mini-COW es una frecuencia única de polarización dual. DOW6 y DOW7 son los sistemas móviles de banda X más potentes con transmisores de 250 kW, y COW y mini-COW son los radares móviles de banda C más potentes y de despliegue rápido con 2x 1 megavatio (COW) y un único transmisor de 1 megavatio. (mini-VACA). El Rapid-Scan DOW es capaz de realizar actualizaciones volumétricas rápidas en 7 segundos, empleando una antena de matriz en fase pasiva de múltiples haces (guía de ondas ranurada).

Los DOW se implementan con frecuencia con la red de instrumentación de superficie estrechamente integrada de FARM. [9] Varias camionetas mesonet móviles instrumentadas albergan instrumentación meteorológica in situ en mástiles de 3,5 metros (11 pies) para complementar los radares de detección remota . Estos mesonetes móviles también llevan aproximadamente veinte "PODS" instrumentados, que son estaciones meteorológicas robustas y de rápido despliegue diseñadas para sobrevivir dentro de tornados , ciclones tropicales y otros entornos adversos, y un Polenet que comprende instrumentación desplegada en postes, barandillas, vallas, etc. durante un huracán. recaladas. Con los DOW también se puede implementar una serie de hasta siete sistemas de sondeo en altitud y de enjambres. La flota de DOW a veces va acompañada de un Centro Móvil de Operaciones y Reparación (MORC), una camioneta grande que contiene estaciones de trabajo para la coordinación en el campo, la gestión de datos y la reparación de equipos. [10]

Recomendaciones

Los datos del DOW llevaron al descubrimiento de rollos de capa límite de huracanes de subkilómetros, que probablemente modulan el daño del viento y pueden desempeñar un papel clave en la intensificación de los huracanes . Los datos del DOW revelaron los vientos más intensos jamás registrados ( tornado de Bridge Creek , 3 de mayo de 1999), [11] y la circulación de tornados más grande jamás documentada (también el 3 de mayo de 1999 en Mulhall, OK ), [12] e hicieron los primeros mapas en 3D de vientos de tornado y vientos de vórtice subtornádicos, y vórtices intensos documentados dentro de bandas de nieve con efecto de lago . Alrededor de 70 publicaciones científicas revisadas por pares han utilizado datos de DOW. [ cita necesaria ]

La flota DOW, PODS y mesonetes móviles han aparecido en televisión, incluida la serie de telerrealidad Storm Chasers de Discovery Channel , [13] los especiales Tornado Intercept y The True Face of Hurricanes de National Geographic Channel y el episodio Nova de PBS " La caza del Supertwister", y otros. [ cita necesaria ]

Los datos del DOW han llevado al descubrimiento del núcleo de reflectividad descendente , un fenómeno a microescala que puede ayudar en la tornadogénesis.

Instrumentación futura

Actualmente hay dos proyectos importantes planificados para ampliar las capacidades de FARM. La primera es la creación de una red de banda S sobre ruedas (SOWNET) que incluye cuatro radares de banda S de despliegue rápido con longitudes de onda de 10 cm capaces de detectar precipitaciones intensas. Estos radares más pequeños montados en camiones reemplazarían a un único radar grande de banda S, lo que permitiría análisis Doppler dual y tiempos de implementación más rápidos. El segundo proyecto planificado es la Red de Radar Biestático Adaptable (BARN), que se integrará con los DOW y el COW existentes para proporcionar observaciones de los vectores del viento de alta resolución sin la necesidad de múltiples y costosos transmisores. Estos receptores biestáticos consistirán en pequeñas antenas que pueden desplegarse como Pods o montarse en un Mobile Mesonet o vehículo similar. [14]

