Fuera de cada oficina del Servicio Meteorológico Nacional (NWS) de los EE. UU. Se encuentra lo que parece una enorme pelota de fútbol blanco, encaramado sobre andamios de metal de varias historias de alto. Estas esferas algo simples se ven tan aburridas como una torre de agua de la ciudad, pero escondido dentro de cada una es una de las herramientas más revolucionarias y de vida de la meteorología moderna: el radar Doppler.
La red nacional de 160 radares de alta resolución, instaladas en 1988 y actualizadas en 2012, envía pulsos de microondas que rebotan en las gotas de lluvia u otras precipitaciones para ayudar a los pronosticadores a ver qué está cayendo y cuánto, proporcionando información temprana crucial sobre eventos que van desde inundaciones de flores hasta tormentas. Y la red es especialmente insustituible cuando se trata de detectar tornados; Ha alargado sustancialmente los tiempos de advertencia y las muertes reducidas. Doppler Radar ha “revolucionado realmente cómo hemos podido emitir advertencias”, dice Ryan Hanrahan, meteorólogo jefe del equipo de NBC Connecticut Stormtracker.
Pero ahora los meteorólogos y los administradores de emergencias están cada vez más preocupados por lo que podría suceder si alguno de estos radares se desconectan, ya sea por debido a corta el NWS realizado por la administración Trump o amenazas de grupos que defienden las teorías de conspiración sobre los radares que se utilizan para controlar el clima. “Perder las capacidades de radar” nos llevaría al tiempo a cuatro décadas “, dice Jana Houser, una investigadora de tornados en la Universidad Estatal de Ohio. Si caen,” no hay forma de que vamos a ser efectivos en las advertencias de tormenta “.
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Cómo funcionan los radares doppler
Las instalaciones de NWS forman una red llamada radar meteorológica de próxima generación, o Nexrad. Dentro de cada esfera blanca gigante hay un dispositivo que parece una versión más grande de un plato de TV satelital doméstico, con un transmisor que emite pulsos en la región de microondas del espectro electromagnético. Esos pulsos rebotan en las gotas de lluvia, copos de nieve, piedras de granizo, lo que los meteorólogos llaman colectivamente hidrometeoros, y regresan a la antena del plato. (Los pulsos también a veces rebotan en murciélagos, aves e incluso trenes en movimiento, que producen patrones de radar característicos que los expertos generalmente pueden identificar).
La potencia de las señales de regreso permite a los expertos crear una imagen de tamaño, forma e intensidad de cualquier precipitación, y esto es lo que ves en el mapa de radar de una aplicación de teléfono o una transmisión de TV.
Pero Nexrad puede hacer mucho, mucho más que mostrar lo difícil que está lloviendo. Dentro de su esfera, cada unidad gira y escanea hacia arriba y hacia abajo a través del cielo, ayudando a los pronosticadores a ver lo que está sucediendo en múltiples niveles de un sistema de tormenta. Estos perfiles verticales pueden mostrar, por ejemplo, si se está formando un tornado o una tormenta está creando una cebolleta, una rápida explosión de viento hacia abajo. “El radar Doppler básicamente nos permite ver en las nubes”, dice Hanrahan.
Y luego está la parte “doppler” en sí. El nombre se refiere a un fenómeno que es familiar para muchos, gracias a la contraparte acústica de las ondas electromagnéticas. Todos hemos experimentado esto, a menudo más obviamente cuando escuchamos pasar un vehículo de emergencia cerca: el lanzamiento aumenta a medida que el automóvil se acerca y disminuye a medida que se aleja. Del mismo modo, el radar de regreso rebote de una gota de lluvia o una pieza de escombros tornádicos que se mueve hacia el emisor tendrá una longitud de onda más corta que el pulso que se envió, y la señal de un objeto que se aleja del radar tendrá una longitud de onda más larga. Esto permite que el radar distinga eficientemente la circulación estricta de un tornado.
Estas dos imágenes muestran cómo la doble polarización ayuda a los pronosticadores de NWS a detectar un tornado que está produciendo daño. La imagen izquierda muestra cómo el radar Doppler puede detectar la rotación. Entre las dos flechas amarillas, el color rojo indica el viento saliente, mientras que el color verde indica el viento entrante, en relación con la ubicación del radar. La imagen correcta muestra cómo la información de doble polarización ayuda a detectar los escombros recogidos por el tornado.
El sistema de radar de la nación fue actualizado en 2012 para incluir lo que se llama polarización dual. Esto significa que la señal tiene longitudes de onda orientadas vertical y horizontalmente, proporcionando información sobre la precipitación en más de una dimensión. “Una gota de llovizna es casi perfectamente esférica, por lo que devuelve la misma cantidad de potencia en el horizontal y en la vertical”, dice Hanrahan, mientras que las gotas gigantes se ven casi como “bollos de hamburguesas” y, por lo tanto, envían más potencia en el horizontal que el vertical.
¿Son peligrosos los radares Doppler? ¿Pueden afectar el clima?
Los radares Doppler no representan ningún peligro para las personas, la vida silvestre o las estructuras, y no pueden afectar el clima.
A lo largo del espectro electromagnético, son las porciones con longitudes de onda más cortas como rayos gamma y radiación ultravioleta que pueden dañar fácilmente el cuerpo humano, porque sus longitudes de onda son del tamaño correcto para interactuar y dañar el ADN o nuestras células. Los radares Doppler emiten pulsos en longitudes de onda del tamaño de una pelota de béisbol.
