Episode One – The Norman Doppler Radar

English Transcript

Transcripción en español

Production team: Elizabeth Smith, Pat Hyland, and Ross Forsyth
Logo design and English transcription: Kathryn Geauer
Spanish trancription: Joseph Trujillo

*Dramatic intro music plays* 

Pat Hyland: From the National Weather Museum and Science Center in Norman, Oklahoma, this is “When Did the Storm Begin,” a podcast bringing the history of weather to the forefront. My name is Pat Hyland, Vice Chair for the National Weather Museum and Science Center. Today’s episode: “The Norman Doppler.” 

The National Weather Musuem And Science Center – Hamilton Historical Records

The Norman Doppler Exhibit: A doppler meteorological radar is a type of radar used in meteorology to locate precipitation, calculate its trajectories and estimate its types (rain, snow, hail, etc.)

If you’ve been to the museum, you probably remember seeing the Norman Doppler Radar Exhibit. One of our favorite features, the Norman Doppler is part technological marvel, part historical artifact, and in my certainly unbiased opinion, totally cool. Today we’re joined by museum founder Doug Forsyth to learn more about the history of the Norman Doppler. Interviewing Doug Forsyth are a couple of our board members: Ross Forsyth and Dr. Elizabeth Smith. 

Dr. Elizabeth Smith: First, can you tell us briefly who you are and why you happen to know so much about the Norman Doppler? 

Doug Forsyth: My name’s Douglas Forsyth and I’ve been around the Norman Doppler since the 1980s and kind of grew up with the Norman Doppler. So, in 1978 I became, I was in the Air Force and became Deputy of the DOD [Department of Defense] for the interim operational test facility for the Norman radar. And that carried on until I got out of the Air Force in 1981. And then I became a systems manager at the National Severe Storms Lab [NSSL]. And that’s where I got into the automation of the radar itself. And so, some of the first automation that was done with tracking and things like that I worked on at the National Severe Storms lab. 

PH: So, what got Doug into weather in the Air Force? 

DF: I flunked out of navigator school because of my eyes, and one of the programs you could go to was meteorology and you could go be an engineer, et cetera. But meteorology had the capability of being able to go to school for one more year. So, I picked meteorology and went through meteorology and got involved with various radar programs. That’s kind of how I ended up in Doppler weather radar. 

Ross Forsyth: And you ended up in programming. 

DF: Programming had come from, well, sort of being around it. I’d had some programming while I was in college and I just kind of took those programming skills and we were automating this radar—trying to anyway—and just kind of moved those skills forward to the automation side of doing weather radar. 

PH: Get this, Doug also worked on the solar telescope.

Never-before-seen images of Sun released from world's largest solar  telescope | University of Hawaiʻi System News

A solar telescope analyzes the sun’s rays

ES: Oh, wow! I didn’t know that.

DF: Yeah, I worked on a solar telescope out of Palehua, Hawaii, and it was the first automated optical telescope that was ever installed. It had automation, which it flipped mirrors and do recordings so that you record about 10 seconds worth of data and then it flipped to a new scene and recorded 10 minutes worth of data, a minute or two. But we’d record different, we’d record a segment, then we’d flip the mirror and we’d record a different segment, so we segmented the sun so that we could get high-resolution pictures from the sun. 

RF: And then you took that experience and applied it to the Doppler. 

DF: Yeah, some of that automation went to the Doppler, yeah. 

ES: What is radar, and how is it used for weather? 

PH: Radar stands for RAdio Detection And Ranging. Sorry, had a little bit of issue with Doug’s mic. 

DF: Then you got a sub-group of that which is called the Doppler radar, which looks at motions coming toward you and away from you on the radar. And then, so we use that to detect not only the amount of rain that’s occurring, but what the winds are doing inside the severe storm and how those winds are distributed.

ES: What was new and different about the Norman Doppler compared to radar systems that came before it? 

