Exploración adaptativa
La agilidad de haz que ofrece el PAR permite una exploración y procesado de la señal rápidos para adaptarse a la situación meteorológica. De esta forma, el PAR puede variar el énfasis que aplica a cada zona del volumen de exploración, por ejemplo, permaneciendo más tiempo en las regiones donde hay tormenta y es más probable que se formen tornados a fin de recolectar muestras suficientes para el análisis espectral, mientras que otros sectores los explora más rápida y superficialmente. También puede llevar el haz repetidamente a zonas críticas para vigilar la rápida evolución de los fenómenos severos y peligrosos. La toma frecuente de medidas de los peligros meteorológicos (como tornados, mesociclones o tormentas de granizo) puede llevar a mejores advertencias y previsiones de las tendencias de estos fenómenos.
El ángulo de elevación del haz puede ser programado para seguir la línea del horizonte corregido, aquel que salva los cuerpos que se encuentran en tierra (edificios, árboles, etc). Esto permite corregir los momentos espectrales y las variables polarimétricas de los efectos de la obstrucción del haz. Como consecuencia, se puede conseguir una buena estimación de la intensidad de lluvia en el nivel del suelo posicionando el haz en su ángulo de exploración más bajo.
Ausencia de ensanchamiento del haz debido a la rotación de la antena
Los PAR proporcionan una alta resolución angular debido a que no hay ensanchamiento por la rotación de la antena. Esto mitiga los efectos del clutter de tierra y también mejora la calidad de los datos de los momentos espectrales, consiguiéndose por tanto mejores estimaciones en los radares Doppler. La anchura espectral del clutter de tierra viene determinada por el movimiento de los dispersores en tierra y por tanto es menor de la que mediría la antena rotando, lo que permite una cancelación del clutter de tierra mayor y una mejor compensación de los errores introducidos por el filtrado en las variables polarimétricas y las anchuras espectrales de las señales meteorológicas.
Las velocidades de rotación típicas producen un haz efectivo 1.5 veces mayor. Si la velocidad del viento es constante en el volumen del haz y es el único mecanismo de ensanchamiento del espectro presente en el haz, entonces el radar medirá una anchura del espectro 1.5 veces mayor que con una antena estacionaria. De forma similar, en un PAR
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polarimétrico el coeficiente de correlación entre la señal copolar y la contrapolar se puede ver afectado. Siguiendo el ejemplo de un haz 1.5 veces mayor debido a la rotación de la antena, el coeficiente de correlación pasaría de t´"= 0.95 en una antena estacionaria, que indica precipitación, a t´" = 0.89 en la antena con rotación, que ya está fuera de la precipitación (excepto por el granizo). Esto genera errores en la clasificación de los hidrometeoros por lo que las estimaciones son más complicadas.
Por otro lado, es importante tener en cuenta que debido al apuntamiento electrónico del haz en el PAR también se produce un ensanchamiento del haz que es conocido (es proporcional al coseno del ángulo de exploración). En las medidas de reflectividad para la estimación de la precipitación es necesario corregir la reflectividad obtenida con dicho factor de ensanchamiento a fin de tener una medida real del haz sin ensanchar.
Medidas del viento
Se pueden conseguir medidas del viento transversales al haz usando un enfoque de antenas separadas, en el que la antena ilumina un volumen y la recepción se hace en dos o más subarrays de la misma, por interferometría. Las señales recibidas varían entre uno y otro, y la correlación cruzada entre ambas tiene un máximo en un instante inversamente proporcional a la velocidad transversal de los dispersores. Esta técnica se ha aplicado a los radares que sacan el perfil del viento.
Por otro lado, la multiplexación del haz permite trabajar en un modo de operación de análisis del perfil del viento con radares de vigilancia de largo alcance. Durante una fracción de segundo el haz puede iluminar la atmósfera a unos pocos kilómetros por encima del radar y a continuación volver al modo de vigilancia durante varios minutos, alternando entre estos dos modos. El espectro Doppler de varias de estas observaciones se puede combinar para obtener el perfil del viento en altitudes donde todavía es detectable la señal.
Mejora en las medidas de intensidad de lluvia
Uno de los retos de la hidrología radar es la reducción de los errores del muestreo temporal en los mapas de lluvia, especialmente cuando se precisa una buena resolución espacial como en zonas urbanas. La exploración rápida puede reducir estos errores en el muestreo temporal llevando a estimaciones mejoradas.
Por otro lado, las reflexiones del suelo contienen información de las variaciones del índice de refracción. El cambio en la fase de las reflexiones a lo largo del tiempo es proporcional a la variación acumulada del índice de refracción, causada principalmente por los cambios en la humedad a lo largo del haz. Con las antenas rotadas mecánicamente no es práctico dirigir el haz repetidamente exactamente a los mismos puntos mientras que con un PAR sí, por lo que se pueden corregir los errores asociados a la variación en la humedad.
Mantenimiento reducido y disponibilidad mejorada
Los dos puntos del sistema radar en los que se producen fallos más comúnmente son el transmisor y el sistema de apuntamiento del haz. Los radares WSR-88D consiguen disponibilidades de hasta el 99.5%, y en su sistema de Adquisición de Datos Radar RDA (Radar Data Acquisition system), compuesto por el transmisor, receptor, procesador de señal y
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antena, se consigue un tiempo medio entre fallos (MTBF) de 1275 horas. En el PAR hay numerosos módulos transmisores que están integrados en el elemento activo como módulos T/R. El MTBF útil de cada sistema individual es de 106 horas. Además, en caso de fallo de
algunos de los módulos T/R se produce una degradación gradual de las prestaciones, por lo que se podría permitir un fallo hasta en el 10% de elementos aleatorios, lo que aumenta considerablemente el MTBF.