Ser golpeado por radiación de microondas extremadamente concentrada podría ser dañino; Es por eso que los hornos de microondas tienen pantallas de malla que evitan que los rayos escapen. Del mismo modo, no querrá pararse directamente frente a un haz de microondas de radar. Los técnicos de radar militar descubrieron esto hace años cuando trabajan en radares bajo la operación, Universidad de California, Los Ángeles, dijo el científico climático Daniel Swain durante uno de sus conversaciones regulares de YouTube. “Tenían experiencias como la barra de caramelo en su bolsillo que se derritió instantáneamente y luego sintiendo que su piel se calienta mucho”, dijo.
Similar a Cómo funciona un horno de microondascuando la señal de microondas de un radar golpea un hidrometeor, las moléculas de agua vibran y generan calor debido a la fricción y la reradia de la energía recibida, dice Cynthia Fay, quien sirve como un punto focal para el centro de operaciones de radar del Servicio Meteorológico Nacional. Pero “La radiación de microondas realmente no es muy poderosa, y el punto es que si se encuentra a más de un par de docenas de pies de distancia del domo, ni siquiera afectará su cuerpo, y mucho menos la atmósfera global”, agrega Swain.
En la antena del radar, la potencia promedio es de aproximadamente 23.5 megavatios (MW) de energía, dice Fay. (Una tormenta eléctrica débil o moderada puede generar aproximadamente 18 MW en aproximadamente una hora). Pero la energía de la señal del radar se disipa muy rápidamente con la distancia: a solo un kilómetro del radar, la potencia es de 0.0000019 mW, y en el rango máximo del radar de 460 kilómetros, está 8.8 x 10 10 10–12 MW, dice Fay. “Una vez que estás a millas de distancia, realmente no es una cantidad peligrosa” de energía, dijo Swain en su video.
Una tormenta de supercélulas que produjo un tornado F4 cerca de Meriden, KS, en mayo de 1960, como se ve en el radar WSR-3 en Topeka (izquierda). Una tormenta de supercélulas que produjo un tornado EF5 en Moore, OK, en mayo de 2013, como se ve desde un moderno radar meteorológico Doppler cerca de Oklahoma City (bien).
Y los radares Doppler pasan la mayor parte de su tiempo escuchando los retornos. Según el NWS, por cada hora de operación, un radar puede pasar tan poco como siete segundos enviando pulsos.
La idea de que Doppler Radar puede controlar o afectar el clima es “una conspiración de larga data [theory] Eso ha existido realmente durante décadas, pero se ha acelerado en los últimos años ”, dijo Swain en su video. Ha resurgido recientemente con amenazas al sistema de radar de la administración nacional de la administración oceánica y atmosférica de un grupo de milicias antigubernamentales, como primero Reportado por CNN. El Washington Post informó que el fundador del grupo dijo que sus miembros estaban llevando a cabo “simulaciones de ataque“En los sitios para luego destruir los radares, que el grupo cree que son” armas meteorológicas “, según un correo electrónico interno de NOAA. NOAA ha aconsejado a los técnicos de radar en las oficinas del NWS para ejercer precaución y trabajar en equipos al salir a los radares de servicio, y notificar a la aplicación de la ley local de cualquier actividad sospechosa.
“NOAA es consciente de las amenazas recientes contra los sitios de radar meteorológico de Nexrad y está trabajando con las autoridades locales y otras para monitorear la situación de cerca”, escribió un portavoz de NWS en respuesta a una solicitud de comentarios de Científico americano.
¿Qué sucede si los radares meteorológicos se desconectan?
Los radares de NOAA han estado de servicio durante 24 horas al día, siete días a la semana y 365 días al año desde 1988 (con breves pasos de mantenimiento y actualizaciones). “Es sorprendente lo que han sido estos caballos de batalla”, dice Hanrahan.
La imagen de la izquierda muestra una imagen de radar de reflectividad de una tormenta de supercélulas que produjo varios tornados el 19 de abril de 2023, cerca de Oklahoma City, OK. La forma del gancho presente a menudo indica la rotación dentro de la tormenta. La imagen de la derecha muestra información de velocidad que corresponde a la imagen de reflectividad. Los vientos entrantes muy fuertes (colores verdes) son al lado de vientos salientes muy fuertes (bcolores rojo/amarillo derecho). Este “pareado” entrante/saliente muy fuerte indica la rotación muy fuerte de un tornado.
Pero requieren ese mantenimiento periódico debido a todas las grandes partes móviles necesarias para operarlas. Y con la administración de Trump recorta el personal de NOAA y se congela en algunos gastos, “nos deshicimos de muchos de los técnicos de mantenimiento de radar, y nos deshacimos del presupuesto para reparar muchos de estos sitios”, dijo Swain en su video. “La mayoría de estos funcionan bien en este momento. La pregunta es: ¿qué sucede una vez que bajan, una vez que necesitan una reparación?”
Es esta posibilidad de interrupción que la mayoría de las preocupaciones de los expertos en clima, particularmente si las averías ocurren durante cualquier tipo de clima severo. “Los radares son instrumentos clave en la emisión de advertencias de tornados”, dice el Houser de la Universidad Estatal de Ohio. “Si un radar cae, básicamente estamos bajando en cuanto a cuál es la imagen más grande”.
Y para gran parte del país, particularmente en el oeste, hay poca o ninguna superposición en las áreas que cada radar cubre, lo que significa que otros sitios no podrían intervenir si un radar vecino está fuera. Hanrahan dice que la información proporcionada por los radares es insustituible, y las actualizaciones de 2012 significan que “ni siquiera necesitamos tener ojos en un tornado ahora para saber que está sucediendo. Es algo que creo que damos por sentado ahora”.