{"id":57,"date":"2009-12-02T00:57:15","date_gmt":"2009-12-02T04:57:15","guid":{"rendered":"http:\/\/www.mahidjiba.org\/?p=57"},"modified":"2011-05-23T01:16:47","modified_gmt":"2011-05-23T05:16:47","slug":"le-principe-de-fonctionnement-des-radars-meteorologiques","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.mahidjiba.com\/?p=57","title":{"rendered":"Le principe de fonctionnement des radars m\u00e9t\u00e9orologiques"},"content":{"rendered":"

Le mot radar est d\u00e9riv\u00e9 d’un acronyme anglais pour “RAdio Detection And Ranging”, ce qui signifie d\u00e9tection et localisation par ondes radio. Le principe de base du radar utilise la transmission d’ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques qui sont r\u00e9fl\u00e9chies par la cible, le signal retourn\u00e9\u00a0 \u00e9tant re\u00e7u et analys\u00e9 afin d’obtenir les caract\u00e9ristiques de la cible. Le radar est utilis\u00e9 au moins pour d\u00e9tecter la pr\u00e9sence ainsi que la\u00a0 position de la cible, mais l’analyse des mesures peut aussi inclure des aspects plus sophistiqu\u00e9s comme sa vitesse et sa distribution spatiale.<\/span><\/p>\n

Principes du radar<\/h2>\n

Le mot radar est d\u00e9riv\u00e9 d’un acronyme anglais pour “RAdio Detection And Ranging”, ce qui signifie d\u00e9tection et localisation par ondes radio. Le principe de base du radar utilise la transmission d’ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques qui sont r\u00e9fl\u00e9chies par la cible, le signal retourn\u00e9\u00a0 \u00e9tant re\u00e7u et analys\u00e9 afin d’obtenir les caract\u00e9ristiques de la cible. Le radar est utilis\u00e9 au moins pour d\u00e9tecter la pr\u00e9sence ainsi que la\u00a0 position de la cible, mais l’analyse des mesures peut aussi inclure des aspects plus sophistiqu\u00e9s comme sa vitesse et sa distribution spatiale. Bien que souvent compar\u00e9 aux mesures satellitaires visibles et infra-rouge, le radar op\u00e8re d’une mani\u00e8re totalement diff\u00e9rente. Le satellite est un instrument de d\u00e9tection \u00e0 distance passif car il n’a qu’un r\u00e9cepteur et pas de transmetteur, alors que le syst\u00e8me radar poss\u00e8de les deux, \u00e9tant ainsi un instrument actif. On retrouve le radar sous diff\u00e9rentes formes et il peut \u00eatre install\u00e9 sur diverses plates-formes (sol, navire, avion, voiture de police et m\u00eame sur un\u00a0 satellite) mais ce texte se limitera au radar m\u00e9t\u00e9orologique bas\u00e9 au sol.<\/p>\n

Le radar m\u00e9t\u00e9orologique permet de mesurer les propri\u00e9t\u00e9s de la\u00a0 pr\u00e9cipitation \u00e0 partir du sol. Les radars les plus courants utilisent une antenne \u00e0 balayage transmettant des impulsions de micro-ondes de faible puissance et de longueur d’onde comprise entre 3 et 10 cm. \u00c0 ces\u00a0 longueurs d’onde, la radiation interagit avec les particules de pr\u00e9cipitation (aussi appel\u00e9es “hydrom\u00e9t\u00e9ores”) et cette interaction\u00a0 donne lieu \u00e0 une diffusion arri\u00e8re (ou r\u00e9trodiffusion) et \u00e0 une\u00a0 att\u00e9nuation des ondes radar. La puissance r\u00e9trodiffus\u00e9e est re\u00e7ue au\u00a0 radar, permettant ainsi la d\u00e9tection. Sachant que les ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques se propagent \u00e0 la vitesse de la lumi\u00e8re, le temps pris par celles-ci pour atteindre la cible et revenir au r\u00e9cepteur du radar d\u00e9termine la distance de la cible. La quantit\u00e9 de puissance\u00a0 retourn\u00e9e est reli\u00e9e \u00e0 l’intensit\u00e9 de pr\u00e9cipitation observ\u00e9e (taux de pr\u00e9cipitation). En plus des pr\u00e9cipitations, d’autres objets peuvent g\u00e9n\u00e9rer des \u00e9chos radars. Parmi les cibles non reli\u00e9es aux pr\u00e9cipitations les plus courantes, on retrouve les variations d’indice de r\u00e9fraction de l’air (aussi appel\u00e9es “\u00e9chos en air clair”), le sol et\u00a0 autres objets statiques (b\u00e2timents, lignes \u00e0 haute tension, …), les\u00a0 insectes et les avions.<\/p>\n

Facteur de r\u00e9flectivit\u00e9<\/strong> radar<\/h2>\n

La puissance r\u00e9trodiffus\u00e9e est convertie \u00e0 une quantit\u00e9 qui est ind\u00e9pendante de la longueur d’onde, le facteur de r\u00e9flectivit\u00e9 radar, mieux connu sous le nom de r\u00e9flectivit\u00e9 radar. L’unit\u00e9 de mesure de la r\u00e9flectivit\u00e9 radar est habituellement le dBZ (dBZ = 10 log Z). La valeur de Z est aussi reli\u00e9e au taux de pr\u00e9cipitation (R) et peut \u00eatre converti en utilisant une relation “Z-R”. Il est habituellement convenable d’utiliser une relation diff\u00e9rente selon la phase (pluie, neige, gr\u00eale, …) et le type (stratiforme, convective, tropicale, …) de pr\u00e9cipitation.<\/p>\n

