Radar Doppler en tiempo real
Análisis y entrega de datos de radar Doppler aerotransportado en tiempo real
SALTO A DATOS
O DESPLÁCESE PARA SABER MÁS
Quiénes somos
Sonia Otero (OMAO) y Stephanie Stevenson (NHC).
Antecedentes
Radar Doppler de cola
Radar Doppler de cola (TDR): El sistema de radar Doppler de cola está situado en la parte trasera del avión. Mientras el avión vuela a través de una tormenta, el TDR mide continuamente secciones transversales casi verticales de la precipitación y los vientos. Al unir todas estas secciones transversales, los científicos pueden crear una imagen tridimensional de la tormenta. Este "TAC" tridimensional puede mostrar dónde están los vientos más fuertes, hasta dónde se extienden los vientos fuertes desde el centro de la tormenta y dónde se producen las precipitaciones más intensas.
Radar del fuselaje inferior (LF):
El sistema de radar LF está situado en la panza del avión. Escanea horizontalmente, como lo haría un sistema ordinario de radar Doppler en tierra, y proporciona a los científicos una visión de alta resolución temporal de los remolinos de viento y las precipitaciones cerca de la altitud de la aeronave.
El proceso de control de calidad
Para que los datos del radar Doppler de cola sean útiles en tiempo real, hemos desarrollado un algoritmo que automatiza el proceso de control de calidad de los datos. Además de eliminar eficazmente el ruido de los datos, el algoritmo interpreta adecuadamente las mediciones del viento Doppler a lo largo del haz del radar. Antes del desarrollo final de este algoritmo en 2005, los datos del radar Doppler de cola tenían que ser controlados manualmente por los científicos, restringiendo su uso principalmente a estudios de investigación mucho después de la temporada de huracanes.
La automatización de este proceso de control de calidad abre las puertas a aplicaciones de investigación más oportunas. Amplía el uso de los datos del radar Doppler de cola para todos los colaboradores, y su utilización en tiempo real para mejorar la orientación disponible para los pronosticadores encargados de evaluar las posibles amenazas de huracanes.
Logros clave
Asimilación operativa de los datos del radar Doppler de los P-3 de la NOAA
Septiembre de 2013
Primera asimilación de datos del radar Doppler P-3 de calidad controlada en el modelo experimental de investigación y previsión meteorológica de huracanes
Octubre de 2010
Primera transmisión exitosa de superobservadores y asimilación en el modelo de investigación no operacional (WRF-ARW) en tiempo real
Agosto de 2008
Huracán Katrina: Primera transmisión en tiempo real al Centro Nacional de Huracanes de los análisis de viento Doppler en tiempo real realizados a bordo del avión P-3 de la NOAA
Agosto de 2005
Campos de viento de huracanes en tierra a partir de un solo radar Doppler
Septiembre de 1998
Radar Doppler de barrido vertical
Agosto de 1996
Transmisión de imágenes de reflectividad de radar aéreo y campos de viento Doppler desde el interior del huracán
Septiembre de 1993
Métodos de muestreo
Recogemos las mediciones de viento y precipitación del radar Doppler aerotransportado de los aviones P-3 y G-IV, controlamos la calidad de los datos en el avión y luego los entregamos a nuestros socios del Servicio Meteorológico Nacional en tiempo real. Los datos de calidad controlada que se envían al Centro de Modelización Ambiental contribuyen a una inicialización precisa del modelo de Investigación y Previsión Meteorológica de Huracanes necesario para las previsiones detalladas de la estructura, intensidad y trayectoria de las tormentas.
The three-dimensional Tail Doppler Radar images of the storm and high-time-resolution Lower Fuselage Radar views of precipitation are sent directly to the National Hurricane Center and other local weather forecast offices. We also make these real-time radar products available to hurricane researchers within NOAA and across the globe to increase understanding of the processes at work within hurricanes.
Objetivos
Impactos
Impacto comunitario
En última instancia, al perfeccionar los análisis de los datos mediante métodos de control de calidad, el Centro Nacional de Huracanes puede utilizar el modelo de investigación y previsión meteorológica de huracanes para mantener a la comunidad actualizada y bien informada durante un huracán. La protección de la vida y la propiedad es de suma importancia durante cualquier evento meteorológico extremo, y el AOML es capaz de servir a la comunidad mediante la recopilación constante de los datos más recientes del radar Doppler en tiempo real.
Impacto científico
En los últimos 30 años, las mejoras en la tecnología del radar Doppler han contribuido sustancialmente a la comprensión clave de los meteorólogos de los datos de los huracanes. El desarrollo de esta tecnología en tiempo real y con control de calidad para el análisis de datos Doppler es crucial para los científicos y ha hecho avanzar nuevos proyectos de investigación destinados a mejorar la precisión y la calidad de los datos que recogen estos instrumentos y herramientas modernizados.
