Radar panoramique

Météo

Principe.

Description

Les radars météorologiques dits « panoramiques » permettent de quantifier l’intensité des précipitations sur des zones circulaires centrées sur le radar. Une antenne parabolique en rotation émet des impulsions radioélectriques à un site très bas permettant d’atteindre des portées utiles de 200 km.

Les ondes électromagnétiques sont réfléchies par les gouttes d’eau rencontrées sur leur trajet. La réflexion dépend de la taille et de la densité des hydrométéores rencontrés. L’antenne focalise les signaux retournés vers un récepteur logarithmique.

Les signaux sont numérisés et traités par un ordinateur associé au radar qui fournit une image numérique représentative des précipitations (figure 18).

Figure 18 – Image numérique de l’intensité des précipitations, obtenue par radar panoramique

Chaque pixel d’une image représente typiquement une zone géographique de 4 km².

Les images radar doivent être interprétées par des utilisateurs entraînés car elles sont parfois polluées : échos de sol, propagation exceptionnelle due à des phénomènes de réfraction de l’air.

Ponctuellement, les radars sont moins précis qu’un simple pluviomètre, mais ils présentent l’énorme avantage d’offrir une vision globale et spatiale des précipitations. Ils sont très utilisés pour la prévision à courte ou très courte échéance.

Ils fonctionnent avec des longueurs d’onde de 3 à 10 cm. Les radars 10 cm sont les plus précis mais aussi les plus chers. La longueur d’onde de 5 cm représente souvent le meilleur compromis performance/coût.

Estimation des intensités de précipitation et lame d’eau

On exploite une relation du type Z = AR^a liant la réflectivité Z à l’intensité R de la précipitation. A et a sont des coefficients dont les valeurs réelles varient avec le type et le caractère de la précipitation : grêle, neige, pluie, taille des gouttes d’eau, etc.

D’une manière pratique, A et a sont fixés à une valeur constante, ce qui est suffisant pour une simple détection des zones précipitantes.

Pour être utilisées en hydrologie, afin d’estimer des quantités cumulées de précipitations sur des zones géographiques, les images radar successives sont combinées sur des périodes de temps de une à plusieurs heures.

Des pluviomètres sont parfois interrogés à distance pour disposer de valeur in situ de calage et déterminer les valeurs optimales des coefficients A et a à un instant et en un lieu donnés. Il est alors possible d’atteindre des précisions d’estimation des lames d’eau précipitées de l’ordre de 30 %.

Radars Doppler

Certains radars panoramiques fonctionnant avec une longueur d’onde de 10 cm mesurent de plus le décalage Doppler des signaux réfléchis. Avec l’observation sur plusieurs sites (et donc plusieurs altitudes), il est alors possible d’établir une carte des vents autour du radar (portée 100 à 150 km). Ceci est particulièrement intéressant dans les zones tropicales subissant des cyclones.