Área educativa - RADARES Meteorológicos

Deteção Remota

Os sensores de radar são do tipo ativo, isto é, tratam nos seus circuitos de receção a informação que lhes chega, como resultado de acidentes de propagação ótica que a energia radiante que eles próprios emitiram, sofre, ao atravessar o espaço envolvente (retrodifusão, reflexão, refração). Este espaço poderá ser a baixa troposfera, no caso dos radares meteorológicos instalados à superfície, ou uma espessura maior da atmosfera, no caso de sensores radar instalados a bordo de satélite. A meteorologia moderna recorre quer a observações efetuadas por sensores passivos (do tipo radiómetro) instalados a bordo de satélite, aerotransportados ou instalados à superfície, quer a sensores ativos de radar, na maioria dos casos instalados à superfície.

Assinatura do sol visível quer em projeção horizontal, no retângulo assinalado a nordeste do local da estação, quer em projeções verticais, nos restantes retângulos assinalados.

O sensor de radar meteorológico é, no entanto, sensível a parte dos comprimentos de onda contidos na radiação solar que atinge o globo terrestre. Por este motivo, é por vezes possível identificar assinaturas de “invasão de radiação solar” nos circuitos de receção do sensor radar. Para a radiação solar, o sensor comporta-se como passivo.

De facto, sempre que a antena, ao percorrer os azimutes e elevações configurados no rastreio de radar, aponta para o disco solar, estas assinaturas típicas poderão aparecer. Isto é mais provável pouco depois do nascer do sol ou pouco antes do ocaso, períodos em que as elevações cumpridas pela antena se aproximam da elevação do disco solar naqueles períodos.

A imagem ao lado exemplifica uma destas assinaturas

Assinatura do sol visível quer em projecção horizontal, no rectângulo assinalado a
nordeste do local da estação, quer em projecções verticais, nos restantes rectângulos assinalados.

Microondas

Os sistemas de radar meteorológico podem emitir radiação eletromagnética com um determinado comprimento de onda (c.d.o.) dentro de uma certa gama, variável de sistema para sistema de radar.

No espectro eletromagnético, pode considerar-se que a gama ou região das frequências radar se estende desde os 25 MHz até aos 70 GHz ou, em unidades de c.d.o., desde os 12 m até valores tão baixos quanto cerca de 4 mm.

OO comprimento de onda a utilizar por um sistema de radar meteorológico numa determinada área geográfica, deve ser função da natureza dos retro difusores que tipicamente existem na sua área de observação. Mais precisamente, deve ser função da dimensão média dos retro difusores que se pretende detetar.

Deste modo, e no sentido dos valores decrescentes do c.d.o. podemos considerar de interesse para uso em meteorologia, as seguintes bandas:

Banda L

compreende c.d.o. entre 15 e 30 cm (frequências entre 1 e 2 GHz); esta banda é utilizada para estudos de turbulência em ar limpo.

Banda S

compreende c.d.o. entre 8 e 15 cm (frequências entre 2 e 4 GHz); esta banda é muito utilizada nos EUA e em regiões tropicais, tendo a vantagem de detetar gotas de grande dimensão e de os respetivos c.d.o. não serem facilmente atenuados pela própria precipitação.

Banda C

compreende c.d.o. entre 4 e 8 cm (frequências entre 4 e 8 GHz); a banda C é muito utilizada na Europa, constituindo um bom compromisso entre o custo e a capacidade de deteção e medição da precipitação nas regiões de latitudes médias. No entanto, o sinal desta gama de c.d.o. é mais atenuado pela precipitação do que o correspondente à banda S.

Banda X

compreende c.d.o. entre 2.5 e 4 cm (frequências entre 8 e 12 GHz); esta banda é utilizada para a deteção de partículas de menor dimensão, como gotículas de precipitação; por este facto é muito utilizada para estudos sobre a formação e desenvolvimento de nuvens e deteção de neve, por exemplo. Uma vez que o sinal desta gama de c.d.o. é muito atenuado, esta é apenas utilizada para alcances muito reduzidos.

Um exemplo conhecido deste tipo de sistemas é o chamado Doppler on Wheels (DOW), sistema de radar portátil. São também utilizadores desta banda os sistemas de radar do tipo TDWR (Terminal Doppler Weather Radar), dedicados ao apoio meteorológico à atividade aeronáutica.

Banda K

compreende duas sub-bandas, uma entre 1.7 e 2.5 cm (frequências entre 12 e 18 GHz) e outra entre 0.75 e 1.2 cm (frequências entre 27 e 40 GHz). Apresenta a característica de oferecer ainda maior sensibilidade do que a banda X e um alcance prático ainda mais reduzido.