Un nuovo metodo per misurare la velocità del vento

Arriva un nuovo strumento dalla Russia

Stiamo parlando di un metodo di misurazione a distanza dalla velocità del vento sviluppato da un gruppo di fisici dell’Istituto di fisica e tecnologia di Mosca.

Lo strumento utilizzato potrebbe anche essere integrato da altre tecniche di rilevamento radar e Lidar già ampiamente utilizzate. Questa scoperta è di grande importanza in meteorologia poiché le misurazioni della velocità del vento sono essenziali per molte applicazioni.

Ad esempio, l’assimilazione di questi dati è necessario per mettere a punto modelli meteorologici, compresi quelli utilizzati per le previsioni a breve termine.

La sua importanza risiede nel fatto che, nonostante i progressi compiuti nel telerilevamento negli ultimi decenni, la misurazione del movimento delle masse d’aria rimane tutt’ora una sfida.

Attualmente la maggior parte dei dati viene raccolta utilizzando i metodi tradizionali: tramite sensori installati nelle stazioni meteorologiche o palloni sonda. Un chiaro esempio è rappresentato dagli anemometri Lidar o sonar, che sono comunemente usati per misurazioni locali a distanze di diverse centinaia di metri (o meno).

Inoltre i radar meteorologici possono supportare distanze fino a decine di chilometri. Tuttavia, questi ultimi sono normalmente inefficaci al di fuori della troposfera, lo strato atmosferico più vicino alla Terra, che ha uno spessore da 10 a 18 chilometri.

Questo nuovo strumento offre un vantaggio in termini dei seguenti parametri: è compatto, economico ed è costruito da componenti commerciali disponibili nel mercato delle telecomunicazioni. Si basa sul principio di rilevazione dell’eterodina, la base di molte applicazioni di ingegneria radio. Tuttavia bisogna dire che questo apparecchio opera nell’intervallo ottico o più precisamente nel vicino infrarosso, ad una lunghezza d’onda di 1,65 micron.

Il principio di funzionamento si basa sulla combinazione del segnale ricevuto (in questo caso, la radiazione solare che è passata attraverso l’atmosfera) e una sorgente di etalon (oscillatore locale), cioè un laser a diodi sintonizzabile. Poiché le leggi di propagazione delle onde elettromagnetiche sono le stesse per tutte le gamme spettrali, il principio di eterodinamica è ugualmente applicabile a entrambi i segnali radio come alle radiazioni infrarosse.

Tuttavia, l’eterodina deve affrontare alcune difficoltà quando viene applicato al campo ottico. Ad esempio, è richiesta una corrispondenza altamente accurata dei fronti d’onda, poiché lo spostamento di anche una frazione di lunghezza d’onda è inaccettabile. Per risolvere questo problema, la squadra MIPT utilizzata una soluzione semplice, applicando un monomodale fibra ottica.

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