Doppler on Wheels
Doppler on Wheels (ou DOW) é uma frota de radares móveis e de rápida implantação em caminhões de banda X e banda C que são a instrumentação central do Flexible Array of Radars and Mesonets[1] afiliado à Universidade do Alabama em Huntsville[2] e liderado por Joshua Wurman, com o financiamento parcialmente fornecido pela Fundação Nacional da Ciência (NSF), como parte do programa "Instrumentos e Instalações Comunitárias" (CIF). A frota DOW e seus Mesonets Móveis associados e estações meteorológicas implantáveis (PODs & Polenet) têm sido usados nos Estados Unidos desde 1995, bem como ocasionalmente na Europa e América do Sul.[1] A rede Doppler on Wheels se implantou em condições climáticas perigosas e desafiadoras para coletar dados e informações que podem ser perdidos por sistemas de radar estacionários convencionais.
 Uma unidade do Doppler on Wheels (DOW 3) observando um tornado perto de Attica, Kansas | |
| País de origem |  Estados Unidos
|
| Introduzido | 2011 |
| Nº construído | 4 |
| Tipo | Radar meteorológico |
| Frequência | 9.370 GHz (DOW2) 9.380 GHz (DOW3) (banda X) |
| PRF | até 3.200 Hz (DOW2) até 5.000 Hz (DOW3) |
| Diâmetro do feixe | 0,93 ° (horizontal e vertical) |
| Largura de pulso | 200-2000 ns (DOW2) 150-2000 ns (DOW3) |
| RPM | até 50 rpm |
| Diâmetro | 2,44 m |
| Azimute | 0-360º |
| Elevação | 0-90º |
| Precisão | 12 metros no intervalo 0-160 m/s inequívoco na velocidade Doppler |
| Potência | 250 kW |
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História
editarA primeira plataforma DOW foi criada e implantada em 1995, mudando substancialmente o paradigma de projeto de estudos meteorológicos direcionados. Dados inovadores e extremamente finos em escala foram coletados em tornados[3] e furacões,[4] bem como outros fenômenos. Os DOWs, em virtude de fornecer observações direcionadas especialmente em escala fina, foram centrais para várias descobertas científicas e observações pioneiras, por exemplo, a primeira documentação concreta de impactos específicos da semeadura de nuvens de modificação climática, o primeiro mapeamento de múltiplos vórtices em tornados, a quantificação da estrutura do vento de baixo nível de tornado, etc. O programa DOW expandiu-se e evoluiu rapidamente para incluir a primeira rede de radar meteorológico Doppler duplo móvel, o primeiro radar de varredura rápida móvel (o Rapid-Scan DOW, RSDOW),[1] e o primeiro radar de banda C de 1 grau de rápida implantação, o C-band on Wheels (COW). Os DOWs, Mobile Mesonets, PODs & POLEs, assim como muitos outros dispositivos foram cruciaispara instrumentação em vários projetos de campo, incluindo VORTEX, VORTEX2, COPS, MAP, ASCII, IHOP, SCMS, CASES, ROTATE, PAMREX, SNOWD-UNDER, FLATLAND, HERO, UIDOW, UNDEO[carece de fontes], LEE, PERILS,[5] WINTRE-MIX,[6] RELAMPAGO,[7] GRAINEX,[8] e outros.
No final de 2018, a DOW Facility estreou um novo radar de banca C de rápida implantação (ou COW) com uma antena maior e comprimento de onda de 5 cm (em comparação com o comprimento de onda de 3 cm dos DOWs). Devido ao tamanho maior da antena, o caminhão possui um guindaste embutido, permitindo que o radar seja montade no local. O COW foi implantado pela primeira vez como parte da campanha de campo RELAMPAGO na Argentina no final de 2018.[9]
A frota do DOW coletou dados em 250 tornados e dentro dos núcleos de dezoito furacões. Os DOWs foram enviados para a Europa duas vezes,[10] para os programas de campo MAP e COPS, para o Alasca duas vezes para os projetos JAWS-Juneau, e para a América do Sul para o RELAMPAGO. Os DOWs operaram a até 12 700 pés (3 900 m) em Bristol Head e a 10 000 pés (3 000 m) para o projeto ASCII em Battle Pass.
A frota do DOW, PODS e Mesonets Móveis foram apresentados na televisão, incluindo a série Storm Chasers do Discovery Channel (junto com os veículos Tornado Intercept Vehicle e Dominator SRV),[11] os especiais Tornado Intercept e The True Face of Hurricanes do National Geographic Channel, e o episódio "A Caça ao Super Tornado" no Nova, da PBS, entre outros.[carece de fontes]
Capacidades
editarEm maio de 2024, os atuais veículos operacionais Doppler on Wheels incluem o CROW (que consiste no DOW8/RSDOW/Mini-COW)[12], e o COW (C-band On Wheels, ocasionalmente chamado de COW1).
