Ambito dei contenuti

L’equazione radar

28 luglio 2020, 5 Commenti

L’immagine radar che molti di noi osservano, magari proprio in queste ore, attraverso l’app o il sito di MeteoSvizzera mostra un campo di precipitazione con colori diversi associati a diverse intensità di precipitazione. Come si arriva ad ottenere questa informazione senza misurare direttamente la pioggia che cade?

Il radar è un sistema di telerilevamento

Il telerilevamento è un’osservazione fatta da lontano, senza contatto, delle proprietà di un oggetto. A differenza di un pluviometro, un radar non misura direttamente la pioggia che arriva al suolo ma l’immagine radar mostra comunque un’intensità di precipitazione. Come ci si arriva?

Facciamo un passo indietro

Un segnale elettromagnetico generato dai complessi componenti del radar meteo, è emesso attraverso l’antenna nell’atmosfera circostante. Questi segnali vengono poi retro diffusi dalla pioggia, neve o grandine incontrati lungo il percorso[1]. Questo debolissimo eco di ritorno viene captato dal radar meteorologico e dall’intensità di questo segnale si può risalire al tipo di precipitazione e alla sua intensità.


[1] Ma anche da altri oggetti, come montagne o stabili. Si veda il blog sul clutter del 14 giugno 2020.

L’equazione radar

Il primo passo nel collegare l’intensità di precipitazione con le onde elettromagnetiche retro diffuse dalla pioggia è dato dall’equazione radar, che mette in relazione l’intensità del segnale di ritorno con le proprietà dell’oggetto con cui questo segnale ha interagito.
Vi sono diverse forme dell’equazione radar a dipendenza delle assunzioni che vengono considerate, una versione valida per un singolo oggetto colpito dal segnale radar è la seguente[2]:


[2] Si tratta di una formulazione molto simile a quella che si trova per esempio in Henry Sauvageot, Radar Meteorology, Artech House, 1992, ISBN 0890063184.

E ora non ci resta che risolvere l’equazione

In sostanza l’equazione radar tiene conto di tutta la potenza che viene persa dal momento in cui il segnale elettromagnetico viene trasmesso con una potenza Pt a quando ritorna al ricevitore radar con una potenza Pr. Conoscendo ciò che il segnale incontra sulla sua strada, la potenza trasmessa e quella ricevuta, l’incognita della nostra equazione è legata alle proprietà fisiche del oggetto colpito dal segnale radar. Questa proprietà chiamata  backscattering cross-section dipende dal diametro del target e dalle sue proprietà riflettenti, dalle quali si può poi risalire al tipo e all’intensità di precipitazione.

Commenti (5)

  1. GIANPAOLO, 31.07.2020, 10:19

    Per lo staff: penso che niente sostituisca il 'bollettino meteo', senza troppi soli e nuvole raffigurati, come fanno ormai quasi tutti -vedi meteo france ecc.- perche' solo col bollettino scritto si riesce a capire bene fra le righe le previsioni-ma tanti forse non capiscono per loro colpa cosa c'e' scritto?- Complimenti per le immagini che commentate nel blog, che fanno vedere anche dove ha piovuto-serve anche in inverno per capire se ha nevicato ore prima sulle strade! complimenti per le immagini della nivolosita' prevista-l'animazione-. Insomma , devo seguire per forza meteo svizzera per essere abbastanza sicuro del tempo in montagna, sebbene non sono svizzero. saluti.

    Risposte

    Rispondere a GIANPAOLO

    * Campi obbligatori

    Grazie per il contributo. Ciascun contributo viene controllato dalla redazione prima di essere attivato. La procedura può richiedere del tempo.

    Grazie per la comprensione

    Purtroppo il contributo fornitoci non ha potuto essere trasmesso. Si prega di riprovare più tardi.

    Grazie per la comprensione

  2. Filippo, 30.07.2020, 14:07

    Forse in estate le nubi da temporale sono più basse e dense, tanto che si trovano al di sotto in gran parte della quota di 0 gradi e non riescono a solidificarsi le goccioline, mentre in primavera i cumulonembi sono più alti e gli zero gradi sono molto più in basso, quindi la grandine si forma più facilmente

    Risposte

    Rispondere a Filippo

    * Campi obbligatori

    Grazie per il contributo. Ciascun contributo viene controllato dalla redazione prima di essere attivato. La procedura può richiedere del tempo.

    Grazie per la comprensione

    Purtroppo il contributo fornitoci non ha potuto essere trasmesso. Si prega di riprovare più tardi.

    Grazie per la comprensione

  3. Davide, 28.07.2020, 17:57

    Buonasera, una curiosità ma non c'è nemmeno una segnalazione di grandine perché c'è un problema tecnico o perché effettivamente non ha grandinato da nessuna parte nonostante le celle temporalesche di colore viola? Grazie saluti.

    Risposte

    Rispondere a Davide

    * Campi obbligatori

    Grazie per il contributo. Ciascun contributo viene controllato dalla redazione prima di essere attivato. La procedura può richiedere del tempo.

    Grazie per la comprensione

    Purtroppo il contributo fornitoci non ha potuto essere trasmesso. Si prega di riprovare più tardi.

    Grazie per la comprensione

    1. Davide, 28.07.2020, 18:58

      La segnalazione di grandine viene fatta dalle persone. Purtroppo (specialmente durante la notte) non viene annunciata grandine malgrado le cellule viola. Può succedere benissimo come settimana scorsa che io mio paese è stato per 10 minuti in zona viola ma senza grandinare. Fortissimo vento e forte pioggia. Non sempre il viola è simbolo di grandine

    2. Filippo, 30.07.2020, 14:03

      Forse in estate in questi giorni le temperature sono talmente alte che i cumulonembi devono essere alti 6000/7000 metri affinché creino la grandine, e questo non è sempre detto nei temporali
      Forse le nubi ora sono più compatte (ma ugualmente devastanti) rispetto alla primavera, quando si possono notare da terraferma dei bellissimi cumulonembi molto più alti