DF: Prior to the Norman Doppler, we only had radar that would detect the power that was being returned to the radar. So, we only had one dimension. When we got the Doppler radar then we got both a feel for items coming towards or items going away from the radar. And then, a little later we got dual-polarization, which allowed us to see inside the storm and tell us the type of particles that were there. 

ES: The Norman Doppler came online in 1971. When did it stop operating? 

DF: About 1993 is when decommissioned the Norman Doppler, I think.

ES: So, overall, the Norman Doppler operated for about 20 years? 

DF: Yeah.

ES: What do you remember most about your time with the Norman Doppler? 

DF: We had a lot of fun with the radar. We tried new experiments with the radar by trying to track balloons and things like that. We focused mainly on the Doppler effect of being able to detect severe weather and severe storms. The Piedmont storm—in ’73 I think it was—was one of the most memorable. And the Binger storm around that time. Both of those were big storms that data was collected on and used in research for the research of the Doppler effect. 

ES: After 20 years of operation and research, how do you think the Norman Doppler impacted modern weather radar applications? 

DF: Well, we had a big impact on automation because we kept improving the automation that was going on. We started with a simple computer and ended up with very complex computing that went on. We discovered new techniques like mesocyclones and new phenomenon were being discovered all the time. Tornado vortex signatures, they were all discovered during that time. We just continued to build on, used it as a building block to get us to the next step. And some of that was algorithm development and some of it was with the electronics and building new electronics in which we had better capability and more power. That was primarily, I guess, it was kind of an evolving thing that just kept evolving and improving and involving, evolving. We did quite a bit in that arena. 

ES: How was the Norman Doppler instrumental in the development of today’s NWS [National Weather Service] 88-d network? 

DF: There was tests run. In 1987 there was a Norman Doppler project that pretty well justified putting the Doppler effect on all radars instead of just the single one. So, it lead to basically dopplerizing the whole nation of radars.

ES: That’s a pretty big impact. That’s a big deal. 

DF: Yeah. 

RF: What’s the biggest breakthrough in meteorology or weather radar, I guess, that you’ve seen.

DF: Well, the automation was one. You know, automating, automating systems back then wasn’t an easy task. Automating a system. And then I think, you know, as we moved through the phased array and being able to scan the atmosphere much faster than we did before, all of those all kind of built, they’re all kind of one big blur, but they were all important stepping stones to the next thing we did. 

ES: So, overall, the Norman Doppler was a pretty big deal in terms of weather radar and for meteorology.

DF: It was a big step to automate the Norman Doppler and get it operational that led to all these different findings over time, and that’s still going on somewhat today with the dual-polarization. We just kept adding and adding, and not that particular radar, but the S-Band Doppler radars provided many, many upgrades that improved radar across the nation. So, that’s a pretty big accomplishment I guess. 

PH: So Doug, any advice to the kids out there that want to pursue meteorology as a career? 

DF: You can do just about anything you want, all the way from automation, to working on models, to forecasting and being a forecaster. So, you can basically pick what you want to do and then just concentrate in that area. You can pick research and do research, or you can pick forecast meteorology and go off and be a forecaster. 

ES: And broadcast. 

DF: Yeah, you can go into TV. They offer courses doing that. So, you can basically do whatever you want. 

RF: Including get an extra year of college.

DF: Yeah. 

ES: *laughs* 

DF: That’s true. 

ES: That’s true. Or a few. Well, I think that’s all we have for today. But I want to thank you, Doug, for joining us today, and for a long and fruitful career of service to science and your country. 

DF: Thanks. 

ES: After this interview was recorded, Doug Forsyth passed away. We release this inaugural episode of “When Did the Storm Begin” in his memory. As you can tell from the stories he shared with us, his contributions to the weather community were many. We’re so grateful to have known him and to be part of his vision at the National Weather Museum and Science Center. Please help us keep his dream alive by supporting us. Learn more about joining, becoming a member, and getting involved at: nationalweathermuseum.com. 

