Rilevatore di precipitazioni

Rilevatore di precipitazioni Rilevatore di precipitazione a diodi emettitori di luce . Presentazione

genere	Sensore

Un rilevatore di precipitazione è un dispositivo montato su una stazione meteorologica automatica che rileva la presenza di idrometeore e ne determina il tipo ( pioggia , neve , pioviggine , ecc.) Nonché l'intensità ma senza accumularle, a differenza del pluviometro e del misuratore di neve . Funziona secondo un principio simile a un radar bistatico , rilevando il passaggio di goccioline, o fiocchi, tra un emettitore e un sensore. Questi strumenti vengono utilizzati per simulare l'osservazione effettuata da un osservatore umano e consentono una rapida segnalazione di qualsiasi cambiamento nel tipo e nell'intensità della precipitazione ma hanno limiti di interpretazione.

Principio

Esistono almeno due tipi di dispositivi:

• Il rivelatore a diodi luminosi (LED) è formato da un emettitore a infrarossi puntato verso un ricevitore, come in figura. Il sensore misura la modulazione dell'intensità del fascio indotta dal passaggio delle idrometeore sul suo percorso, fenomeno di scintillazione . L'apparato analizza lo spettro di questa modulazione e da esso può dedurre una stima del diametro medio e della velocità terminale di caduta delle particelle passanti nel fascio;
• Il POSS ( Precipitation Observation Sensor System ) è un piccolo radar Doppler bistatico. Il trasmettitore è puntato verso l'alto ad un angolo da un ricevitore orientato verso il volume rilevato e che raccoglie il segnale retrodiffuso da idrometeore o altre particelle riflettenti nel suo volume di rilevamento. L'apparecchio può quindi misurare la velocità di caduta dei bersagli tramite l' effetto Doppler e la sua intensità. Quindi un analizzatore fa una media ponderata degli ultimi 15 sondaggi in un minuto per ricavare informazioni significative.

Con la velocità di caduta e la dimensione delle particelle, è quindi possibile determinare il tipo di precipitazione (la pioggia cade molto più velocemente dei fiocchi di neve per esempio) con una tabella di contingenza . Il rilevatore segnalerà il tipo di precipitazione con la più grande popolazione nei campioni. Tuttavia, in alcuni casi le caratteristiche di due tipi di precipitazione possono essere simili (pioggerella e neve cadono a velocità molto prossime l'una all'altra), oppure può esserci un misto di precipitazione (ad esempio pioggia e scioglimento della neve).

Per perfezionare il rilevamento in caso di ambiguità, questi dispositivi utilizzano la temperatura del punto di rugiada (o, se mancante, la temperatura ambiente) e l'uscita del rilevatore di ghiaccio . Quindi, se il rilevatore identifica neve e pioviggine con un punto di rugiada nell'ambiente maggiore di 1  ° C , le classificherà come pioviggine e al di sotto di -1  ° C sarà neve. Quando questi dati aggiuntivi non sono ancora in grado di differenziare (ad esempio, se il punto di rugiada nell'esempio precedente è compreso tra -1  ° C e 1  ° C ), il tipo viene segnalato come "sconosciuto". Il rilevatore di ghiaccio verrà utilizzato anche per determinare se la pioggia o la pioggerella si congelano quando la temperatura è sotto lo zero.

L'intensità della precipitazione istantanea viene calcolata dall'intensità di scintillazione (sensore LED) o riflettività (POSS). È segnalato come molto debole, debole, moderato o forte.

Frequenza delle segnalazioni

Le stazioni automatiche segnalano una pianificazione regolare che dipende dal loro utilizzo, la maggior parte dei rapporti ogni ora. Tuttavia, pubblicheranno un rapporto speciale se uno o più dei loro sensori rileveranno un cambiamento significativo nelle condizioni meteorologiche. Tali offerte speciali vengono emesse quando almeno una leggera precipitazione inizia o finisce, o il tipo di precipitazione cambia.

Il rilevatore di precipitazione preleva campioni ogni minuto e il sistema di elaborazione automatica della stazione li memorizza per 15 minuti. Sarà emesso uno speciale quando vengono effettuate almeno tre rilevazioni di precipitazione in 15 minuti per l'inizio, se trascorrono almeno 12 minuti senza precipitazione, o se la variazione di intensità corrisponde ad una variazione significativa.

Limitazioni

Il rilevatore non segnala il tempo presente, ma solo il tipo e l'intensità delle precipitazioni. La stazione automatica deve essere dotata di altri sensori per rilevare i fulmini da temporali o ostacoli alla visibilità. Pertanto non:

• La distinzione tra rovesci e precipitazioni continue;
• Il dettaglio della precipitazione mista, dando solo quella dominante;
• Segnalazione di precipitazioni nelle vicinanze, solo nella posizione del sensore.

Le false osservazioni di precipitazione da parte di un rilevatore di precipitazione sono generalmente dovute a:

• Interferenza da radiofrequenza o onde luminose;
• Uccelli o insetti che passano attraverso la trave;
• Polvere, neve o sabbia sospinta dal vento;
• Bolle termiche .
• Situazioni ambigue in cui la tabella di contingenza non è in grado di determinare correttamente il tipo.

Coordinamento con altre sonde

I temporali possono essere distinti dalla pioggia continua da un rilevatore di fulmini . Tali dispositivi co-posizionati con il sensore consentono di identificare la presenza e l'intensità dei fulmini nelle immediate vicinanze del rilevatore di precipitazione.

Gli scatterometri e i trasmissometri , che rilevano l'estinzione di un segnale luminoso tra un trasmettitore e un ricevitore, danno visibilità orizzontale. Quando non vengono rilevate precipitazioni, la stazione meteorologica può concludere per la presenza di foschia , foschia o nebbia .

• rilevatore di fulmini.

• Diffusiometro associato a una stazione meteorologica automatica.

• Trasmissioni di pista che danno visibilità lungo la pista.

Note e riferimenti

1. (in) Charles G. Wade , "  A multisensor Approach to Detecting Drizzle we ASOS  ' , Journal of Atmospheric and Oceanic Technology , American Meteorological Society , vol.  20, n o  6,Giugno 2003( DOI  10.1175 / 1520-0426 (2003) 020 <0820: AMATDD> 2.0.CO; 2 , letto online , accesso 23 marzo 2020 ).
2. "  Automated Weather Observing System - AWOS  " , Meteorological Service of Canada (accesso 18 marzo 2015 ) .

Vedi anche

• rilevatore di pioggia