Le radar Doppler<\/h2>\n

Le radar Doppler permet la mesure de la vitesse du vent par rapport au radar, aussi appel\u00e9e composante *radiale* du vent. En d’autres mots, le radar “voit” la composante du vent qui s’en approche \/ \u00e9loigne. Cette capacit\u00e9 s’ajoute donc \u00e0 la d\u00e9tection, et aux mesures de distance et d’intensit\u00e9.<\/p>\n

Types de radars:<\/h2>\n

Les radars m\u00e9t\u00e9orologiques sont class\u00e9s selon leur bande de fr\u00e9quence micro-ondes. Les types les plus fr\u00e9quents sont : bande S (10 cm), bande C (5 cm) et bande X (3 cm). Plusieurs facteurs influencent le choix d’une bande de fr\u00e9quence. Les courtes longueurs d’onde sont plus sensibles mais ont une att\u00e9nuation plus forte dans la pr\u00e9cipitation que les syst\u00e8mes \u00e0 plus grande longueur d’onde. Pour une r\u00e9solution fix\u00e9e, le syst\u00e8me \u00e0 grande longueur d’onde requi\u00e8re une plus grande antenne, ce qui est beaucoup plus dispendieux.<\/p>\n

Avantages<\/h2>\n

Les radars m\u00e9t\u00e9orologiques Doppler permettent les mesures de pr\u00e9cipitations \u00e0 haute r\u00e9solution (largeur de faisceau de l’ordre de 1 degr\u00e9 et moins, et r\u00e9solution en distance de 250 m \u00e0 1 km) sur de larges volumes atmosph\u00e9riques (typiquement, un cercle de 200 km de rayon) et \u00e0 un taux d’\u00e9chantillonnage relativement \u00e9lev\u00e9 (typiquement toutes les 5 minutes).<\/p>\n

Probl\u00e8mes<\/h2>\n

Plusieurs facteurs peuvent contribuer \u00e0 d\u00e9t\u00e9riorer les mesures radars. Parmi ceux-ci, on retrouve notamment : les \u00e9chos de sol la propagation anormale, le blocage du faisceau, le remplissage partiel du faisceau, le profil vertical de r\u00e9flectivit\u00e9 et le d\u00e9passement vertical du faisceau, l’att\u00e9nuation, un mauvais choix de relation Z-R. En g\u00e9n\u00e9ral, les observations radar sont plus fiables \u00e0 faible distance (sous les 120-150 km) sauf dans l’entourage imm\u00e9diat. C’est l’un des avantages des r\u00e9seaux de radars avec des r\u00e9gions \u00e0 couverture multiple : pour un point g\u00e9ographique donn\u00e9, on peut choisir un site radar particulier qui donne la mesure la plus repr\u00e9sentative \u00e0 ce point.<\/p>\n

Source : Centre M\u00e9t\u00e9orologique Canadien (CMC).<\/em><\/p>\n

R\u00e9f\u00e9rences :<\/strong><\/p>\n

    \n
  1. Atlas, David, ed. (1990). “Radar in meteorology”. American Meteorological Society, Boston, U.S.A.<\/li>\n
  2. Battan, Louis J. (1973). “Radar Observation of the Atmosphere”. Univ. of Chicago Press, Chicago, U.S.A.<\/li>\n
  3. Doviak, Richard and Dusan S. Zrnic (1984, 1993) “Doppler radar and weather observations”. Academic Press, San Diego, U.S.A.<\/li>\n
  4. Sauvageot, Henri (1982) “Radar m\u00e9t\u00e9orologique”. Eyrolles, Paris, France. (en fran\u00e7ais!) *<\/li>\n
  5. \/Journal of Atmospheric and Oceanic Technology\/ (AMS)<\/li>\n
  6. \/Journal of Applied Meteorology\/ (AMS)<\/li>\n
  7. \/Weather and Forecasting \/(AMS)<\/li>\n
  8. \/Radio Science\/<\/li>\n
  9. Un num\u00e9ro\u00a0sp\u00e9cial de \/Weather and Forecasting\/ est d\u00e9di\u00e9 au r\u00e9seau am\u00e9ricain de radars NEXRAD dans vol. 13, no.2, 1998.<\/li>\n<\/ol>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Le mot radar est d\u00e9riv\u00e9 d’un acronyme anglais pour “RAdio Detection And Ranging”, ce qui signifie d\u00e9tection et localisation par ondes radio. Le principe de base du radar utilise la transmission d’ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques qui sont r\u00e9fl\u00e9chies par la cible, le … Continue reading →<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[5],"tags":[],"class_list":["post-57","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-sciences-atmospheriques"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.mahidjiba.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/57","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.mahidjiba.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.mahidjiba.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.mahidjiba.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.mahidjiba.com\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=57"}],"version-history":[{"count":15,"href":"https:\/\/www.mahidjiba.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/57\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":100,"href":"https:\/\/www.mahidjiba.com\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/57\/revisions\/100"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.mahidjiba.com\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=57"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.mahidjiba.com\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=57"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.mahidjiba.com\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=57"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}