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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo D7 - Radar Ornitológico
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:3166
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Observación remota de bandadas
¿Qué capacidades observacionales hacen al radar útil a gran escala?
Grupo 2: Grupo 2: Radar de vigilancia y cinemática
¿Cómo obtiene el radar posición, velocidad, flujo migratorio y altitud?
Grupo 3: Grupo 3: Micro-Doppler del batido de alas
¿Cómo transforma el aleteo la señal radar en una firma diagnóstica?
Grupo 4: Grupo 4: Identificación de especie y modo de vuelo
¿Cómo se usan las firmas micro-Doppler para clasificar al ave y su vuelo?
Grupo 5: Grupo 5: Distribución altitudinal en aire extremo
¿Cómo se reconstruye la redistribución vertical de una bandada bajo baja densidad o turbulencia?
Grupo 6: Grupo 6: Disrupción y recuperación de formación
¿Cómo se detecta, propaga y recupera una ruptura de formación colectiva?
Grupo 7: Grupo 7: Ecuación de radar y diseño de detección
¿Qué determina si una especie puede detectarse y a qué distancia?
ID:1075
Grupo 1: Grupo 1: Observación remota de bandadas
Descripción
¿Qué capacidades observacionales hacen al radar útil a gran escala?
Pregunta clave: ¿Qué capacidades observacionales hacen al radar útil a gran escala?
La segunda pregunta es la detección de disrupciones de formación a gran escala: como el radar mide al mismo tiempo la posición, la velocidad y la densidad de una bandada completa, puede detectar y cuantificar el momento en que una formación de vuelo colectivo se rompe ante una perturbación externa, y seguir, a través de sucesivas observaciones, cómo se propaga esa disrupción a través de la bandada y cuánto tarda en recuperar su orden previo. La primera es la distribución altitudinal de una bandada en condiciones extremas: el radar de vigilancia, al medir simultáneamente la altitud y la velocidad Doppler de todas las aves de una bandada que atraviesa una región de baja densidad de aire o de turbulencia intensa, permite reconstruir cómo se redistribuye esa bandada en altitud a medida que las condiciones del aire se vuelven más severas. El radar es un instrumento de observación remota que permite estudiar aves en pleno vuelo sin necesidad de capturarlas ni de equiparlas con ningún dispositivo, y que puede operar de noche, con niebla, y a distancias de hasta doscientos kilómetros, condiciones en las que ningún otro método de observación funciona. Es, además, el único método capaz de entregar al mismo tiempo la posición, la velocidad y la densidad de bandadas completas de aves, en vez de limitarse a describir a un solo individuo. El primero es el radar de vigilancia, que mide la posición y la velocidad Doppler de los ecos que refleja tanto un ave individual como un conjunto de aves volando juntas; a partir de esa posición y esa velocidad Doppler, el radar de vigilancia calcula el flujo migratorio de la zona observada y la altitud a la que vuelan las aves detectadas.
ID:7440
Grupo 2: Grupo 2: Radar de vigilancia y cinemática
Descripción
¿Cómo obtiene el radar posición, velocidad, flujo migratorio y altitud?
Pregunta clave: ¿Cómo obtiene el radar posición, velocidad, flujo migratorio y altitud?
