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(traduzione di Aki IZ0MVN)
Vedere anche: Caratteristiche dell'atmosfera
standard - diagramma dei venti
-
I primi tentativi di misura del vento in quota sono stati effettuati
per radio-goniometria (v. L'inizio del
radiosondaggio 1920-1945). Dopo il 1945 il radio-teodolite
e poi il RADAR sono stati utilizzati per seguire lo spostamento
di sonde e dedurne la velocità del vento, responsabile
del loro spostamento. Negli anni 1980 i costruttori hanno profittato
delle aumentate prestazioni dei sistemi di radionavigazione per
tracciare lo spostamento delle sonde.
OMEGA
Il sistema di radionavigazione OMEGA è stato messo in servizio
nel 1968 allo scopo di permettere la localizzazione di una nave
in mare, su tutta la superficie del globo, con una precisione
migliore di 4 NM (7km). Inizialmente sviluppato dagli USA, per
permettere la guida dei bombardieri nucleari che sorvolavano la
regione del polo Nord in direzione dell'URSS, poi per servire
ai sottomarini in immersione e infine per servire ad applicazioni
più pacifiche fino alla fine di settembre 1997.
Otto trasmettitori da 10kW situati in: Norvegia, Liberia, Hawaii,
Nord-Dakota (USA), Isola della Reunion, Argentina, Australia e
Giappone trasmettevano dei segnali sincronizzati sulle VLF tra
10 e 14kHz. L'altezza delle antenne verticali utilizzate superava
i 400m.
Alcune radiosonde (RS80-15N) utilizzavano
questo sistema per la misura della direzione e della velocità
dei venti in quota (v. Il
sistema di radiolocalizzazione Omega, di VE3FAB (in inglese).
LORAN-C
Il sistema di radionavigazione terrestre Loran-C (Long Range Navigation)
ha permesso per decine di anni agli aerei e alle navi di determinare
la loro posizione, praticamente in tutto l'emisfero nord. Dall'inizio
del 2010 gli USA e poi il Canada hanno deciso di spegnere i loro
trasmettitori dell'America del Nord.
Il principio e i mezzi messi in opera con il sistema Loran-C sono
molto diversi da un sistema di radionavigazione via satellite.
Questa complementarità è una delle ragioni per cui
in Europa l' "eLoran" (per enhanced Loran) dovrebbe
essere conservato come soluzione di soccorso quando i sistemi
di posizionamento via satellite come GPS o Galileo dovessero presentare
un rischio di malfunzionamento.
Nel caso del Loran-C, il posizionamento è determinato comparando
il tempo di propagazione dei segnali ricevuti da tre potenti emittenti
(da 10 a 1600kW) sulla frequenza di 100kHz. La precisione è
un po' meno buona che con il GPS ma permette di tracciare una
radiosonda come la RS92-KL
nei suoi spostamenti orizzontali e di dedurne la velocità
e la direzione dei venti in ogni strato dell'atmosfera che essa
attraversa. La radiosonda ritrasmette semplicemente in UHF i segnali
Loran-C che essa riceve su 100kHz, il sistema di decodifica compara
i segnali Loran-C che riceve localmente con quelli ricevuti dalla
radiosonda. Siccome il circuito traslatore 100kHz => 400MHz
installato sulla radiosonda è molto semplice, risulta molto
economico, cosa che spiega il perché alcuni centri usino
ancora delle RS92-KL quando la situazione meteorologica non giustifica
l'uso di sonde più precise. Questo è il caso, per
esempio, di alcune stazioni italiane di radiosondaggio che utilizzano
a volte le RS92-SGP e a volte le RS92-KL. Siccome la quota non
può essere determinata con i segnali Loran-C, sulle RS92-KL
il sensore di pressione è ancora in servizio. Il segnale
Loran-C, facilmente udibile in mezzo alla modulazione musicale
della RS92-KL, assomiglia a un crepitio
caratteristico.
Il sito http://www.loran-europe.eu/news.php
mostra la carta delle stazioni trasmittenti dell'Europa occidentale
e la copertura del sistema Loran-C.
GPS
Il sistema Global Positioning System è oggi sufficientemente
conosciuto ed utilizzato, per cui risulta inutile descriverne,
qui, i principi. Il suo uso con le radiosonde data alla metà
degli anni 1990 (AIR) ma si è veramente diffuso a partire
dal 1997 quando Vaisala ha proposto la sua RS80-15G
e Modem la sua GPSonde GL-98. Il
costo elevato delle sonde dotate di GPS ha differito il loro uso
regolare all'inizio degli anni 2000. L''uso di sonde GPS-3D ha
permesso di determinare in tempo reale la posizione della sonda,
in particolare la sua quota, contrariamente alle prime sonde Vaisala
GPS-2D che permettevano solamente la misura del vento sfruttando
l'effetto Doppler sui segnali ricevuti dai satelliti.
Attualmente (fine 2011) la maggior parte delle radiosonde ascoltate
usa il GPS: RS92SGP, RS92AGP, M2K2, DFM-06, M10, C34, LMS-6 e
iMet1. Le prime sei sono decodificabili con SondeMonitor.
La RS92-SGP è ancora un caso particolare poiché
essa ritrasmette i segnali grezzi dei satelliti e il trattamento
si effettua a terra con le effemeridi fornite al programma. Gli
altri tipi di radiosonde integrano dei moduli riceventi GPS che
forniscono direttamente le informazioni sotto forma di trame NMEA.
L'uso del DGPS, GPS differenziale, permette di ottenere misure
molto precise della velocità d spostamento (0,1m/sec).