CASA: New NSF Engineering Research Center for the Collaborative Adaptive Sensing of the Atmosphere

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CASA web page: NSF grants $17M for a new Engineering Research Center
 

EL RUM desarrollará un nuevo Centro de Investigación para la  Percepción Atmosférica, llamado CASA, junto a un grupo multidisciplinario de universidades incluyendo a UMass, UOklahoma y ColoState.   CASA significa percepción de la atmósfera colaborativa y adaptivamente (Collaborative Adaptive Sensing of the Atmosphere).    El nuevo centro ha recibido el apoyo de NSF con una dádiva por la cantidad de $17 millones para un periodo de 5 años.  CASA tiene como meta revolucionar la manera en que detectamos, predecimos y monitoreamos fenómenos atmosféricos.   La caracterización detallada del estado de la atmósfera a través de toda la troposfera es crítica para mejorar la precisión de los pronósticos de tiempo y los modelos de fenómenos atmosféricos.  Actualmente la observación atmosférica se basa en tecnología de 50 años atrás, específicamente usando 165 radares independientes distribuidos en EEUU (uno en Cayey, PR) de largo alcance conocidos como NEXRAD.  Estos están limitados en resolución y sensitividad, y son incapaces de ver 72% de la atmósfera baja; donde ocurre la meteorología que nos afecta en el diario vivir.  Nuestro sistema tiene el potencial de crear un profundo impacto a la sociedad; en terminos de vidas, propiedad y en el sector economico.
Este proyecto está a cargo en Puerto Rico de la Dra. Sandra Cruz-Pol, el Dr. José Colom-Ustáriz, Dr. Rafael Rodríguez, Dr. Lionel Orama y Dr. Walter Díaz.  El concepto consiste en la elaboración de redes de radares de bajo costo colocados cerca uno del otro de manera que sean capaces de muestrear la atmósfera de una forma mucho más densa y con alta precisión.   El sistema será colaborativo de manera que la data de varios sensores se procesará para evaluar de forma tridimensional las variables atmosféricas.  Además, será adaptivo, de manera que si uno de los radares en la red sufre un percance, los otros toman control para no dejar un área sin muestreo.  Algunas de las áreas de investigación incluyen:

1. sensores “solid-state” confiables de bajo costo y múltiple-haz
2. mecanismos de onda electromagnética–interacción con la escena
3. sistemas colaborativos innovativos para estudiar vientos en aire claro y las variables termodinámicas
4. integridad de data a nivel de sensor, de procesamiento de señal, y de sistema
5. red adaptivas y colaborativas
6. computación tolerante a faltas de jerarquía y distribuida
7. fusión de data y procesamiento de señal de multi-sensor colaborativa
8. estimación cuantitativa de precipitación
9. entendimiento de la  dinámica de capa limítrofe atmosférica (boundary layer)
10. dinámica de eventos extremos
11. determinación limites fundamentales de la predictibilidad
12. entendimiento de la respuesta social a pronósticos y alertas
13. estrategias de evacuación reconfigurables dinámicas en tiempo real
14. estimado de  costo/beneficio de los  sistemas de observación
 

CASA es un centro multi-disciplinario que integra elementos de ingeniería, ciencias atmosféricas, meteorología y ciencias sociales.  Este último elemento esta a cargo de evaluar el impacto social y económico del proyecto.  Además, el centro incluye un componente educacional que persigue llevar los conceptos a los niveles K-12 de escuelas públicas y privadas.   Se intenta construir una infraestructura de investigación, social, industrial y educacional para medir, analizar, predecir y responder a fenómenos atmosféricos potencialmente extremos con el propósito de salvar vidas y propiedad.

CASA Educational Component (in Collaboration with
CENSSIS Educational and Outreach component)

At the CLiMMATE Laboratory from the Electrical and Computer Engineering Department at UPRM
the students receive instructions on how to built an electrical circuit on a board.


Six graders from a local school, SESO, working on an electronic circuit as part of CenSSIS and CASA outreach activities.
Oct 2003.