El primero es el radar de vigilancia, que mide la posición y la velocidad Doppler de los ecos que refleja tanto un ave individual como un conjunto de aves volando juntas; a partir de esa posición y esa velocidad Doppler, el radar de vigilancia calcula el flujo migratorio de la zona observada y la altitud a la que vuelan las aves detectadas. La primera es la distribución altitudinal de una bandada en condiciones extremas: el radar de vigilancia, al medir simultáneamente la altitud y la velocidad Doppler de todas las aves de una bandada que atraviesa una región de baja densidad de aire o de turbulencia intensa, permite reconstruir cómo se redistribuye esa bandada en altitud a medida que las condiciones del aire se vuelven más severas. Esta ecuación de radar de rango es la que permite diseñar, para cada especie y cada pregunta —ya sea la distribución altitudinal en condiciones extremas o la disrupción de una formación de vuelo colectivo—, la configuración de radar de vigilancia o de análisis de micro-Doppler que efectivamente logrará detectar a esas aves a la distancia necesaria. La segunda pregunta es la detección de disrupciones de formación a gran escala: como el radar mide al mismo tiempo la posición, la velocidad y la densidad de una bandada completa, puede detectar y cuantificar el momento en que una formación de vuelo colectivo se rompe ante una perturbación externa, y seguir, a través de sucesivas observaciones, cómo se propaga esa disrupción a través de la bandada y cuánto tarda en recuperar su orden previo. El segundo modo es el análisis de micro-Doppler del batido de alas: la firma temporal de la señal que el radar recibe de vuelta varía con la frecuencia de batido y con la velocidad de la punta del ala del ave que refleja esa señal, porque cada aleteo modula la señal reflejada de una forma característica.
ID:7441
Grupo 3: Grupo 3: Micro-Doppler del batido de alas
Descripción
¿Cómo transforma el aleteo la señal radar en una firma diagnóstica?
Pregunta clave: ¿Cómo transforma el aleteo la señal radar en una firma diagnóstica?
El segundo modo es el análisis de micro-Doppler del batido de alas: la firma temporal de la señal que el radar recibe de vuelta varía con la frecuencia de batido y con la velocidad de la punta del ala del ave que refleja esa señal, porque cada aleteo modula la señal reflejada de una forma característica. Analizando esa firma temporal de micro-Doppler, el radar puede identificar la especie del ave y el modo de vuelo que está ejecutando, incluso a la distancia a la que ya no es posible ver al ave directamente. Esta ecuación de radar de rango es la que permite diseñar, para cada especie y cada pregunta —ya sea la distribución altitudinal en condiciones extremas o la disrupción de una formación de vuelo colectivo—, la configuración de radar de vigilancia o de análisis de micro-Doppler que efectivamente logrará detectar a esas aves a la distancia necesaria. El primero es el radar de vigilancia, que mide la posición y la velocidad Doppler de los ecos que refleja tanto un ave individual como un conjunto de aves volando juntas; a partir de esa posición y esa velocidad Doppler, el radar de vigilancia calcula el flujo migratorio de la zona observada y la altitud a la que vuelan las aves detectadas. La primera es la distribución altitudinal de una bandada en condiciones extremas: el radar de vigilancia, al medir simultáneamente la altitud y la velocidad Doppler de todas las aves de una bandada que atraviesa una región de baja densidad de aire o de turbulencia intensa, permite reconstruir cómo se redistribuye esa bandada en altitud a medida que las condiciones del aire se vuelven más severas.
ID:7442
Grupo 4: Grupo 4: Identificación de especie y modo de vuelo
Descripción
¿Cómo se usan las firmas micro-Doppler para clasificar al ave y su vuelo?
Pregunta clave: ¿Cómo se usan las firmas micro-Doppler para clasificar al ave y su vuelo?
Analizando esa firma temporal de micro-Doppler, el radar puede identificar la especie del ave y el modo de vuelo que está ejecutando, incluso a la distancia a la que ya no es posible ver al ave directamente. Esta ecuación de radar de rango es la que permite diseñar, para cada especie y cada pregunta —ya sea la distribución altitudinal en condiciones extremas o la disrupción de una formación de vuelo colectivo—, la configuración de radar de vigilancia o de análisis de micro-Doppler que efectivamente logrará detectar a esas aves a la distancia necesaria.
ID:7443
Grupo 5: Grupo 5: Distribución altitudinal en aire extremo
Descripción
¿Cómo se reconstruye la redistribución vertical de una bandada bajo baja densidad o turbulencia?
