MANUAL Utilización del espectro radioeléctrico en meteorología: aplicaciones meteorológicas, climáticas, hídricas y medioambientales conexas
PRÓLOGO
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN
CAPÍTULO 1 - Infraestructura mundial de la OMM
     1.1 Componentes de la infraestructura mundial de la OMM
     1.2 Sistema Mundial Integrado de Observación de la OMM (WIGOS)
          1.2.1 Observaciones meteorológicas
               1.2.1.1 Observaciones terrestres de superficie
               1.2.1.2 Observaciones de la atmósfera superior
               1.2.1.3 Observaciones mediante radares meteorológicos y perfiladores de viento
               1.2.1.4 Otras observaciones de teledetección en tierra
               1.2.1.5 Observaciones meteorológicas desde aeronaves
               1.2.1.6 Observaciones marinas de superficie
               1.2.1.7 Observaciones desde satélites meteorológicos
          1.2.2 Observaciones de la composición de la atmósfera
          1.2.3 Observaciones hidrológicas
          1.2.4 Observaciones de la criosfera
          1.2.5 Observaciones meteorológicas espaciales
          1.2.6 Observaciones climáticas
          1.2.7 Observaciones oceánicas
CAPÍTULO 2 - Servicio de meteorología por satélite (MetSat)
     2.1 Definición del servicio de meteorología por satélite (MetSat) y sus atribuciones de frecuencia
          2.1.1 Concepto general de los sistemas de satélites MetSat
     2.2 Sistemas MetSat con satélites geoestacionarios (OSG)
          2.2.1 Transmisiones de datos brutos de los sensores de imágenes MetSat OSG
          2.2.2 Difusión de datos del MetSat OSG
               2.2.2.1 Radiómetro ampliado de barrido rotatorio en el espectro visible y el infrarrojo (S-VISSR)
               2.2.2.2 Variables de los satélites geoestacionarios operacionales del medio ambiente (GOES) (GVAR)
               2.2.2.3 Facsímil meteorológico (WEFAX)
               2.2.2.4 Transmisión de información a baja velocidad (LRIT)
               2.2.2.5 Transmisión de información a alta velocidad (HRIT)
          2.2.3 Sistemas de recogida de datos (SRD) del MetSat OSG
               2.2.3.1 Condiciones básicas de partición y compartición generales de la banda 401-403 MHz
     2.3 Sistemas MetSat con satélites no OSG
          2.3.1 Transmisión de datos brutos tomados por un instrumento del MetSat no OSG
               2.3.1.1 Transmisión de datos brutos tomados por un instrumento del MetSat no OSG en la banda 25,5-27 GHz
          2.3.2 Difusión de los datos del MetSat no OSG
               2.3.2.1 Difusión de datos del MetSat no OSG en la banda 1 698-1 710 MHz
               2.3.2.1.1 Transmisión automática de imágenes (APT)
                    2.3.2.1.2 Transmisión de imágenes de baja resolución (LRPT)
                    2.3.2.1.3 Transmisión de imágenes de alta resolución (HRPT)
               2.3.2.2 Difusión de datos del MetSat no OSG en la banda 7 750-7 900 MHz
          2.3.3 Sistema de recogida de datos (SRD) del MetSat no OSG
     2.4 Mecanismos alternativos de difusión de datos
CAPÍTULO 3 - Servicio de ayudas a la meteorología
     3.1 Introducción
          3.1.1 Bandas de RF atribuidas
          3.1.2 Funciones meteorológicas del MetAids
     3.2 Ejemplos de sistemas de detección MetAids
          3.2.1 Radiosondas
          3.2.2 Radiosondas en paracaídas
     3.3 Factores que repercuten en las características de los sistemas MetAids
          3.3.1 Sistema de antena receptora en tierra
          3.3.2 Sistemas de procesamiento en tierra
          3.3.3 Módulos sensores no recuperables
     3.4 Características de las observaciones meteorológicas requeridas por el servicio MetAids
          3.4.1 Características de las radiosondas
          3.4.2 Características de las sondas de ozono
     3.5 Variaciones de las operaciones del servicio MetAids
          3.5.1 Variaciones en los patrones de vientos de altitud y su efecto en las operaciones de radiosondas
          3.5.2 Diferencias en la densidad de las redes
          3.5.3 Utilización de la banda 401-406 MHz
          3.5.4 Utilización de la banda 1 668,4-1 700 MHz
