Medición de vientos hasta 85 km. de altura usando radar y computadora electrónica digital

Abstract

El uso de técnicas de radar en el estudio de fenómenos atmosféricos, ha dado bastantes resultados que han permitido una mejor comprensión del comportamiento de la atmósfera. Actualmente se usan radares de gran potencia para estudiar propiedades de la alta atmósfera como son: densidad electrónica, temperatura, composición iónica, velocidades de deriva (drift), dirección del campo magnético, etc. El uso de radares se ha extendido con bastante éxito a mediciones de baja atmósfera y ha permitido comparar resultados obtenidos a través de otros medios como cohetes. Este tipo de estudios es. de gran importancia desde que las condiciones atmosféricas tienen que ver en alguna u otra forma con casi todas las actividades humanas y gran beneficio puede obtenerse de la aplicación de los conocimientos que se adquieran relativos al comportamiento atmosférico. El deseo de colaborar con estos estudios para una mejor comprensión de la atmósfera, motivó el presente trabajo. Usando el radar del Radio Observatorio de Jicamarca hemos efectuado mediciones de la velocidad de los vientos entre alturas de 20 a 85 Km. Creemos que es la primera vez que se usa radar para medir vientos alturas mayores a.20 Km. y presentando las ventajas, con relación a cohetes y otros métodos de medición, de proporcionar una observación continua y precisa a varias alturas. Juzgamos que estas mediciones son de interés en el campo de la investigación ionosférica, como en el de la Meteorología. En la investigación ionosférica, la región de 70 a 85 Km está bastante cerca de la región dinámica, 95 a 105 Km y es en esta región donde se producen cambios en el campo eléctrico y aparecen corrientes que influencian el campo magnético. Es importante conocer esta región previa que va a determinar el comportamiento de la atmósfera superior. Las mediciones a 20 Km. de altura, Estratósfera, son de interés para la Meteorología. En Meteorología es importante conocer valores de presión, densidad, temperatura y movimientos en diferentes puntos tanto horizontales como verticales, para relacionar esos valores al estado actual de la atmósfera y poder predecir su comportamiento futuro En lo que sigue hacemos un breve resumen de los conceptos referentes a la teoría de dispersión incoherente en que basa su funcionamiento el radar y describimos la técnica usada en la medición, Esta técnica se basa en el corrimiento en frecuencia que experimenta una señal al ser dispersada por un medio en movimiento (efecto Doppler). Una medición de este corrimiento sirve para calcular la velocidad y sentido del movimiento (Cap. II). En el Cap. III describimos la implementación electrónica efectuada para llevar a cabo las mediciones, usando el sistema del Radio Observatorio de Jicamarca. Describimos conexiones en antena, transmisión y recepción; los sistemas digitales para control del transmisor, para un filtrado digital de la señal construidos a base de módulos disponibles y los programas en computadora, uno de ellos usado en tiempo real para el proceso final de la señal y el cálculo de las velocidades en dirección de las antenas y el otro usado en-reproceso para determinar las velocidades horizontales y verticales. Finalmente, en el capítulo IV presentamos algunos de los resultados obtenidos y las conclusiones a las que arribamos.