Un sistema de sondeo radioacústico ( RASS ) es un sistema para medir la tasa de gradiente atmosférico utilizando la retrodispersión de ondas de radio desde un frente de onda acústica para medir la velocidad del sonido a varias alturas sobre el suelo. Esto es posible porque la compresión y rarefacción del aire por una onda acústica cambia las propiedades dieléctricas , produciendo una reflexión parcial de la señal de radar transmitida . [1] A partir de la velocidad del sonido, se puede calcular la temperatura del aire en la capa límite planetaria . [2] El rango de altitud máxima de los sistemas RASS es típicamente de 750 metros (2460 pies), aunque se han reportado observaciones hasta 1,2 km (3900 pies) en aire húmedo. [3]
El principio de funcionamiento del RASS es el siguiente: la dispersión de Bragg se produce cuando la energía acústica (es decir, el sonido) se transmite al haz vertical de un radar de forma que la longitud de onda de la señal acústica coincida con la mitad de la longitud de onda del radar. A medida que varía la frecuencia de la señal acústica, se produce una dispersión muy mejorada de la señal del radar cuando se produce la coincidencia de Bragg.
Cuando esto ocurre, se puede determinar el desplazamiento Doppler de la señal de radar producida por la dispersión de Bragg, así como la velocidad vertical atmosférica. De este modo, se puede medir la velocidad del sonido en función de la altitud, a partir de la cual se pueden calcular perfiles de temperatura virtual (TV) con las correcciones adecuadas para el movimiento vertical del aire. La temperatura virtual de una parcela de aire es la temperatura que tendría el aire seco si su presión y densidad fueran iguales a las de una muestra de aire húmedo. Como regla general, una velocidad vertical atmosférica de 1 m/s (3,3 ft/s) puede alterar una observación de TV en 1,6 °C (2,9 °F).
El sistema RASS se puede añadir a un perfilador de viento por radar o a un sistema de sodar . En el primer caso, se deben añadir los subsistemas acústicos necesarios al perfilador de viento por radar para generar las señales de sonido y realizar el procesamiento de las señales. Cuando se añade el sistema RASS a un perfilador de viento por radar, se colocan tres o cuatro fuentes acústicas que apuntan verticalmente (equivalentes a altavoces estéreo de alta calidad) alrededor de la antena del perfilador de viento por radar y se añaden subsistemas electrónicos que incluyen el amplificador de potencia acústica y las placas de circuitos de generación de señales. Las fuentes acústicas se utilizan únicamente para transmitir sonido al haz vertical del radar y, por lo general, se encuentran encerradas en cajas de supresión de ruido para minimizar los efectos molestos que pueden molestar a los vecinos cercanos o a otras personas en las inmediaciones del instrumento.
Cuando se añade el RASS a un sodar, se añaden los subsistemas de radar necesarios para transmitir y recibir las señales de radar y procesar la información de reflectividad del radar. Dado que los datos del viento los obtiene el sodar, el radar solo necesita muestrear a lo largo del eje vertical. Los transductores del sodar se utilizan para transmitir las señales acústicas que producen la dispersión de Bragg de las señales de radar, lo que permite que el radar mida la velocidad del sonido.
La resolución vertical de los datos RASS está determinada por la longitud de pulso utilizada por el radar. El muestreo RASS se realiza generalmente con una longitud de pulso de 60 a 100 metros (200 a 330 pies). Debido a la atenuación atmosférica de las señales acústicas en las frecuencias RASS utilizadas por los perfiladores de viento de radar de capa límite, el rango de altitud que se puede muestrear es generalmente de 0,1 a 1,5 kilómetros (330 a 4.920 pies), dependiendo de las condiciones atmosféricas (por ejemplo, las altas velocidades del viento tienden a limitar la cobertura de altitud de RASS a unos pocos cientos de metros porque las señales acústicas se expulsan del haz del radar). [4]
Este artículo incorpora material de dominio público de la Guía de monitoreo meteorológico para aplicaciones de modelado regulatorio (PDF) . Gobierno de los Estados Unidos .