Methodology to improve the nexrad rain rate estimates

Abstract

There is a limitation of instruments to measure rainfall amounts in Puerto Rico. One of the instruments is the S-band NEXRAD radar located at Cayey. Due to the Earth’s curvature, with the information of the radar from only one point in the island, it is difficult to observe the lower part of the troposphere, where the weather events occur. Such uncertainty makes predictions and detections of weather events very difficult. With current Z-R relationships, there is an increase in the error due to the distance from the radar and the observation point. New Z-R relations are being developed using rain gauges to validate the data. These relationships are proven to be very effective, depending in the region it is applied to and the type of rain. For tropical region, the most common Z-R relationship currently used is Rosenfeld tropical (Z=250R1.2). The development of a reliable Z-R relationship applied to different areas in Puerto Rico, is necessary, in order to accurately calculate a more realistic estimation of rain rate from radar data. The objective of this project is to develop program codes for supporting this goal and will later be applied to the DCAS radars deployed in the student testbed (IP3) for evaluation of the improvements provided by this new technology.

Existe una limitación de instrumentos para medir la cantidad de lluvia que cae en Puerto Rico. Uno de los instrumentos es el radar banda S NEXRAD localizado en Cayey. Debido a la curvatura de la tierra, con la información del radar desde solo un punto de observación en la isla, es difícil observar la parte baja de la troposfera, donde los eventos meteorológicos ocurren. Esta incertidumbre, hacen difícil la predicción y la detección del estado del tiempo. Con las relaciones Z-R actuales, existe un aumento en el error debido a la distancia del radar y el punto de observación. Nuevas relaciones Z-R, están siendo desarrolladas utilizando pluviómetros para validar los datos. Estas relaciones han probado ser muy efectivas, dependiendo en la región a las cuales se les aplica y dependiendo el tipo de lluvia. Para la región tropical, la relación Z-R más usada es la de Rosenfeld Tropical (Z=250R1.2). Es necesario el desarrollo de relaciones Z-R más confiables, aplicadas a las diferentes áreas en Puerto Rico, con el propósito de calcular de manera más exacta, la estimación de la cantidad de lluvia caída, a través de los datos del radar. El objetivo de este proyecto, es el desarrollar códigos de programación que sustenten esta meta y que luego pueda ser aplicado a los radares DCAS utilizados por la plataforma de investigación IP3, para evaluación de los avances provistos por esta nueva tecnología.