Il termine radar, usato per la prima volta durante la seconda guerra mondiale, deriva dall'espressione inglese Radio Detection And Ranging (rivelazione e misurazione di distanza per mezzo di onde radio). E' un dispositivo elettronico in grado di localizzare oggetti e determinarne distanza, velocità, forma e dimensioni. Nasce quindi come dispositivo bellico e subisce un naturale riadattamento durante il corso della storia per trovare ad oggi largo impiego anche nella meteorologia.
Il radar meteorologico viene utilizzato soprattutto per le previsioni a breve termine (nowcasting) in quanto consente in pochi minuti di misurare la quantità di idrometeore (pioggia, neve, ghiaccio, grandine) presenti nell'atmosfera con una precisione di 1km quadrato in un ipotetico volume di 100/250km di raggio e di 10 km di altezza.
Il radar è formato da quattro componenti principali: un trasmettitore, un'antenna, un ricevitore e un indicatore.
Il trasmettitore invia le radioonde a impulsi regolari per mezzo di un'antenna direzionale, che le concentra in un fascio puntato nella direzione desiderata.
Quando il fascio colpisce una goccia, viene riflesso sotto forma di eco tornando all'indietro verso l'antenna del ricevitore.
Le onde elettromagnetiche emesse dai radar sono dell'ordine delle micronde (da 1 a 10 cm) poichè solo a queste lunghezze d'onda si riescono a rilevare oggetti tanto piccoli quanto le gocce di pioggia o i cristalli di neve presenti nelle perturbazioni.
Mediante un procedimento di amplificazione ed elaborazione computerizzata dell'eco, il ricevitore radar produce un segnale visivo su uno schermo.
Detto t il tempo misurato tra l'istante di emissione del segnale e la ricezione dell'eco e v la velocità di propagazione delle onde (la velocità delle radioonde nel vuoto è di circa 300.000 km/s), la distanza d tra l'oggetto e la stazione radar è d = vt/2.
La eco viene anche chiamata riflettività e la sua intensità sarà legata alla grandezza dell'oggetto incontrato dall'onda in trasmissione. Motivo per il quale attraverso l'analisi della riflettività, normalmente presentata con colorazioni diverse dal blu (bassa riflettività) al rosso (alta riflettività), è possibile stimare l'entità delle precipitazioni in mm/hr e rappresentarle sulle mappe radar con diverse tonalità di colore. Più le goccioline di pioggia sono grosse e concentrate nello spazio, più la riflettività sarà elevata, e più intense saranno le precipitazioni.
Oltre ai radar normali esistono dei radar chiamati doppler, questi tipi di strumenti sfruttano una nota proprietà delle onde sonore che vi sarà certamente capitato di sperimentare ascoltando per esempio una sirena che si avvicina.
La deformazione delle onde in avvicinamento produce una deformazione della frequenza per cui è possibile percepire attraverso questa variazione l'esatta distanza alla quale la sirena si trova dall'ascoltatore in ogni istante.
Questi radar utilizzano l'effetto Doppler per stimare la direzione ed i tempi dell'evento meteorologico in arrivo oltre all'intensità della precipitazione.
Esistono però delle limitazioni nell'utilizzo dei radar, essenzialmente determinate dalla possibilità che ha il segnale di ritorno di essere facilmente riconoscibile. In pratica affinché il risultato sia buono, bisogna riuscire ad avere un segnale non tanto smorzato, non deviato e naturalmente non assorbito.
Le montagne per esempio possono determinare delle eco improprie e le aree ad intensa precipitazione possono assorbire quasi del tutto il segnale impedendogli di tornare alla sorgente. La collocazione migliore per un radar è quindi lontana dalle catene montuose o nell'impossibilità di ottenere questa condizione, in una posizione molto elevata (anche le inversioni termiche nelle pianure e nelle valli danno grossi problemi).
L'attendibilità di una 'visione' inoltre decresce con la distanza dallo strumento per cui sul limite esterno del raggio di azione si potranno avere delle informazioni anche molto imprecise. Questo dipende in larga parte dal fatto che il raggio trasmesso tende ad incontrare l'oggetto ad altezze sempre maggiori, creando notevoli problemi per una stima delle precipitazioni al suolo.
Normalmente un indagine radar su un raggio di 250 km dà dei valori precisi soltanto in un raggio di 100 km. Per questo motivo si dovrebbe disporre di una distribuzione uniforme di questi strumenti di rilevamento sul territorio, cosa che in Italia non è realizzata.
Attualmente nel nostro paese la presenza di radar accessibili via internet è decisamente scarsa e limitata seppur con poca omogeneità alle regioni centro settentrionali.
Le rappresentazioni grafiche che trovate qui sotto provengono dai seguenti radar meteorologici: Teolo (PD) e Concordia Sagittaria (VE), di proprietà dell'ARPA Veneto (aggiornate ogni 10 minuti); Gattatico (RE) e San Pietro Capofiume (BO) di proprietà dell'ARPA Emilia Romagna (aggiornate ogni ora); Monte Macaion (TN) in Trentino-Alto Adige, di proprietà dell'Ufficio Previsioni e Organizzazione della Provincia Autonoma di Trento (aggiornate ogni 5 minuti). Permettono di coprire quasi tutto il Nord Italia.
La sovrapposizione delle immagini con Google Maps e i suoi strumenti d'ingrandimento e spostamento facilita la localizzazione regionale e locale delle idrometeore rilevate.
Le animazioni permettono di seguire l'evoluzione e gli spostamenti dei fenomeni temporaleschi e delle precipitazioni.
Le scale colorate vi permettono di valutare l'intensità delle idrometeore.
L'ARPAV Emilia Romagna mette a disposizione anche una mappa nowcasting evoluzione.
La mappa evoluzione considera gli echi delle nubi ad un dato istante e fornisce la previsione del loro spostamento a +1 ora (linea gialla), +2 ore (linea arancione) e +3 (linea rossa).
In caso di situazione stazionaria, la linea rossa (+3 ore) ricopre le altre linea.
Gli echi sono rappresentati in modo semplificato con due o tre diversi colori, dalle tonalità più scure per nubi non precipitanti a colori più chiari per le precipitazioni più intense.
Le immagini rappresentano, attraverso i diversi colori, la stima dell'intensità dei fenomeni di precipitazione.
La grandezza rappresentata nelle mappe è la riflettività ovvero la frazione di energia inviata dalle idrometeore indietro verso l'antenna del radar.
L'unità di misura di uso comune per la riflettività è il decibel indicato con dbZ. Per dare un'idea basti pensare che 23dbZ corrispondono a circa 1 mm/h di intensità di precipitazione, sopra questo valore si può calcolare che l'intensità raddoppi per ogni incremento di 5 dbZ.
Nel caso di fenomeni temporaleschi in genere la riflettività aumenta su valori intorno ai 50 dbZ, ma può anche superare i 60 dbZ specie nel caso di precipitazioni di grandine.
grazie: