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Un sensor meteorológico de presencia ( PWS , por sus siglas en inglés) es un componente de una estación meteorológica automática que detecta la presencia de hidrometeoros y determina su tipo ( lluvia , nieve , llovizna , etc.) e intensidad. Funciona según un principio similar al de un radar biestático , registrando el paso de gotas o copos entre un transmisor y un sensor. Estos instrumentos en las estaciones meteorológicas automáticas se utilizan para simular la observación realizada por un observador humano y permiten informar rápidamente sobre cualquier cambio en el tipo e intensidad de la precipitación, aunque presentan limitaciones en su interpretación.
Principio
Tipos
Existen al menos dos tipos de dispositivos que se utilizan para detectar la precipitación:
- Un sensor LEDWI ( identificador meteorológico de diodo emisor de luz ) mide el patrón de centelleo de la precipitación que cae a través del haz infrarrojo del sensor (de aproximadamente 50 milímetros de diámetro) y determina, a partir de un análisis del patrón del tamaño de las partículas y la velocidad de caída, si la precipitación es lluvia o nieve . [ 1 ]
- El POSS ( Sistema de Sensores de Observación de Precipitación ) es un pequeño radar Doppler biestático . El transmisor apunta hacia arriba en un ángulo determinado desde un receptor orientado hacia el volumen analizado, el cual capta la señal retrodispersada por hidrometeoros u otras partículas reflectantes en su volumen de detección. [ 2 ] El dispositivo puede medir la velocidad de caída de los objetivos mediante el efecto Doppler y su intensidad mediante su reflectividad . Un analizador calcula entonces un promedio ponderado de los últimos 15 sondeos durante un minuto para obtener información relevante.
Proceso de datos
Con la velocidad de caída y el tamaño de las partículas, es posible determinar el tipo de precipitación (por ejemplo, la lluvia cae mucho más rápido que los copos de nieve) mediante una tabla de contingencia . El detector informará el tipo de precipitación con la mayor población en las muestras. [ 2 ] Sin embargo, en algunos casos, las características de dos tipos de precipitación pueden ser similares (llovizna y nieve caen a velocidades muy parecidas), o puede haber una mezcla de precipitación (por ejemplo, lluvia y nieve derretida).
Para refinar la detección en caso de ambigüedad, estos dispositivos utilizan la temperatura del punto de rocío (o, si no está disponible, la temperatura ambiente) y la salida del detector de hielo . Así, si el detector identifica la velocidad de caída de la nieve/llovizna dual con un punto de rocío ambiente superior a 1 °C (34 °F), la clasificará como llovizna, y por debajo de −1 °C (30 °F) , será nieve. [ 2 ] El detector de hielo también se utilizará para determinar si la lluvia o la llovizna se congela cuando la temperatura está por debajo del punto de congelación.
Cuando estos datos adicionales aún no permiten diferenciar (por ejemplo, si el punto de rocío del ejemplo anterior está entre -1 y 1 °C), el tipo se reporta como "desconocido". Por lo tanto, en la actualidad, estos dispositivos no pueden reportar granizo , granizo y otras formas intermedias de precipitación. [ 1 ] [ 2 ]
La intensidad instantánea de la precipitación se calcula mediante la intensidad de la centelleación (sensor LED) o la reflectividad (POSS). Se clasifica como muy débil, débil, moderada o fuerte. [ 1 ] [ 2 ]
Frecuencia de los informes
Las estaciones automáticas informan periódicamente según su uso, la mayoría cada hora. Sin embargo, emiten un informe especial si uno o más de sus sensores detectan un cambio significativo en las condiciones meteorológicas. Estos informes especiales se emiten cuando comienza o cesa una precipitación, aunque sea de baja intensidad, o cuando cambia el tipo de precipitación.
El sensor meteorológico actual toma muestras cada minuto y el sistema de procesamiento automático de la estación las almacena durante 15 minutos. Se emitirá un aviso especial cuando se detecten al menos tres precipitaciones en 15 minutos, si transcurren al menos 12 minutos sin precipitaciones o si la variación de intensidad corresponde a un cambio significativo.
Limitaciones
Generalmente, no es posible obtener información detallada sobre la precipitación mixta, ya que el sensor solo registra la dominante. El informe solo es válido en la posición del sensor, por lo que no detectará precipitaciones significativas en zonas más alejadas. Finalmente, el sensor no puede distinguir por sí solo entre chubascos y lluvia o nieve continua.
Las observaciones falsas de precipitación generalmente se deben a: [ 1 ] [ 2 ]
- Interferencias producidas por radiofrecuencias o haces de luz;
- Pájaros o insectos que atraviesan el haz de luz;
- Polvo, nieve o arena levantados por el viento;
- Burbujas térmicas .
- Situaciones ambiguas en las que la tabla de contingencia no puede determinar correctamente el tipo.
Mejoras
Las tormentas eléctricas y las precipitaciones continuas pueden distinguirse mediante un detector de rayos que utiliza el sensor. Los detectores terrestres y móviles obtienen la dirección y la intensidad de los rayos .
Los dispersómetros y transmisómetros , que registran la extinción de una señal visual a través del aire desde una fuente hasta un receptor, proporcionarán la visibilidad horizontal. En caso de que el Servicio Meteorológico Público (PWS) no reporte precipitaciones, la conclusión será que se trata de niebla o bruma .
Sensor de rayos.
Dispersómetro (o difusómetro) de aeropuerto.
Transmisómetro que proporciona información sobre el alcance visual de la pista (RVR).
Referencias
- 1 2 3 4 Wade, Charles G. (junio de 2003). "Un enfoque multisensor para detectar llovizna en ASOS" . Journal of Atmospheric and Oceanic Technology . 20 (6). American Meteorological Society : 820. Bibcode : 2003JAtOT..20..820W . doi : 10.1175/1520-0426(2003)020 < 0820:AMATDD > 2.0.CO ; 2. Recuperado el 23 de marzo de 2020 .
- 1 2 3 4 5 6 "Precipitación - Ocurrencia [ sic ] " ;. Sistema Automatizado de Observación Meteorológica - AWOS . Servicio Meteorológico de Canadá . Archivado del original el 10 de mayo de 2006. Recuperado el 23 de marzo de 2020 .
- Instrumentación y equipos meteorológicos
