Meteorologen en weerexperts in Zuid-Texas zijn sterk afhankelijk van Doppler-radartechnologie, maar hoe werkt deze? Hoe kan een gigantische voetbalvormige toren, bekend als de radome, wolken honderden kilometers verderop detecteren en als regen naar een computer sturen?
Het begin van de Doppler-radar
Aan het begin van de 20e eeuw hadden militaire schepen en vliegtuigen radar nodig om botsingen in de mist te voorkomen, maar de technologie werd voor het eerst in de Tweede Wereldoorlog een verdedigingsmiddel.
Het Army Signal Corps bedacht de afkorting RADAR, wat staat voor ‘radiodetectie en bereik’.
“In 1934 voerden ze experimenten uit namens de Amerikaanse marine omdat de marine zich opnieuw zorgen maakte over de maritieme navigatie”, zegt Rudy Purifacto, senior luchtmachthistoricus.
De radars werden uiteindelijk gebruikt om vliegtuigen te detecteren.
Op 7 december 1941 vond het eerste grote voorbeeld plaats van wat radar kon doen.
“Ze zagen een vlucht vliegtuigen, waarvan ze dachten dat het een vlucht vliegtuigen was, 136 zeemijl ten noorden van Oahu. Natuurlijk was het de Japanse invasievloot van Pearl Harbor”, aldus Purifacto.
Radars gingen toen echt van start en experimenten over de hele wereld begonnen.
“Radar was een zegen voor luchtverkeersleiders, het werd later ook ontwikkeld voor radioastronomie, en verkeersagenten gebruiken het nu om te controleren op snelheidsovertreders”, voegt Purifacto toe.
Het detecteerde het weer waar radar het nuttigst bleek te zijn.
Daarom werden na de oorlog enkele radars aan het Weerbureau geschonken.
Tegenwoordig zijn er 159 weerradars strategisch geplaatst in de VS en zijn territoria.
Dopplerradar vandaag
Er worden voortdurend verbeteringen aangebracht aan de radartechnologie.
“Ongeveer 10 tot 15 jaar geleden was er een nieuwe technologie die de Doppler-radar heeft aangepast, genaamd dubbele polarisatie”, zegt Matt Brady, meteoroloog bij de National Weather Service.
Dubbele polarisatie betekent dat de radar horizontaal en verticaal door de atmosfeer scant. Deze verandering is een enorme stap voorwaarts geweest in de wereld van de meteorologie.
Het helpt weerexperts te detecteren hoe sterk een onweersbui kan zijn als zich een hagelkern vormt en te monitoren op mogelijke rotatie.
Matt Brady en zijn team bij de National Weather Service in New Braunfels waren afgelopen maart getuige van deze technologische vooruitgang.
“Het was een aanzienlijke tornado. Het was een EF-2”, zei Brady.
De NWS gaf die dag een tornadowaarschuwing uit met de woorden “tornado op de grond” zonder enig ooggetuigenbewijs.
De reden? Ze konden het puinveld zien op het Doppler-radarbeeld.
Hier in San Antonio gebruiken we twee Doppler-radarstations. Eén in de buurt van Brackettville en één in New Braunfels.
Binnen in de Radome
Eenmaal in de iconische ‘voetbalbal’ in de lucht zagen we de gigantische schotel die de hele dag 360 graden ronddraait.
“Tijdens rustige lucht, tijdens rustig weer… gaat het veel langzamer. Tijdens zeer hevig weer, mogelijk zoals een tornado, draait hij heel snel rond en maakt heel snel sneden in de lucht. Zo snel als het fysiek kan”, legt Tony Freund, elektronische technicus voor de National Weather Service in New Braunfels, uit.
Het is een gigantisch stuk machinerie, en als een mens de uitzendende golven in de weg zou staan, wat sterk wordt afgeraden, zou de mens het gevoel krijgen dat hij als een magnetron begint op te warmen.
De radar kantelt zodat hij nooit op de grond of op ons gericht is, maar in plaats daarvan door de verschillende delen van onweersbuien heen.
Dus hoe werkt het?
Om al deze coole en potentieel levensreddende dingen te doen, maakt de Doppler-radar gebruik van radiogolven, waarbij golven met bijna de snelheid van het licht uit de schotel worden geschoten.
De golven stuiteren op objecten in de atmosfeer en keren vervolgens terug naar de gigantische schotel in de radarkoepel.
De energie wordt op een hoog niveau afgegeven, maar slechts een fractie ervan komt daadwerkelijk terug in het gerecht.
De meting werkt zoals geluidsgolven en het Doppler-effect, vandaar de naam Doppler Radar.
Een computersysteem neemt vervolgens die gegevens, converteert deze en brengt deze in kaart om de resultaten weer te geven.
Vleermuizen…?
Ja. Dopplerradar kan ook beweging detecteren, zoals de vleermuizen bij Bracken Bat Cave in New Braunfels.
“De Bracken-grot herbergt de grootste kolonie vleermuizen ter wereld. We hebben het over 20 miljoen Mexicaanse vrijstaartvleermuizen”, zegt Fran Hutchins, directeur van het Bracken Cave Preserve van Bat Conservation International.
De vleermuizen zijn tijdens de nazomeravonden op radarbeelden te zien terwijl de vleermuizen tevoorschijn komen voor hun nachtelijke vluchten.
‘Precies daar bij de grot noemen we het een batnado. Het is letterlijk een wervelende draaikolk van vleermuizen daar in de grot en dan kun je ze zien wegstromen als een rivier van vleermuizen in de lucht”, voegt Hutchins toe.
Ook kun je de vleermuizen ’s ochtends vroeg zien terugkeren.