Ver también

Referencias

  1. ^ Wurman, Josué; Straka, Jerry M.; Rasmussen, Erik N. (1996). "Observaciones de tornados por radar Doppler a pequeña escala". Ciencia . 272 (5269): 1774-1777. Código Bib : 1996 Ciencia... 272.1774W. doi : 10.1126/ciencia.272.5269.1774.
  2. ^ Wurman, Josué; Winslow, Jennifer (1998). "Intensos rollos de capa límite a escala subkilómetro observados en el huracán Fran". Ciencia . 280 (5363): 555–557. Código Bib : 1998 Ciencia... 280.. 555W. doi : 10.1126/ciencia.280.5363.555. PMID  9554839.
  3. ^ "El proyecto de pronóstico de tormentas de próxima generación tiene como objetivo salvar vidas | NSF - National Science Foundation". 8 de febrero de 2023.
  4. ^ [1]
  5. ^ Nesbitt, Stephen W.; et al. (2021). "Un Safari de Tormentas en la Sudamérica Subtropical: Proyecto RELAMPAGO". Boletín de la Sociedad Meteorológica Estadounidense . 102 (8): E1621-E1644. Código Bib : 2021BAMS..102E1621N. doi :10.1175/BAMS-D-20-0029.1.
  6. ^ [2]
  7. ^ Reppenhagen, Cory (4 de diciembre de 2018). "Nuevo 'Doppler sobre ruedas' diseñado por Colorado persiguiendo tormentas en Argentina". KUSA . Consultado el 3 de mayo de 2022 . Los científicos atmosféricos están entusiasmados con el debut de un nuevo radar en Argentina. Es un Doppler sobre ruedas (DOW) construido por el Centro de Investigación de Condiciones Meteorológicas Severas en Boulder. [...] Forma parte del proyecto RELAMPAGO, que estudia tormentas severas en la región de Córdoba en Argentina. Un lugar donde los científicos creen que se forman algunas de las tormentas más intensas del planeta.
  8. ^ Kouhestani, Jeanne; McGehan, Bárbara; Tarp, Keli (14 de octubre de 1999). "CIENTÍFICOS DE LA NOAA, AVIONES DE INVESTIGACIÓN Y DOPPLER LIDAR SE UNEN A UN ESTUDIO MASIVO DE INVESTIGACIÓN METEOROLÓGICA EN EUROPA" (Presione soltar). Archivado desde el original el 11 de diciembre de 2016 . Consultado el 3 de mayo de 2022 . Científicos, un lidar Doppler y un avión "cazador de huracanes" de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica se han unido al proyecto de investigación meteorológica más grande jamás realizado en Europa para estudiar los efectos del flujo de viento sobre los Alpes en el clima. Investigadores de 11 países esperan comprender mejor cómo este viento afecta el clima y mejorar los modelos de pronóstico del tiempo y de los ríos para áreas montañosas, dijo hoy la NOAA.
  9. ^ Wurman, Josué; Kosiba, Karen; Pereira, Brian; Robinson, Pablo; Frambach, Andrés; Gilliland, Alycia; Blanco, Trevor; Aikins, Josh; Trapp, Robert J.; Nesbitt, Stephen; Hanshaw, Maiana N.; Lutz, Jon (2021). "La matriz flexible de radares y mesonetes (FARM)". Boletín de la Sociedad Meteorológica Estadounidense . 102 (8): E1499-E1525. Código Bib : 2021BAMS..102E1499W. doi :10.1175/BAMS-D-20-0285.1.
  10. ^ "Observación". Laboratorio Nacional de Tormentas Severas de la NOAA .
  11. ^ Williams, Jack (17 de mayo de 2005). "El radar Doppler mide un viento de 318 mph en un tornado". EE.UU. Hoy en día . ISSN  0734-7456. LCCN  sn82006685. OCLC  819006199. Archivado desde el original el 16 de octubre de 2012 . Consultado el 3 de mayo de 2022 . Los científicos midieron la velocidad del viento más rápida jamás registrada, 318 mph, en uno de los tornados que azotaron los suburbios de Oklahoma City el 3 de mayo de 1999. [...] El viento récord se produjo alrededor de las 7 pm cerca de Moore, donde el tornado mató a cuatro personas y destruyó unas 250 casas
  12. ^ "Doppler de escaneo rápido sobre ruedas sigue el ritmo de los tornados - Comunicado de prensa". Archivado desde el original el 7 de mayo de 2013 . Consultado el 2 de febrero de 2017 .
  13. ^ "Doppler sobre ruedas | Cazadores de tormentas | Descubrimiento". Archivado desde el original el 21 de abril de 2017 . Consultado el 3 de febrero de 2017 .
  14. ^ Wurman, Josué; Kosiba, Karen (1 de agosto de 2021). "La matriz flexible de radares y mesonetes (FARM)". Boletín de la Sociedad Meteorológica Estadounidense . 102 (8): E1499-E1525. Código Bib : 2021BAMS..102E1499W. doi : 10.1175/BAMS-D-20-0285.1 . S2CID  234827910.

enlaces externos