Le radar Doppler en météorologie
Le radar météorologique normal
Le radar, contraction de RAdio Detection And Ranging, a été mis au point
juste avant la Seconde guerre mondiale pour détecter et repérer
les avions ennemis à de longues distances. Au début, les perturbations
atmosphériques constituaient une nuisance et masquaient des données
précieuses. Toutefois, lorsque les prévisionnistes ont eu bien assimilé
cette technologie, ces perturbations sont devenues l'objet d'investigations des radars.
Le principe d'un radar est d'émettre un faisceau d'ondes
électromagnétiques dans l'atmosphère. Ces ondes sont
réfléchies par tous les obstacles qu'elles rencontrent (massifs, pluie,
neige, etc...), ces obstacles sont appelés cibles. Le radar capte ensuite
les ondes réfléchies par ces cibles et évalue ainsi leur taille et
la distance à laquelle elles se trouvent. Plus la cible est de grandes dimensions,
plus la quantité d'ondes réfléchies est importante, et plus la
réflectivité qu'indique le radar est élevée. Donc, lorsque l'on
mesure l'activité d'une perturbation atmosphérique en météorologie,
plus la perturbation est intense, plus l'espace entre les gouttelettes d'eau, au sein de
cette même perturbation, est réduit et donc plus la quantité d'ondes
réfléchies est importante. En résumé, plus la
réflectivité indiquée par le radar est élevée,
plus l'intensité de la perturbation est forte , et au contraire, moins la
réflectivité indiquée par le radar est élevée,
plus l'intensité de la perturbation est faible.
Le radar météorologique Doppler
Le radar météorologique Doppler présente non seulement toutes les
caractéristiques du radar météorologique normal, c'est-à-dire qu'il
permet d'évaluer l'intensité des perturbations et la distance à
laquelle elles se trouvent, mais en plus de cela, les radars météorologiques
Doppler peuvent aussi mesurer leur vitesse et l'orientation de leur mouvement. Pour cela,
il émet dans l'atmosphère des pulsations d'ondes radiophoniques, qui rebondissent
sur la glace, la neige, les gouttelettes d'eau ou d'autres particules atmosphériques.
Les caractéristiques physiques de ces ondes (c'est-à-dire leur longueur d'onde)
sont consignées à l'émission.
Lorsqu'elles rencontrent une perturbation, elles sont réfléchies par les
particules qui la composent (neige, gouttelettes d'eau, etc...) sous forme d'échos,
puis sont alors réceptionnées par le radar qui analyse à nouveau leurs
caractéristiques physiques. Ainsi, si la longueur d'onde se réduit, on en
déduit selon les principes de l'effet Doppler que la perturbation s'approche du radar,
et à l'inverse, si elle augmente, que la perturbation s'en éloigne. Comme
la vitesse de déplacement des ondes (qui est la vitesse de la lumière) et
l'orientation de l'antenne radar sont connues, l'éloignement, la position et la vitesse
(radiale) de la perturbation par rapport à l'émetteur radar peuvent être
calculés, à partir des échos. Cette information sert à
préciser le lieu et l'intensité de la perturbation (pour l'intensité,
voir ci-dessus) dans la région couverte par le radar (un cercle de 200 à 400 km de rayon).
Le radar météorologique Doppler fournit donc des informations beaucoup plus
précises que le radar météorologique normal au sujet des perturbations
atmosphériques et de leur évolution.
Ainsi, les météorologistes utilisent, par exemple les données
produites par les radars météorologiques Doppler pour fournir des
prévisions plus précises de grêle, de pluies verglaçantes, de pluies
abondantes, de neige ou de tempêtes. Ce qui permet de faire évacuer les zones
à risques relativement longtemps à l'avance, et donc d'éviter des
catastrophes naturelles qui pourraient coûter la vie à de nombreuses personnes.
Radar météorologique Doppler (Winnipeg, Canada)
Le principe du radar Doppler est aussi exploité en
imagerie médicale, sous le nom de
vélocimétrie Doppler...
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