Pregunta clave: ¿Cómo se reconstruye la redistribución vertical de una bandada bajo baja densidad o turbulencia?
La primera es la distribución altitudinal de una bandada en condiciones extremas: el radar de vigilancia, al medir simultáneamente la altitud y la velocidad Doppler de todas las aves de una bandada que atraviesa una región de baja densidad de aire o de turbulencia intensa, permite reconstruir cómo se redistribuye esa bandada en altitud a medida que las condiciones del aire se vuelven más severas. Esta ecuación de radar de rango es la que permite diseñar, para cada especie y cada pregunta —ya sea la distribución altitudinal en condiciones extremas o la disrupción de una formación de vuelo colectivo—, la configuración de radar de vigilancia o de análisis de micro-Doppler que efectivamente logrará detectar a esas aves a la distancia necesaria. La segunda pregunta es la detección de disrupciones de formación a gran escala: como el radar mide al mismo tiempo la posición, la velocidad y la densidad de una bandada completa, puede detectar y cuantificar el momento en que una formación de vuelo colectivo se rompe ante una perturbación externa, y seguir, a través de sucesivas observaciones, cómo se propaga esa disrupción a través de la bandada y cuánto tarda en recuperar su orden previo.
ID:7444
Grupo 6: Grupo 6: Disrupción y recuperación de formación
Descripción
¿Cómo se detecta, propaga y recupera una ruptura de formación colectiva?
Pregunta clave: ¿Cómo se detecta, propaga y recupera una ruptura de formación colectiva?
La segunda pregunta es la detección de disrupciones de formación a gran escala: como el radar mide al mismo tiempo la posición, la velocidad y la densidad de una bandada completa, puede detectar y cuantificar el momento en que una formación de vuelo colectivo se rompe ante una perturbación externa, y seguir, a través de sucesivas observaciones, cómo se propaga esa disrupción a través de la bandada y cuánto tarda en recuperar su orden previo. Esta ecuación de radar de rango es la que permite diseñar, para cada especie y cada pregunta —ya sea la distribución altitudinal en condiciones extremas o la disrupción de una formación de vuelo colectivo—, la configuración de radar de vigilancia o de análisis de micro-Doppler que efectivamente logrará detectar a esas aves a la distancia necesaria.
ID:7445
Grupo 7: Grupo 7: Ecuación de radar y diseño de detección
Descripción
¿Qué determina si una especie puede detectarse y a qué distancia?
Pregunta clave: ¿Qué determina si una especie puede detectarse y a qué distancia?
Que el radar pueda o no detectar a una especie determinada, y a qué distancia, depende de la ecuación de radar de rango, que conecta los parámetros propios del instrumento —la potencia que emite, la sensibilidad de su receptor, la frecuencia con la que opera— con el tamaño y la reflectividad del ave que se quiere detectar. Esta ecuación de radar de rango es la que permite diseñar, para cada especie y cada pregunta —ya sea la distribución altitudinal en condiciones extremas o la disrupción de una formación de vuelo colectivo—, la configuración de radar de vigilancia o de análisis de micro-Doppler que efectivamente logrará detectar a esas aves a la distancia necesaria. La segunda pregunta es la detección de disrupciones de formación a gran escala: como el radar mide al mismo tiempo la posición, la velocidad y la densidad de una bandada completa, puede detectar y cuantificar el momento en que una formación de vuelo colectivo se rompe ante una perturbación externa, y seguir, a través de sucesivas observaciones, cómo se propaga esa disrupción a través de la bandada y cuánto tarda en recuperar su orden previo. Analizando esa firma temporal de micro-Doppler, el radar puede identificar la especie del ave y el modo de vuelo que está ejecutando, incluso a la distancia a la que ya no es posible ver al ave directamente. Estos dos modos de operación convierten al radar en el método diagnóstico central para dos preguntas que ningún otro instrumento puede responder a la misma escala.
ID:7446