O COW consiste em um sistema de radar de dupla frequência e polarização dupla em banda C, utilizando dois transmissores de 1 MW configurados para uma configuração de comprimento de onda de 5 cm.[13] O CROW consiste em três configurações separadas, o DOW8, que utiliza um transmissor de banda X de 250 kW de polarização única, o RSDOW, que consiste em uma antena passiva de matriz em fase de varredura rápida de 7 segundos, utilizando um sistema transmissor de banda X TWT de 40 kW,[14] e o Mini-COW, utilizando um transmissor singular de banda C de 1 MW capaz de atualizações de polarização dupla de 50 segundos.[12]
Em maio de 2024, o DOW6 e o DOW7 estavam passando por revisões com novos equipamentos, incluindo os próprios veículos, os transmissores e os sistemas de computação, bem como a integração com o novo software GURU.[12] As iterações anteriores do DOW6 e DOW7 utilizaram transmissores de banda X de dupla polarização e dupla frequência de 250 KW e eram os sistemas móveis de banda X mais poderosos da época.
Os DOWs são frequentemente implantados com a rede de instrumentação de superfície fortemente integrada da FARM.[13] Várias caminhonetes instrumentadas com mesonets móveis hospedam instrumentação meteorológica in situ em mastros de 3,5 metros para complementar os radares de sensoriamento remoto. Esses mesonets móveis também carregam aproximadamente vinte "PODS" instrumentados, que são Estações meteorológicas robustas e de rápida implantação, projetadas para sobreviver dentro de tornados, ciclones tropicais e outros ambientes adversos, e um Polenet compreendendo instrumentação implantada em postes, grades, cercas, etc. durante a chegada de furacões. Uma matriz de até sete sistemas de sondagem de ar superior e enxame também pode ser implantada com os DOWs. A frota do DOW às vezes é acompanhada por um Centro Móvel de Operações e Reparos (MORC), uma grande van contendo estações de trabalho para coordenação em campo, gerenciamento de dados e reparo de equipamentos.[15]
Resultados
editarOs dados do DOW levaram à descoberta de rolos de camada limite de furacões abaixo do quilômetro, que provavelmente modulam os danos causados pelo vento e podem desempenhar um papel fundamental na intensificação de furacões. Os dados do DOW revelaram alguns dos ventos de tornado mais intensos registrados (o tornado de Bridge Creek–Moore, em 3 de maio de 1999, o tornado de El Reno, em 31 de maio de 2013, e o tornado de Greenfield, Iowa, em 21 de maio de 2024),[16][17] e a maior circulação de tornado já documentada (o tornado de Cimarron City–Mulhall–Perry, que também ocorreu em 3 de maio de 1999),[18] e fizeram os primeiros mapas 3D de ventos de tornado e ventos de vórtice sub-tornádicos, e documentaram vórtices intensos dentro de faixas de neve de efeito lacustre. Cerca de 70 publicações científicas revisadas por pares usaram dados do DOW.[carece de fontes]
Dados do DOW levaram à descoberta do núcleo de refletividade descendente, um fenômeno em microescala que pode auxiliar na tornadogênese.
Instrumentação futura
editarAtualmente, há dois grandes projetos planejados para expandir as capacidades da FARM. O primeiro é a criação de uma Rede de Banda S sobre Rodas (SOWNET) com quatro radares de banda S de rápida implantação com comprimentos de onda de 10 cm capazes de ver através de precipitação intensa. Esses radares menores montados em caminhões substituiriam um único radar de banda S grande, permitindo análises de Doppler duplo e tempos de implantação mais rápidos. O segundo projeto planejado é a Rede de Radar Adaptável Biestático (BARN) que será integrada com DOWs existentes e o COW para fornecer observações de vetor de vento de alta resolução sem a necessidade de vários transmissores caros. Esses receptores bistáticos consistirão em pequenas antenas que podem ser implantadas como Pods ou montadas em um Mesonet Móvel ou veículo semelhante.[19]
Ver também
editarReferências
editar- ↑ a b c «FARM: The DOW Network». farm.atmos.illinois.edu. Consultado em 25 de abril de 2024
- ↑ «News | College of Science | UAH becomes the largest mobile radar facility in the U.S. with the addition of the FARM to its deployable weather research fleet - UAH | The University of Alabama in Huntsville». www.uah.edu. 4 de outubro de 2024
- ↑ Wurman, Joshua; Straka, Jerry M.; Rasmussen, Erik N. (1996). «Fine-Scale Doppler Radar Observations of Tornadoes». Science. 272 (5269): 1774–1777. Bibcode:1996Sci...272.1774W. PMID 8662481. doi:10.1126/science.272.5269.1774
- ↑ Wurman, Joshua; Winslow, Jennifer (1998). «Intense Sub-Kilometer-Scale Boundary Layer Rolls Observed in Hurricane Fran». Science. 280 (5363): 555–557. Bibcode:1998Sci...280..555W. PMID 9554839. doi:10.1126/science.280.5363.555
- ↑ «Next-generation storm forecasting project aims to save lives». NSF - National Science Foundation. 8 de fevereiro de 2023
- ↑ https://journals.ametsoc.org/view/journals/bams/104/8/BAMS-D-22-0095.1.xmlgrain [somente URL]
- ↑ Nesbitt, Stephen W.; et al. (2021). «A Storm Safari in Subtropical South America: Proyecto RELAMPAGO». Bulletin of the American Meteorological Society. 102 (8): E1621–E1644. Bibcode:2021BAMS..102E1621N. doi:10.1175/BAMS-D-20-0029.1
- ↑ https://journals.ametsoc.org/view/journals/bams/102/9/BAMS-D-20-0041.1.xmlPERILS [somente URL]
- ↑ Reppenhagen, Cory (4 de dezembro de 2018). «New Colorado-designed 'Doppler on Wheels' chasing storms in Argentina». KUSA (em inglês). Consultado em 3 de maio de 2022.