*Dramatic exit music plays* 

PH: Have an idea for our next episode? Share your ideas and questions for us at info, that’s i-n-f-o, at National Weather Museum dot com [info@nationalweathermuseum.com], or find us on social media. The National Weather Museum and Science Center is a 501(c)(3) non-profit organization that operates with the generous support of people like you. Help us continue to preserve the history and highlight the future of weather research by donating or becoming a member today. Find out more at www.nationalweathermuseum.com

Next time on “When Did the Storm Begin” we interview Don Burgess, OU-CIMMS [University of Oklahoma – Cooperative Institute for Mesoscale Meteorological Studies] and NOAA-NSSL Research Meteorologist, about the tornados of 2011. 

*Dramatic music fades out* 

*Reproduce música intro dramática* 

Pat Hyland (PH): Desde el Museo Nacional de Meteorología y el Centro de Ciencias en Norman, Oklahoma, este es “¿Cuando comenzó la tormenta?”, un programa que lleva la historia de la meteorología a la vanguardia. Mi nombre es Pat Hyland, Vicepresidente del Museo Nacional de Meteorología y el Centro de Ciencia. El episodio de hoy se llama: “El Doppler de Norman”. 

The National Weather Musuem And Science Center – Hamilton Historical Records

La exhibición “El Doppler de Norman.” Un radar meteorológico doppler, es un tipo de radar usado en meteorología para localizar precipitaciones, calcular sus trayectorias y estimar sus tipos (lluvia, nieve, granizo, etc.).

PH: Si has estado en el museo, probablemente recuerdes haber visto la exposición del radar doppler de Norman. Unas de nuestras favoritas exposiciones, “El Doppler de Norman” es parte maravilla tecnológica, parte artefacto histórico, y en mi opinión ciertamente imparcial, totalmente fascinante. Hoy nos acompaña el fundador del museo Doug Forsyth para aprender más sobre la historia del “Doppler de Norman”. Entrevistando a Doug  Forsyth son un par de miembros de nuestra organización: Ross Forsyth y la Dra. Elizabeth Smith.

Dra. Elizabeth Smith (ES): Primero, ¿puedes decirnos brevemente quién es usted y por qué sabe tanto sobre “El Doppler de Norman”? 

Doug Forsyth (DF): Me llamo Douglas Forsyth y crecí con “El Doppler de Norman”: desde la década de 1980. En 1978, me uní a la Fuerza Aérea de los EE. UU  y me convertí en Teniente del Departamento de Defensa para la instalación de pruebas operativas provisionales para el radar Doppler de Norman. Y eso continuó hasta que salí de la Fuerza Aérea en 1981. Y luego me convertí en gerente de sistemas en el Laboratorio Nacional de Tormentas Severas de la NOAA. Y ahí es donde me involucré con la automatización del radar.

PH: Entonces, Doug, ¿qué te inspiro para estudiar la meteorología en la Fuerza Aérea? 

DF: Me quedé fuera de la escuela de navegación debido a mi mala vista. Buscando una alternativa, yo investigue que las Fuerzas Aéreas ofrecían clases en meteorología, y con el titulo, podrías ser ingeniero, etcétera. El único requisito era que continúe mis estudios por un mas año. Así que elegí meteorología y me involucré con varios programas de radar. Así es como terminé dedicando mi tiempo en estudiando los sistemas de radares.

Ross Forsyth (RF): ¿Y terminaste estudiando la programación?

DF: Mi interés en la programación comenzó con simplemente estando alrededor del tema por mucho tiempo. Tome unas clases de programación mientras estaba. Cuando comenzamos ha automatizar este radar, aplique lo que aprendí de la escuela y lo comencé hacer más frecuentemente.

PH: ¿Sabes que Doug también trabajó con los telescopios solares?

Never-before-seen images of Sun released from world's largest solar  telescope | University of Hawaiʻi System News

Un telescopio solar analiza los rayos del sol.

ES: Oh, ¡wow! No lo sabía.