          3.5.5 Requisitos para la retención de ambas bandas
     3.6 Tendencias para el futuro
CAPÍTULO 4 - Radares meteorológicos
     4.1 Introducción
          4.1.1 Tipos de radares meteorológicos
          4.1.2 Ecuación del radar para aplicaciones meteorológicas
     4.2 Radares meteorológicos
          4.2.1 Requisitos del usuario
          4.2.2 Redes de radares meteorológicos
          4.2.3 Aspectos operacionales de la reflectividad
          4.2.4 Esquemas de emisión de radares meteorológicos, estrategias de exploración y modos operacionales
               4.2.4.1 Esquemas de emisión
               4.2.4.2 Calibración del ruido
               4.2.4.3 Modos operacionales para radares meteorológicos
                    4.2.4.3.1 Modo en cielo despejado
                    4.2.4.3.2 Modo precipitación
               4.2.4.4 Supresión del eco fijo
          4.2.5 Radares Doppler
          4.2.6 Radares de doble polarización
          4.2.7 Productos de base del radar meteorológico convencional
               4.2.7.1 Reflectividad de base
               4.2.7.2 Velocidad radial media
               4.2.7.3 Ancho del espectro
               4.2.7.4 Productos del radar meteorológico de polarización doble
                    4.2.7.4.1 Reflectividad diferencial
                    4.2.7.4.2 Coeficiente de correlación
                    4.2.7.4.3 Relación de despolarización lineal
                    4.2.7.4.4 Fase diferencial
               4.2.7.5 Productos de datos derivados
          4.2.8 Diagramas de antena y dinámica de antena
               4.2.8.1 Diagramas de antena
               4.2.8.2 Movimiento de la antena en la exploración de volumen
               4.2.8.3 Otras estrategias de movimiento de antena
          4.2.9 Requisitos de espectro actuales y futuros
               4.2.9.1 Bandas de frecuencias de los radares meteorológicos
               4.2.9.2 Atenuación
               4.2.9.3 Estimaciones del máximo alcance y velocidad sin ambigüedad
               4.2.9.4 Coherencia del eco
               4.2.9.5 Efectos de la resonancia – mediciones de intensidad cuantitativas
               4.2.9.6 Conclusiones
          4.2.10 Vulnerabilidad de los radares meteorológicos
               4.2.10.1 Tipos de posible interferencia
               4.2.10.2 Repercusión de una interferencia constante
                    4.2.10.2.1 Cobertura geográfica
                    4.2.10.2.2 Intensidad de lluvia
                    4.2.10.2.3 Medición del viento
               4.2.10.3 Repercusión de la interferencia impulsiva persistente
               4.2.10.4 Interferencia y coexistencia de radares meteorológicos y otros sistemas de radar
               4.2.10.5 Interferencia causada a los radares en banda C por WAS/RLAN
               4.2.10.6 Utilización de la banda de 5,4 GHz para los radares en banda C
               4.2.10.7 Interferencia procedente de parques eólicos
                    4.2.10.7.1 Enmascaramiento
                    4.2.10.7.2 Eco
                    4.2.10.7.3 Energía retrodispersada por remolinos turbulentos
                    4.2.10.7.4 Ejemplos de eco del aerogenerador
                    4.2.10.7.5 Repercusión del WTC en el funcionamiento de un radar meteorológico y en la precisión de las predicciones meteorológicas
          4.2.11 Vulnerabilidad de los sistemas que comparten espectro con radares meteorológicos
          4.2.12 Futuras tendencias
               4.2.12.1 Mejoras del hardware y los algoritmos
               4.2.12.2 Tecnología de estado sólido
     4.3 Radares de perfil del viento (WPR)
          4.3.1 Requisitos de usuario
          4.3.2 Aspectos operativos y de frecuencia
          4.3.3 Requisitos espectrales actuales y futuros
          4.3.4 Aspectos de la compartición de los radares de perfil del viento
     4.4 Radar oceanográfico en ondas decamétricas
CAPÍTULO 5 - Teledetección pasiva y activa a bordo de vehículos espaciales para actividades meteorológicas y medioambientales conexas
     5.1 Introducción
     5.2 La teledetección radiométrica pasiva de microondas
          5.2.1 Requisitos espectrales
