Fundamentos Radar

Radar Polarimétrico

Reflectividad diferencial

Otro método para la detección de granizo es el uso de la radar polarimétrico. El radar emite y recibe ondas polarizadas linealmente, cambiando rápidamente de polarización horizontal a vertical y viceversa, de pulso a pulso o de ráfaga a ráfaga de pulsos.

Los radares polarimétricos modernos, como el sistema METEOR 1500  de Gematronik, emiten simultáneamente en ambas polarizaciones. Las señales recibidas en cada polarización se denominan Z_H y Z_V y se utilizan para calcular la reflectividad diferencial Z_DR. En las precipitaciones de moderadas a fuertes, las gotas de lluvia son grandes y se aplanan formando una esfera plana en la caída. Debido a esto, la señal reflejada de las gotas será más fuerte en la polarización horizontal que en la vertical.

La constante dieléctrica del hielo es aproximadamente el 20% de la del agua, por lo que la forma de las partículas de hielo tiene un efecto mucho menor sobre la reflectividad. Además, las partículas de hielo ruedan en la caída y la Z_DR tendrá un valor reducido. El granizo se caracteriza por un valor Z_H alto y un valor Z_DR bajo. Si el valor ZDR es subunitario (o negativo si se expresa en decibelios), está claro que las señales recibidas proceden de partículas de granizo. (¡Sólo éstas pueden caer orientadas verticalmente - „de canto”!)

Con la ayuda del radar polarimétrico, también se puede determinar en cierta medida el tamaño de las gotas de lluvia. La relación entre la anchura y la altura de las gotas depende un poco de su tamaño. Más importante es el valor de la reflectividad. A partir de un determinado valor del índice de precipitación, las gotas de lluvia tendrán un tamaño determinado. La medición de la reflectividad diferencial da un resultado aceptable.

Figura 2: Cuanto mayor es la gota de lluvia, más deformada está y mayor es el valor Z_DR

Figura 2: Cuanto mayor es la gota de lluvia, más deformada está y mayor es el valor Z_DR

Tasa de despolarización lineal

Si sólo se emite la polarización horizontal, pero se reciben las dos polarizaciones, una cierta cantidad de energía, resultante del cambio de polarización (despolarización) de la onda debido a la reflexión, se recibe en el canal de recepción correspondiente a la polarización vertical. La relación entre la potencia recibida en el canal polarizado verticalmente y la potencia recibida en el canal polarizado horizontalmente cuando se transmite sólo con polarización horizontal se denomina relación de despolarización lineal (LDR, Linear Depolarisation Ratio). La LDR suele expresarse en decibelios.

Hasta la fecha, no se ha desarrollado ningún sistema de radar polarimétrico para medir directamente el tamaño de las partículas de granizo. Sólo determinan la reflectividad diferencial de la Z_DR y a partir de las diferencias de fase entre las señales polarizadas vertical y horizontalmente resulta la detección del granizo. La intensidad de la lluvia es relativamente fácil de determinar, pero el radar no puede determinar si se trata de una gran cantidad de partículas pequeñas o sólo de unas pocas grandes.