DF: Sí, trabajé con un telescopio solar en Palehua, Hawái, y fue el primer telescopio óptico automatizado que se instaló en la área. Tenía automatización: el sistema volteaba espejos y  grababa 10 segundos de datos científicos. Luego, el sistema se volteaba a una nueva escena y grababa 10  minutos  de datos científicos. También usábamos el sol para que pudiéramos obtener imágenes de alta resolución.

RF: ¿Y luego tomaste esa experiencia y la aplicaste al radar Doppler? 

DF: Sí, parte de esa automatización fue para el Doppler, sí. 

ES: ¿Qué es el radar y cómo se utiliza en la profesión de meteorología? 

PH: El sistema “RADAR” cuyas siglas provienen de RAdio Detection And Ranging (En español: Radio Detección y Telemetría). Lo siento, tuve un pequeño problema con el micrófono de Doug. 

DF: Luego del “radar,” tienes un subgrupo de radares que se llaman los radares “Doppler,” que analiza las mociones de la atmosfera. Usamos este análisis para detectar no sólo la cantidad de lluvia que está ocurriendo, sino también como los vientos están soplando adentro de una tormenta severa y cómo se distribuyen esos vientos.

ES: ¿Qué era nuevo y diferente sobre “El Doppler de Norman”  en comparación con los sistemas de radar que existían antes?

DF: Antes del “Doppler de Norman”, sólo teníamos una dimensión de análisis. Cuando obtuvimos el radar “Doppler de Norman”, nos dio una oportunidad para analizar más dimensiones del viento y la atmosfera. Pasaron unos años y pudimos obtener la “doble polarización,” lo que nos permitió ver dentro de la tormenta y decirnos el tipo de partículas que estaban allí.

ES: “El Doppler de Norman” comenzó a operar en el año 1971. ¿Cuándo dejo de funcionar? 

DF: Alrededor del año 1993 es cuando “El Doppler de Norman” para sus operaciones.

ES: Entonces, en general, ¿el Norman Doppler operó durante unos 20 años? 

DF: Sí.

ES: ¿Qué es lo que más recuerdas de tu tiempo con el “El Doppler de Norman”? 

DF: Nos divertimos mucho con el radar. Probamos nuevos experimentos con el radar tratando de rastrear globos y cosas de esa forma. Nos centramos principalmente en el “efecto Doppler” de ser capaces de detectar tormentas severas. La tormenta de Piedmont —en el año 1973 creo que fue—fue una de las más memorables. Y la tormenta Binger en esa época. Ambas fueron grandes tormentas sobre las que se coectedronlos datosy se utilizaron en la investigación del “efecto Doppler”.

ES: Después de 20 años de operación e investigación, ¿cómo crees que “El Doppler de Norman” afectó a las aplicaciones modernas de radares meteorológicos? 

DF: Bueno, tuvimos un gran impacto en la automatización porque seguimos mejorando la automatización que estaba sucediendo. Empezamos con una computadora simple y terminamos con una computación muy compleja. Descubrimos nuevas técnicas  como  mesociclones y nuevos fenómenos se estaban descubriendo todo el tiempo. Las firmas de vórtice de tornado (“Tornado vortex signatures”)… todas fueron descubiertas durante ese tiempo. Seguimos construyendo, lo usamos como un edificio block para llevarnos al siguiente paso. Parte del proceso fue el desarrollo de algoritmos y la construcción de nueva tecnología. Eso fue principalmente, supongo, fue una especie de cosa en evolución que simplemente  siguió  evolucionando y  mejorando e involucrando,  evolucionando. Hicimos mucho en esta área de innovación. 

ES: ¿Cómo fue “El Doppler de Norman” instrumental en el desarrollo del programa de radares que mantiene el Servicio Nacional de Meteorología (conocido como el sistema 88-D)?

DF: Se ejecutaron pruebas. En el año 1987, hubo un proyecto con “El Doppler de Norman” que justificaba la implementación del “efecto Doppler” en todos los radares operativos. Por lo tanto, influjo que todos los radares tengan esta función.