          5.2.2 Observaciones de las características de la superficie terrestre
               5.2.2.1 Observación de la superficie de los océanos
               5.2.2.2 Observación sobre la superficie terrestre
               5.2.2.3 Parámetros auxiliares de otros instrumentos de teledetección
          5.2.3 Parámetros de calidad de funcionamiento
               5.2.3.1 Sensibilidad radiométrica
               5.2.3.2 Umbral del radiómetro (P
               5.2.3.3 Resolución geométrica
               5.2.3.4 Tiempo de integración
          5.2.4 Típicas condiciones de funcionamiento de los sensores pasivos
               5.2.4.1 Satélites en órbita terrestre baja
               5.2.4.2 Satélites geoestacionarios
          5.2.5 Geometría de la observación
               5.2.5.1 Exploración cónica
               5.2.5.2 Exploración transversal
               5.2.5.3 Barrido transversal
          5.2.6 Criterios de calidad de funcionamiento y de interferencia
          5.2.7 Medición tridimensional de parámetros atmosféricos
               5.2.7.1 Sondas atmosféricas verticales pasivas de microondas
               5.2.7.2 Mecanismo del sondeo atmosférico vertical
               5.2.7.3 Utilización del sondeo atmosférico vertical
               5.2.7.4 Características de los sensores pasivos orientados al nadir funcionando en la gama de 60 GHz
               5.2.7.5 Sondas pasivas de limbo de microondas
               5.2.7.6 Vulnerabilidad de las sondas pasivas de microondas a la interferencia
          5.2.8 Calibración en cielo frío
     5.3 Sensores activos
          5.3.1 Introducción
          5.3.2 Radares de abertura sintética (SAR)
          5.3.3 Altímetros
          5.3.4 Dispersímetros
          5.3.5 Radares de precipitación
          5.3.6 Radares de perfil de nubes
          5.3.7 Sondas de radar
          5.3.8 Criterios de interferencia y de calidad de funcionamiento de los sensores
          5.3.9 Niveles de densidad de flujo de potencia (dfp)
CAPÍTULO 6 - Meteorología espacial
     6.1 Definición de meteorología espacial y sus servicios de radiocomunicaciones asociados
     6.2 Observaciones de meteorología espacial
          6.2.1 Fenómenos observados
          6.2.2 Requisitos de las observaciones meteorológicas espaciales
          6.2.3 Sistemas de sensores de meteorología espacial que utilizan el espectro radioeléctrico
               6.2.3.1 Observaciones solares
                    6.2.3.1.1 Flujo solar
                    6.2.3.1.2 Espectrógrafo solar
                    6.2.3.1.3 Heliógrafo
               6.2.3.2 Observaciones heliosféricas
                    6.2.3.2.1 Centelleo interplanetario (IPS)
               6.2.3.3 Observaciones ionosféricas
                    6.2.3.3.1 Ionosonda
                    6.2.3.3.2 Radar de dispersión incoherente
                    6.2.3.3.3 Radar de dispersión coherente
                    6.2.3.3.4 Otros radares
                    6.2.3.3.5 Tomografía ionosférica
                    6.2.3.3.6 Radiotelescopio
                    6.2.3.3.7 Riómetro
                    6.2.3.3.8 Sistema mundial de navegación por satélite (GNSS)
                    6.2.3.3.9 Ondas miriamétricas (VLF)
          6.2.4 Categorización de los sensores RF en relación con el apoyo a los actuales productos de meteorología espacial
CAPÍTULO 7 - Otros sistemas de radiocomunicaciones para actividades meteorológicas y medioambientales conexas
     7.1 Introducción
     7.2 Sistemas de divulgación de datos
     7.3 Sistemas de aeronaves no tripuladas de detección meteorológica
     7.4 Sistemas hidrológicos
     7.5 Usos meteorológicos de los sistemas mundiales de navegación por satélite (GNSS)
          7.5.1 Localización y sincronización precisas de las plataformas de observación meteorológica
          7.5.2 Mediciones atmosféricas y de superficie
     7.6 Sistemas de detección de rayos
     7.7 Radiómetros de microondas en tierra
     7.8 Sistemas de atenuación radioeléctrica de microondas
Anexo - Acrónimos y abreviaturas
     A.1 Acrónimos y abreviaturas de uso común en meteorología
     A.2 Otros acrónimos y abreviaturas utilizados en este Manual