Publicación destacada
Barron, N. R., Didlake Jr, A. C., & Reasor, P. D. (2022). Statistical Analysis of Convective Updrafts in Tropical Cyclone Rainbands Observed by Airborne Doppler Radar. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 127(6), e2021JD035718.4
Resumen: Se utilizan diez años de observaciones de radar Doppler aerotransportado para estudiar las estructuras cinemáticas y de reflectividad de las corrientes convectivas ascendentes en las bandas de lluvia de los ciclones tropicales (CT). Se desarrolla un algoritmo automatizado para identificar las corrientes ascendentes más fuertes en las bandas de lluvia de 12 CT con fuerza de huracán. Las corrientes ascendentes seleccionadas son entonces analizadas colectivamente por su frecuencia, radio, localización azimutal (relativa a la cizalladura del viento ambiental 200-850 hPa), características estructurales, y patrón de flujo de circulación secundaria (radial/vertical). Las corrientes ascendentes de la banda de lluvia se hacen más profundas y fuertes a medida que aumenta el radio. Surge una asimetría de número de onda-1, que muestra que en los cuadrantes de cizalladura descendente (cizalladura ascendente) del CT, las corrientes ascendentes son más (menos) frecuentes y más profundas (menos profundas)....
Statistical Analysis of Convective Updrafts in Tropical Cyclone Rainbands Observed by Airborne Doppler Radar (Análisis estadístico de corrientes de actualización convectivas en bandas de lluvia de ciclones tropicales observadas por radar Doppler aerotransportado)
Barron, N. R., Didlake Jr, A. C., & Reasor, P. D. (2022). Statistical Analysis of Convective Updrafts in Tropical Cyclone Rainbands Observed by Airborne Doppler Radar. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 127(6), e2021JD035718.4
Resumen: Se utilizan diez años de observaciones de radar Doppler aerotransportado para estudiar las estructuras cinemáticas y de reflectividad de las corrientes convectivas ascendentes en las bandas de lluvia de los ciclones tropicales (CT). Se desarrolla un algoritmo automatizado para identificar las corrientes ascendentes más fuertes en las bandas de lluvia de 12 CT con fuerza de huracán. Las corrientes ascendentes seleccionadas son entonces analizadas colectivamente por su frecuencia, radio, localización azimutal (relativa a la cizalladura del viento ambiental 200-850 hPa), características estructurales, y patrón de flujo de circulación secundaria (radial/vertical). Las corrientes ascendentes de la banda de lluvia se hacen más profundas y fuertes a medida que aumenta el radio. Surge una asimetría de número de onda-1, que muestra que en los cuadrantes de cizalladura descendente (cizalladura ascendente) del CT, las corrientes ascendentes son más (menos) frecuentes y más profundas (menos profundas)....
Publicaciones y referencias
Wadler, J.B., R.F. Rogers y P.D. Reasor. La relación entre las variaciones espaciales de la estructura de las ráfagas de convección y la intensificación de los ciclones tropicales utilizando un radar Doppler aéreo. Monthly Weather Review, 146(3):761-780, doi:10.1175/MWR-D-17-0213.1 2018Lorsolo, S., J. Gamache, y A. Aksoy. Evaluation of the Hurricane Research Division Doppler radar analysis software using synthetic data. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 30(6):1055-1071, doi:10.1175/JTECH-D-12-00161.1 2013
Reasor, P., R. Rogers, y S. Lorsolo. Environmental flow impacts on tropical cyclone structure diagnosed from airborne Doppler radar composites. Monthly Weather Review, 141(9):2949-2969,doi:10.1175/MWR-D-12-00334.1 2013
Rogers, R., S. Lorsolo, P. Reasor, J. Gamache y F.D. Marks, 2012: "Multiscale analysis of mature tropical cyclone structure from airborne Doppler composites", Monthly Weather Review, 140 (1), P. 77-99 (enero de 2012).
Lorsolo, S., F.D. Marks, J.F. Gamache, y J.A. Zhang, 2010: "Estimación y mapeo de la energía turbulenta de los huracanes utilizando mediciones Doppler aerotransportadas". Monthly Weather Review, 138(9)p.3656-3670 (septiembre de 2010)
Nuissier, O., R.F. Rogers, y F.Roux, 2005: "A numerical simulation of Hurricane Bret on 22-23 August 1999 initialized with airborne Doppler radar and dropsonde data" Quar.Jour.Roy.Met.Soc., 131 (605) p.155-194 (Jan. 2005)
Harasti,P.R., McAdie,C.J., Dodge, P.P., Lee, W-C, Tuttle, J., Murillo, S.T., Marks, F.D., 2004: "Real-Time Implementation of Single-Doppler Radar Analysis Methods for Tropical Cyclones: Algorithm Improvements and Use with WSR-88D Display Data", Weather and Forecasting 19(2) 219-239 (febrero de 2004)
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