ES: Ese es un impacto bastante grande. 

DF: Sí. 

RF: ¿Cuál es el mayor avance en meteorología o radar meteorológico, supongo, que has visto?

DF: Bueno, la automatización era una. Ya sabes, automatizar sistemas en ese entonces no era una tarea fácil. Y luego pienso, ya sabes, a medida quenos movemos a través de la matriz de fases y ser capaces de escanear la atmósfera mucho más rápido de lo que lo hicimos antes, todos eran pasos importantes a la siguiente cosa que desarrollamos.  

ES: Por lo tanto, en general, “El Doppler de Norman” era un asunto bastante importante en términos de radar meteorológico y para meteorología.

DF: Fue un gran paso para automatizar “El Doppler de Norman” y ponerlo en funcionamiento que llevó a todos estos hallazgos,  y eso todavía está pasando un poco hoy en día con la doble polarización. Seguimos agregando y agregando, y no ese radar en particular, pero los radares “S-Band” proporcionó mejoramiento del sistema de radar en todo el país. Así que, ese es un logro bastante grande, supongo. 

PH: Entonces Doug, ¿un consejo a los jóvenes que quieren seguir la meteorología como una carrera?

DF: Puedes hacer casi cualquier cosa que quieras, desde la automatización,  hasta trabajar en modelos meteorológicos, hasta pronosticar y ser un pronosticador. Por lo tanto, básicamente puedes elegir lo que quieres hacer y luego concentrarte en esa área. Usted puede elegir la investigación y hacer la investigación,  o se puede enfocar solamente en el aspecto del pronóstico.

ES: ¡Y también puedes ser un meteorólogo que da el estado del tiempo en la televisión!

DF: Sí, puedes presentar la información del tiempo en la televisión. Ofrecen cursos que se enfocan en esa profesión. Así que básicamente puedes hacer lo que quieras. 

RF: (Hace chiste)… Incluyendo agregando un año adicional de la universidad.

DF: Sí. 

ES: *risas* 

DF: Eso es cierto. 

ES: Eso es cierto. O unos cuantos. Bueno, creo que eso es todo lo que tenemos por hoy. Pero quiero agradecerte, Doug, por acompañarnos hoy, y por una larga y exitosa carrera de servicio a la ciencia y a tu país.

DF: Gracias. 

ES: Después de que esta entrevista fue grabada, Doug Forsyth falleció. Lanzamos este episodio inaugural de “¿Cuando comenzó la tormenta?” en su memoria. Como se puede ver en las historias que compartió con nosotros, su contribución a la comunidad meteorológica fueron muchas. Estamos muy agradecidos de conocerlo y de ser parte de su visión en el Museo Nacional de Meteorología y el Centro de Ciencias. Por favor, ayúdanos a mantener vivo su sueño apoyándonos. Obtenga más información sobre cómo unirse, convertirse en miembro y formas de involucrarse con nuestro museo en www.nationalweathermuseum.com.

*Reproduce música de salida dramática* 

PH: ¿Tienes una idea para nuestro próximo episodio? Comparte sus ideas y preguntas con nosotros en un correo electrónico:  info@nationalweathermuseum.com, o encuéntranos en las redes sociales usando nuestro nombre en ingles, “National Weather Museum.” El Museo Nacional de Meteorología y el Centro de Ciencias es una organización sin fines de lucro 501(c)(c)(3) que opera con el generoso apoyo de personas como usted. Ayúdanos a seguir preservando la historia y destacando el futuro de la investigación meteorológica donando o convirtiéndose en miembro hoy. Más información en  www.nationalweathermuseum.com

La próxima vez en “¿Cuando comenzó la tormenta?” entrevistamos a Don Burgess, investigador y meteorólogo en el Instituto Cooperativo de Estudios Meteorológicos en la Mesoescala (ICEMM) y el Laboratorio Nacional de Tormentas Severas (LNTS),  sobre los tornados de 2011.

*La música dramática se desvanece*