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Radiosonde meteo: Inseguimento della traiettoria in volo

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(traduzione di Aki IZ0MVN)

Vedere anche: Previsione di traiettoria - Volo di una RS - Caccia CON previsione, con una squadra - La ricerca sul terreno -

Quando la RS ha una velocità orizzontale bassa, cioè quando il tragitto percorso non supera i 50km, si ha interesse a seguirla cercando di restarle sotto (v. Ricerca in campo). Di contro, per tragitti più grandi, la velocità di spostamento della sonda supera la velocità media che si può effettuare in vettura, tenuto conto dello stato delle strade (spesso strette) e del tragitto a zig-zag che si è obbligati a tenere, poiché la traiettoria di una radiosonda segue raramente una via rapida per poi posarsi su un'area di sosta. Bisogna, allora, usare un'altra tattica.

Scopo

Quando il tragitto previsto per la RS è superiore a 50km, la cosa migliore è piazzarsi un po' al di là del punto di atterraggio previsionale e aspettare il suo arrivo. Ma, siccome è raro che il volo si svolga come dalla previsione, bisogna poter modificare la propria posizione d'attesa appena viene constatata una deviazione sulla traiettoria. Il problema è di poter rilevare una tale deviazione il più presto possibile.
Esempio:
Sulla figura sono rappresentati: in rosso la traiettoria prevista, in blu la traiettoria reale. Il cacciatore che si fosse sistemato al punto A all'inizio del volo dovrebbe trovarsi in B prima che la RS abbia toccato il suolo.
Per assicurarsi che sia ben allineato, può misurare la direzione del segnale al momento dello scoppio e compararla con la direzione teorica. Ma questa verifica è insufficiente poiché essa non gli dirà se egli è alla giusta distanza dal luogo di lancio.


Principio

Visto da un punto un po' lontano dal punto di atterraggio, lo spostamento di una radiosonda nel cielo rassomiglia al traccciato della figura a lato. Anche se il "potere separatore" di una Yagi 5 elementi è molto scarso, si può misurare una direzione orizzontale con una precisione di + o - 10 gradi e una direzione verticale a + o - 15 gradi intanto che l'angolo di elevazione è inferiore a 60 gradi. E' dunque possibile comparare la posizione della RS nel cielo con il tracciato teorico stabilito prima del volo. Ad un dato istante, se la RS è più bassa del previsto ci si potrà avvicinare ad essa e se la sua posizione è più a sinistra, basterà spostarsi trasversalmente.


Metodo

Per tracciare la traiettoria di una RS, vista da un punto dato, il metodo è semplice. Si può calcolare con Balloon-Track la proiezione al suolo di questa traiettoria (fig a) così come l'altitudine della sonda (fig. b) in funzione del tempo. Teoricamente, si può determinare facilmente la posizione di un punto di questa traiettoria su un piano avente in ascisse l'azimut e in ordinate l'angolo di elevazione di questo punto. Questo metodo grafico è un po' fastidioso ma ha per merito di far comprendere il metodo che sarà utilizzato con un foglio di calcolo.


Uso del foglio di calcolo

Per semplificare i calcoli, la superficie della Terra sarà considerata piana su tutta la zona percorsa dalla RS. Gli errori generati da questa approssimazione sono del tutto trascurabili.
1) calcolare con BT la traiettoria della RS;
2) scaricare il foglio di calcolo RSTRAJ.XLS ;
3) per una dozzina di punti, almeno, regolarmente ripartiti (ogni 10 minuti), ricopiare nel foglio di calcolo i valori di:
- ora (pro memoria);
- altitudine;
- latitudine;
- longitudine.
Si può anche esportare i risultati da BT ed importarli in Excel per evitare di ricopiarli.
Ecco la procedura:
1) Effettuare il calcolo di previsione con BT.
2) Nel menù "File/Export "scegliere l'opzione "Comma delimited" (Comma Separated Value).
3) Salvare il file .CSV nella cartella ad hoc.
4) Sotto Excel 2000, nel menù "Données/Données externes" scegliere "Importer des Données" (per le altre versioni di Excel o sotto OpenOffice la struttura dei menù può essere diversa ma il principio d'importazione dei file di tipo CSV è simile).
5) Aprire la cartella nella quale si trova il file memorizzato e selezionare i file testo di tipo "*.txt *.csv".
6) Aprire il file salvato e scegliere il tipo di dati "délimité" e premere il tasto [Suivant >].
7) Tappa 2: spuntare la casella "Virgule" e cliccare sul tasto [Terminer].
8) Importare i dati in una nuovo foglio di calcolo.
9) sopprimere le colonne inutili per mantenere soltanto le colonne:
- Tempo UTC;
- Altitudine (m.);
- Latitudine;
- Longitudine.
10) copiare le 4 colonne di interesse ed incollarle nella zona di immissione del foglio RSTRAJ.XLS ;
11) precisare la posizione dell'operatore;

Nota: succede che la scelta della posizione dell'osservatore provochi degli errori di tipo #NOMBRE! Basta scegliere una posizione leggermente diversa per far sparire l'anomalia dovuta a valori incompatibili con certe funzioni (divisione per zero, per esempio).

