Desde o advento das aplicações meteorológicas para o radar após a Segunda Guerra Mundial, os engenheiros e operadores têm-se deparado com vários desafios significativos. Desde a precisão do processamento de dados até à manutenção e longevidade dos investimentos em radares, tem sido clara a necessidade de melhorar a supressão de interferências, a calibração automática, a manutenção e a monitorização remota. Estes pontos são especialmente críticos quando um ou mais radares são utilizados como ponto de dados primário para uma rede meteorológica integrada.
O principal objetivo ao desenvolver a série de radares meteorológicos Baron Gen3 era resolver estes desafios. Ao fazê-lo, os engenheiros da Baron implementaram novas técnicas e tecnologias para garantir uma deteção hidrometeorológica de precisão com o máximo tempo de atividade possível e mão de obra reduzida.
Calibração automatizada
Um radar corretamente calibrado é essencial para o sucesso das organizações meteorológicas. Um radar não calibrado ou mal calibrado gera dados de base degradados, limitando a sua utilidade e contribuindo para previsões meteorológicas erróneas. Quando as grandes tempestades são seguidas através de uma rede de radares, a combinação de dados necessários de vários radares torna crucial que toda a rede seja calibrada segundo um padrão comummente conhecido. Além disso, uma vez que os dados de base são utilizados para gerar produtos para a estimativa da precipitação, a deteção de granizo e a discriminação chuva/neve, os erros significativos nos produtos derivados podem ser causados por pequenos erros nos dados de base.
Uma equipa de meteorologistas e engenheiros de radar da Baron desenvolveu anteriormente uma rotina de calibração inovadora para a atualização nacional de polarização dupla do NEXRAD para o Serviço Nacional de Meteorologia dos EUA, a Administração Federal de Aviação e o Departamento de Defesa, conduzindo uma rotina de calibração durante o período de aproximadamente seis segundos de retraço da antena após uma varredura de volume concluída. Para a série Gen3, essa rotina foi adaptada e melhorada para fornecer uma calibração ZDR contínua e automatizada, bina a bina
Anteriormente, os sistemas de radar só podiam ser calibrados uma ou duas vezes por ano. O pessoal no local precisava de esperar por dias claros e sem chuva para poder interromper a vigilância meteorológica e reorientar a antena para o ângulo de azimute.
A ZDR, frequentemente designada por Refletividade Diferencial, é a base para estas calibrações. O ZDR foi escolhido devido à sua importância para o cálculo da Classificação de Hidrometeoros. Uma vez que os momentos de polarização dupla fundamentais foram calibrados com uma precisão de 0,1dB, verificou-se que todos os outros produtos de dados se seguiriam, beneficiando das melhorias.
A tecnologia de calibração da próxima geração resolve vários desafios operacionais: em primeiro lugar, não há interação humana envolvida, os erros de calibração são evitados e é possível uma calibração fiável em toda a rede. A calibração pode ser efectuada em quaisquer condições meteorológicas; a nova técnica tem em conta a chuva e outros efeitos prejudiciais (por exemplo, costuras, excrementos de aves e desgaste natural) no radome e não requer medições solares. Além disso, não são necessárias medições de hardware, reduzindo as necessidades de equipamento e a possibilidade de erro.
Supressão de desordem
A desordem causada pelo terreno, humidade, edifícios - até mesmo migrações de aves e insectos - pode causar estragos numa visualização precisa do radar e, por sua vez, nos produtos de valor acrescentado gerados pelo radar. No final dos anos 2000, o Instituto Cooperativo de Estudos Meteorológicos de Mesoescala (CIMMS) da Universidade de Oklahoma desenvolveu a implementação inicial da técnica de filtragem de desordem CLEAN-AP™(Clutter Environment ANalysisusing Adaptive Processing). A Baron estabeleceu uma parceria com a OU, licenciando o CLEAN-AP™ para utilização exclusiva nos seus sistemas de radar.
As vantagens do CLEAN-AP em comparação com os filtros de desordem do solo mais antigos incluem
- O CLEAN-AP™ efectua a deteção e supressão automatizada de desordem sem intervenção manual.
- A necessidade de mapas de desordem é eliminada através da capacidade de deteção de desordem no solo em tempo real do CLEAN-AP™.
- O CLEAN-AP™ utiliza um janelamento de dados adaptável que consegue um bom compromisso entre a supressão de interferências e a qualidade dos dados.
- O CLEAN-AP™ é um processo integrado que fornece um algoritmo único para a deteção e filtragem de interferências no solo numa base bin-by-bin.
A capacidade única de filtragem de interferências do CLEAN-AP™ é vital quando é utilizado como parte de uma rede integrada. Ao melhorar significativamente a exatidão dos dados de base, os benefícios ocorrem em todo o sistema, desde a recolha e integração de dados até aos modelos de previsão, conduzindo, em última análise, a previsões e alertas mais eficazes para o público em geral.
Monitorização e manutenção remotas
Todas as organizações meteorológicas lidam com o equilíbrio contínuo das exigências técnicas, ponderadas contra uma relativa falta de pessoal e de recursos financeiros. O equipamento de teste incorporado (BITE) da série de radares Gen3 monitoriza continuamente o estado do sistema. Os parâmetros avaliados incluem a temperatura dos sistemas vitais, as tensões e correntes da fonte de alimentação, as posições dos interruptores do guia de ondas, o desempenho do transmissor, o estado da calibração e muito mais.
Se o diagnóstico detetar falhas, os operadores são automaticamente notificados por correio eletrónico e o sistema monitoriza a interface. Esta capacidade permite que quaisquer problemas sejam corrigidos antes de o sistema falhar. Além disso, os componentes do sistema são mais facilmente substituídos devido à arquitetura modular do sistema inerente ao radar Baron Gen3. O resultado é que os utilizadores experimentam um tempo de atividade mais produtivo, com menos pessoal e melhor precisão, em toda a sua rede de deteção meteorológica.
A conceção modular permitiu aos utilizadores atualizar ou substituir rapidamente os componentes conforme necessário. A máxima uniformidade entre sistemas significa que os utilizadores podem manter em stock peças sobresselentes em toda a rede, permitindo uma substituição mais rápida dos componentes e custos mais baixos.
Apoio sem paralelo
Os sistemas Baron Gen3 estão agora activos em todo o mundo em modelos fixos, transportáveis e móveis. Estão disponíveis configurações de banda C, banda X, banda S e banda S de alta frequência. Isso destaca a necessidade de um suporte excecional. A Baron opera um centro de suporte mundial, operado 24 horas por dia, 7 dias por semana, 365 dias por ano, por meteorologistas diplomados com conhecimento sobre radar e clima, fornecendo globalmente aos clientes Baron um suporte incomparável. Esta mesma equipa pode monitorizar os diagnósticos BITE 24 horas por dia, 7 dias por semana, 365 dias por ano, fornecendo um papel de apoio como um Centro de Operações de Radar (ROC) completo, proporcionando aos clientes paz de espírito e máximo retorno do investimento no terreno.
Uma das instalações iniciais do Gen3, realizada para uma entidade comercial nos Estados Unidos, resultou no sistema de banda S de alta frequência que detectou com sucesso as franjas exteriores do furacão Matthew. Ao mesmo tempo, a tempestade estava bem longe da costa, obtendo medições extremamente precisas e de alta resolução assim que a tempestade se aproximou do local do radar. Isto foi conseguido poucas horas após a instalação do radar, tendo a sua conclusão programada sido acelerada, uma vez que se previa que a trajetória da tempestade chegaria a terra.