Cientistas atmosféricos estão animados com um novo radar que está fazendo sua estreia na Argentina. É um Doppler on Wheels (DOW) construído pelo Centro de Pesquisa de Clima Severo em Boulder. [...] Ele faz parte do projeto RELAMPAGO, que estuda tempestades severas na região de Córdoba, na Argentina. Um lugar onde os cientistas acreditam que algumas das tempestades mais intensas do planeta se formam.
- ↑ Kouhestani, Jeanne; McGehan, Barbara; Tarp, Keli (14 de outubro de 1999). «NOAA SCIENTISTS, RESEARCH AIRCRAFT AND DOPPLER LIDAR JOIN MASSIVE WEATHER RESEARCH STUDY IN EUROPE» (Press Release). Consultado em 3 de maio de 2022. Cópia arquivada em 11 de dezembro de 2016.
Cientistas, um lidar Doppler e uma aeronave "caçadora de furacões" da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional se juntaram ao maior projeto de pesquisa meteorológica já conduzido na Europa para estudar os efeitos do fluxo de vento sobre os Alpes no clima. Pesquisadores de 11 nações esperam obter uma melhor compreensão de como esse vento afeta o clima e melhorar os modelos de previsão de clima e rios para áreas montanhosas, disse a NOAA hoje.
- ↑ «Doppler on Wheels | Storm Chasers | Discovery». Consultado em 3 de fevereiro de 2017. Cópia arquivada em 21 de abril de 2017
- ↑ a b c «FARM Updated Capabilities (including fully mobile mini-COW) 2023 AMS» (PDF). Consultado em 6 de maio de 2024
- ↑ a b Wurman, Joshua; Kosiba, Karen; Pereira, Brian; Robinson, Paul; Frambach, Andrew; Gilliland, Alycia; White, Trevor; Aikins, Josh; Trapp, Robert J.; Nesbitt, Stephen; Hanshaw, Maiana N.; Lutz, Jon (2021). «The Flexible Array of Radars and Mesonets (FARM)». Bulletin of the American Meteorological Society. 102 (8): E1499–E1525. Bibcode:2021BAMS..102E1499W. doi:10.1175/BAMS-D-20-0285.1
- ↑ «FARM: The DOW Network». farm.atmos.illinois.edu. Consultado em 6 de maio de 2024
- ↑ «Observation». NOAA National Severe Storms Laboratory
- ↑ Williams, Jack (17 de maio de 2005). «Doppler radar measures 318 mph wind in tornado». USA Today. ISSN 0734-7456. LCCN sn82006685. OCLC 819006199. Consultado em 3 de maio de 2022. Cópia arquivada em 16 de outubro de 2012.
Cientistas mediram a velocidade do vento mais rápida já registrada, 318 mph, em um dos tornados que atingiram os subúrbios de Oklahoma City em 3 de maio de 1999. [...] O vento recorde ocorreu por volta das 19h perto de Moore, onde o tornado matou quatro pessoas e destruiu cerca de 250 casas.
- ↑ «As the 2024 #BEST field season ends, a glimpse into the data collection during the Greenfield, IA tornado. Peak wind speeds as high as 309-318 mph were calculated in a narrow region 100-160 feet ARL. These are among the highest wind speeds ever determined using DOW data.». x.com. Universidade de Illinois. 22 de junho de 2024. Consultado em 22 de junho de 2024
- ↑ «Rapid-Scanning Doppler on Wheels Keeps Pace with Twisters - News Release». Consultado em 2 de fevereiro de 2017. Cópia arquivada em 7 de maio de 2013
- ↑ Wurman, Joshua; Kosiba, Karen (1 de agosto de 2021). «The Flexible Array of Radars and Mesonets (FARM)». Bulletin of the American Meteorological Society. 102 (8): E1499 – E1525. Bibcode:2021BAMS..102E1499W. doi:10.1175/BAMS-D-20-0285.1
