 radar météorologique |
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La mesure de la hauteur de précipitation grâce à la réflectivité radar
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L'
écho
reçu par un radar météorologique permet de mesurer l'orientation, l'éloignement et l'altitude auxquels se localise, par rapport au site radar, la
précipitation
ayant provoqué la
rétrodiffusion
du
rayonnement électromagnétique
émis depuis ce site ; mais jusqu'à une moindre distance au moins, il permet d'évaluer en même temps l'
intensité de la précipitation
(appelée aussi abusivement l'
intensité de la pluie
), c'est-à-dire le nombre
R
égal à la
hauteur de précipitation
recueillie par unité de temps. À cette fin, l'on remarque que la précipitation se compose d'un très grand nombre de particules
—
ce peut être suivant les cas des gouttelettes, des
grêlons
, des flocons de
neige
...
—
dont chacune renvoie vers le radar, par
réflexion diffuse
, une faible part de l'
énergie radiante
reçue ; cette part dépend de divers facteurs : la
longueur d'onde
du
rayonnement
radar, les propriétés physiques de la particule
—
dont son
indice de réfraction
—
, sa forme et sa taille (elle est proportionnelle au carré de son volume, donc à la puissance sixième de son diamètre). |
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Si l'on connaît la répartition statistique du nombre de particules de précipitation en fonction de leur diamètre, dite "répartition granulométrique", on peut dès lors en déduire la
réflectivité radar
de la précipitation, autrement dit, pour la "cible" que constitue un volume unité dans l'
air
où se produit cette précipitation, la part
Z
de l'énergie radiante reçue qui est rétrodiffusée vers le radar ; diverses formules de répartition granulométrique relatives aux
précipitations
de
pluie
ou de
glace
ont été proposées à ce sujet : la plus couramment employée est la
distribution de Marshall-Palmer
, qui présuppose une diminution exponentielle du nombre de gouttes de pluie comprises par leur taille dans un petit intervalle donné de variation autour d'un diamètre lorsque ce dernier augmente. La réflectivité, étant proportionnelle au produit du carré de la distance entre cible et radar par la puissance radioélectrique que reçoit en retour celui-ci, est une grandeur mesurable sur le terrain, que l'on exprime généralement en décibels en raison du créneau très large de ses ordres de grandeur. |
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L'intensité de précipitation
R
, elle, fait dépendre du diamètre des particules, dans un volume unité, la répartition du nombre de ces particules ainsi que l'expression de leur vitesse de chute. Alors, on peut montrer que dans les conditions les plus courantes, les grandeurs
Z
et
R
sont liées par une loi puissance de la forme
Z
=
a R
b
dans laquelle les constantes
a
et
b
sont déterminées empiriquement ou bien déduites de l'expression de la répartition granulométrique. Cette
relation
Z-
R
fournit donc la possibilité de déterminer indirectement l'intensité de la précipitation à partir des
observations
radar. |
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EN SAVOIR PLUS
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