Le radar - La mesure - Les limites - PVR

Les fortes variations de réflectivité avec l'altitude

Un profil vertical de réflectivité fortement variable peut affecter les estimations d'intensité de pluie de manière importante. En effet, pour une même intensité de pluie au sol, la réflectivité radar des précipitations variera en fonction de l'altitude à laquelle ces précipitations sont détectées. Si cet effet n'est pas pris en compte, il y aura donc une différence non justifiée :

·         entre les estimations d'intensité de pluie effectuées à différentes distances du radar,

·         entre les estimations d'intensité de pluie effectuées à partir des détections en altitude, et les intensités de pluie mesurées au sol.

Cette erreur d'estimation peut varier de manière importante lorsque l'on s'éloigne du radar. Pour la corriger il faut être capable d'estimer le profil vertical de réflectivité au moment de la mesure. Cela peut être fait à partir d'hypothèses, mais on peut également l'identifier en explorant l'atmosphère avec le radar : en comparant des mesures effectuées à différents sites, donc à différentes altitudes pour un même point au sol, il est possible de reconstituer le PVR au moment de la mesure.

Pour illustrer l'effet de cette source d'erreur, on peut présenter trois situations observées couramment :

·         Le phénomène de bande brillante

·         Le phénomène de remplissage partiel

·         Le phénomène d'évaporation

 

§        Le phénomène de bande brillante

 

Figure 1 : animation (90 Ko)

Il est provoqué par le changement de phase des précipitations près de l'altitude de l'isotherme 0°C. En dessous de cette altitude, les précipitations existent sous forme de pluie. Au dessus de cette altitude, les précipitations existent sous forme de neige ou de glace, avec une réflectivité et une vitesse de chute différentes. Au niveau de l'altitude de l'isotherme 0°C, les particules de glace en train de chuter fondent progressivement en se recouvrant d'une pellicule d'eau. Ce phénomène augmente fortement leur réflectivité au sein d'une couche d'atmosphère de quelques centaines de mètre d'épaisseur : la bande brillante, appelée ainsi par les radaristes. Si l'altitude de l'isotherme 0°C est peu élevée au dessus de l'altitude du radar, cela peut se traduire sur les images par un véritable anneau de forte réflectivité autour du radar (figure 1).

 

§        Le phénomène de remplissage partiel

 

Figure 2

Ce phénomène peut être observé sur la plupart des images radar. En effet, l'altitude maximale des précipitations est limitée, et varie selon le type de pluie de quelques centaines de mètre, à plus de dix kilomètres pour les cellules convectives les plus intenses. A partir d'une certaine distance au radar, une partie du faisceau radar va finir par se retrouver au dessus de cette altitude maximale (figure 2). Seule la part d'énergie du faisceau située sous cette altitude contribuera à la détection des précipitations. Si cet effet n'est pas pris en compte, cela provoquera une sous-estimation des intensités pluvieuses d'autant plus importante que l'on s'éloigne du radar (par exemple sur l'image de cumul suivante ou sur cette animation).

 

§        Le phénomène d'évaporation

Ce phénomène est sensible lorsque l'évaporation des gouttes de pluie est importante près du sol. Une partie des précipitations détectées en altitude peut donc disparaître avant d'atteindre le sol, et les intensités de pluie au sol sont alors surestimées. Dans un cas extrême, toutes les gouttes peuvent s'évaporer et aucune précipitation ne sera enregistrée au sol : c'est le cas lorsqu'on observe ce que l'on appelle des "virga".

 

(suite)

© D.Faure - Alicime 2003-2011     [Accueil du site]