Esempio

Una previsione stabilita con BT fornisce la traiettoria a lato, dove:
- CM è il Centro Meteo;
- BP il punto di scoppio;
- IP il punto di impatto.



A) Supponendo che lo svolgimento del volo avvenga conformemente alla previsione, il cacciatore allocato nel punto d'impatto previsto vedrà la radiosonda spostarsi nel cielo come sulla figura (A). I tracciato in verde rappresenta la salita. L'azimut 0 gradi, che serve da riferimento, corrisponde in realtà a 317 gradi.
Alle 13h43 avrà luogo lo scoppio, quando la RS sarà al vertice della sua traiettoria. La direzione della RS in quell'istante è circa 5 gradi (non misurabile in pratica).
Tra le 13h59 e le 14h26 la sonda si sposta fortemente verso destra. Conviene non spostarsi poiché il vento a bassa quota la riporterà in asse.
In pratica è raro che la previsione si realizzi integralmente, che si sia sicuri dal punto di vista dello spostamento o di quello dei tempi. Il momento dello scoppio, caratterizzato dalla culminazione (ed apparizione del QSB dovuto alla caduta), permetterà di riallineare, eventualmente, la previsione e di stimare meglio l'ora di atterraggio. Potrà esserne lo stesso con il punto di vertice delle 14h26 che indicherà che non resta che un quarto d'ora prima dell'impatto.



B) Supponendo che il cacciatore si sia posizionato per errore nel punto B sulla mappa qui sopra, egli constaterà che il punto di vertice a destra corrisponde ad un angolo di 30 gradi, invece di più di 60 gradi come nel caso (A). Egli sa che la RS sta per atterrare decisamente sulla sua sinistra. Gli restano, teoricamente, 16 minuti per spostarsi verso la sinistra provando ad allineare la RS con la direzione di CM, azimut reale 317 gradi.
C) Una decina di minuti prima delle 14h26, si può constatare che la RS sta sorvolando il cacciatore. Quest'ultimo, che conosce la forma della traiettoria, dovrà avvicinarsi senza indugio al punto d'impatto teorico. Avvicinandosi ad (A) vedrà la sonda descrivere un movimento rotatorio che la metterà nell'asse CM-BP-(C).

Note

Questo esempio ideale e teorico ha molto poche possibilità di prodursi nella realta ma i principi generali sui quali si basa sono ben reali ed il cacciatore, che mantiene in memoria la forma e i tempi previsti del volo della RS, ha molte più possibilità di trovarsi nel posto giusto al momento giusto, nel corso dell'atterraggio della sonda.

Profilo

Si rappresenta generalmente il profilo della traiettoria in funzione del tempo. Siccome la velocità di salita è costante, il tracciato della salita è una retta. La figura a lato mostra che non è questo il caso del tragitto della salita, essendo la quota rappresentata in funzione della distanza e non in funzione del tempo.

Questo profilo permette anche di conoscere l'angolo massimo di elevazione del segnale al punto d'impatto. Misurando l'angolo d'elevazione, l'osservatore potrà verificare se la scelta della sua posizione era giusta:
-A punto d'impatto, durante gli ultimi minuti della caduta l'angolo d'elevazione del segnale è costante (70 gradi in questo esempio).
-B l'angolo d'elevazione del segnale si abbassa al diminuire dell'altitudine della RS: necessità di avvicinarsi al punto CM;
-C dal punto C, l'osservatore vede l'angolo di elevazione aumentare quando la sonda si avvicina, poi gli passa sulla testa. Bisogna allontanarsi da CM al più presto.

B) En supposant que le chasseur se soit positionné par erreur au point B sur la carte ci-dessus, il constatera que le point de rebroussement à droite correspond à un angle de 30 degrés au lieu de plus de 60 degrés comme dans le cas (A). Il sait que la RS va atterrir nettement sur sa gauche. Il lui reste théoriquement 16 minutes pour se déplacer vers la gauche en essayant d'aligner la RS avec la direction de CM, azimut réel 317 degrés.
C) Une dizaine de minutes avant 14h26, on peut constater que la RS est en train de contourner le chasseur. Ce dernier, qui connaît la forme de la trajectoire, va devoir se rapprocher sans tarder du point d'impact théorique. En se rapprochant de (A) il verra la sonde décrire un mouvement tournant qui la placera dans l'axe CM-BP-(C)


Traiettoria rettilinea a lunga distanza

Quando la traiettoria al suolo è rettilinea, il tracciato della traiettoria vista dal punto d'impatto è più semplice e concentrato ma non è sminuito d'interesse poiché la minore deviazione sarà indice di cattivo allineamento.
La figura a lato mostra il tracciato della traiettotria di una RS che percorre una distanza molto grande (250km) vista dal punto d'impatto IP. La traiettoria sembra rattrappita poiché il suo vertice (punto di scoppio BP) è situato a 88 km dall'osservatore e a 18km di quota.

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