Detector de ocorrência de precipitação
Detector de ocorrência de precipitação
Detector de ocorrência de precipitação por diodo emissor de luz .
| Modelo | Sensor |
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Um detector de ocorrência de precipitação é um dispositivo montado em uma estação meteorológica automática que detecta a presença de hidrometeoros e determina seu tipo ( chuva , neve , garoa , etc.), bem como a intensidade, mas sem acumulá-los, ao contrário do pluviômetro e do medidor de neve . Ele funciona em um princípio semelhante a um radar bistático , observando a passagem de gotículas, ou flocos, entre um emissor e um sensor. Esses instrumentos são usados para simular a observação feita por um observador humano e permitem um rápido relato de qualquer mudança no tipo e intensidade da precipitação, mas têm limitações de interpretação.
Princípio
Existem pelo menos dois tipos de dispositivos:
- O detector de diodo emissor de luz (LED) é formado por um emissor infravermelho apontando para um receptor, conforme a figura. O sensor mede a modulação da intensidade do feixe induzida pela passagem de hidrometeoros em seu caminho, um fenômeno de cintilação . O aparelho analisa o espectro desta modulação e pode daí deduzir uma estimativa do diâmetro médio e da velocidade final de queda das partículas que passam no feixe;
- O POSS ( Precipitation Observation Sensor System ) é um pequeno radar Doppler bistático. O transmissor aponta para cima em um ângulo de um receptor orientado em direção ao volume sondado e que capta o sinal retroespalhado por hidrometeoros ou outras partículas reflexivas em seu volume de detecção. O aparelho pode assim medir a velocidade de queda de alvos pelo efeito Doppler e sua intensidade. Em seguida, um analisador faz uma média ponderada das últimas 15 pesquisas durante um minuto para obter informações significativas.
Com a velocidade de queda e o tamanho das partículas, é possível determinar o tipo de precipitação (chuva cai muito mais rápido que flocos de neve, por exemplo) com uma tabela de contingência . O detector relatará o tipo de precipitação com a maior população nas amostras. No entanto, em alguns casos, as características de dois tipos de precipitação podem ser semelhantes (garoa e neve caindo a velocidades muito próximas uma da outra), ou pode haver uma mistura de precipitação (por exemplo, chuva e derretimento da neve).
Para refinar a detecção em caso de ambigüidade, esses dispositivos usam a temperatura do ponto de orvalho (ou, se ausente, a temperatura ambiente) e a saída do detector de gelo . Portanto, se o detector identificar neve e garoa com um ponto de orvalho ambiente superior a 1 ° C , ele irá classificá-la como garoa, e abaixo de -1 ° C , será neve. Quando esses dados adicionais ainda não podem diferenciar (por exemplo, se o ponto de orvalho no exemplo anterior está entre -1 ° C e 1 ° C ), então o tipo é relatado como "desconhecido". O detector de gelo também será usado para determinar se a chuva ou garoa está congelando quando a temperatura está abaixo de zero.
A intensidade da precipitação instantânea é calculada pela intensidade de cintilação (sensor LED) ou refletividade (POSS). É relatado como muito fraco, fraco, moderado ou forte.
Frequência de relatórios
As estações automáticas relatam em uma programação regular que depende de seu uso, a maioria relatando de hora em hora. No entanto, eles emitirão um relatório especial se um ou mais de seus sensores detectarem uma mudança significativa nas condições climáticas. Esses especiais são emitidos quando a precipitação de pelo menos intensidade de luz começa ou cessa, ou o tipo de precipitação muda.
O detector de ocorrência de precipitação coleta amostras a cada minuto e o sistema de processamento automático da estação as armazena por 15 minutos. Um especial será emitido quando pelo menos três detecções de precipitação forem feitas em 15 minutos para o início, se passarem pelo menos 12 minutos sem precipitação, ou se a variação de intensidade corresponder a uma mudança significativa.
Limitações
O detector não sinaliza o clima atual, apenas o tipo e a intensidade da precipitação. A estação automática deve ser equipada com outros sensores para detectar raios, trovoadas ou obstáculos à visibilidade. Portanto, não:
- A distinção entre aguaceiros e precipitação contínua;
- O detalhe da precipitação mista, dando apenas a dominante;
- Sinalizando precipitação nas proximidades, somente na localização do sensor.
Falsas observações de precipitação por um detector de ocorrência de precipitação são geralmente devido a:
- Interferência por radiofrequência ou ondas de luz;
- Pássaros ou insetos passando pela viga;
- Poeira, neve ou areia levada pelo vento;
- Bolhas térmicas .
- Situações ambíguas em que a tabela de contingência não pode determinar corretamente o tipo.
Coordenação com outras sondas
As tempestades podem ser distinguidas da chuva contínua por um detector de raios . Tais dispositivos co-localizados com o sensor permitem identificar a presença e intensidade de raios na região imediata ao redor do detector de precipitação.
Os espalhadores e transmissiômetros , que detectam a extinção de um sinal de luz entre um transmissor e um receptor, dão visibilidade horizontal. Quando nenhuma precipitação é detectada, a estação meteorológica pode concluir que há neblina , neblina ou nevoeiro .
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detector de raios.
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Difusiômetro associado a uma estação meteorológica automática.
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Transmissiômetro de pista dando visibilidade ao longo da pista.
Notas e referências
- (em) Charles G. Wade , " A Abordagem multisensor para Detectar Drizzle nós ASOS ' , Journal of Atmospheric and Oceanic Technology , American Meteorological Society , vol. 20, n o 6,Junho de 2003( DOI 10.1175 / 1520-0426 (2003) 020 <0820: AMATDD> 2.0.CO; 2 , lido online , consultado em 23 de março de 2020 ).
- " Automated Weather Observing System - AWOS " , Serviço Meteorológico do Canadá (acessado em 18 de março de 2015 ) .