Les Principes du Radar

Radars météorologiques de surface

La plupart des pays ont développé des réseaux de radars météorologiques de surface pour surveiller le temps. Parmi les plus connus, on compte NEXRAD aux États-Unis et ARAMIS (Application radar à la météorologie infra-synoptique) en France. En 1995, le programme « COST 75 » de la Commission européenne a fait l’inventaire de tous les radars en Europe et produit cette carte. Depuis ce temps, plusieurs radars se sont ajoutés et d’autres ont été modernisés.

Il existe également des radars météorologiques utilisés par des usagers spéciaux. En particulier, certaines universités ont des radars de recherche et certaines stations de télévision américaines ont leur propre radar. Dans l’inventaire européen et dans les autres réseaux à travers le monde, il y a trois types de radars :

• Radar conventionnel (non Doppler)
  Il s’agit d’un radar qui ne sonde que pour la réflectivité. Jusqu’à la fin des années 1980, c’étaient des seuls radars disponibles opérationnellement. Leurs données ont été essentielles pour suivre les précipitations et développer une compréhension la structure de celles-ci, autant dans les dépressions de large échelle, dite synoptique, que pour les orages violents.
  L’élimination des divers artéfacts non reliés aux précipitations est cependant difficile avec ces radars. En effet, les algorithmes pour le faire, comme le traitement statistique ou par carte des échos parasites, sont moins efficaces. Il reste encore un bon nombre de ces radars en usage mais ils ne sont plus produits.
• Radar météorologique Doppler
  Les radars plus récents comportent un module de traitement du déplacement des cibles sondées par l’effet Doppler-Fizeau, dont les principes sont également utilisés par les radars primaires de surveillance aérienne. Ces radars obtiennent donc deux informations des précipitations: leur réflectivité et leur vitesse radiale. Ceci permet de mieux connaître les mouvements dans les précipitations, comme les rotations annonciatrices de tornades, et d’éliminer les échos parasites. En effet, ces derniers ont une vitesse caractéristique, généralement nulle.
• Radar à double polarisation et Doppler
  Les radars conventionnels et Doppler sondent l’atmosphère avec un faisceau polarisé horizontalement. Les radars à double polarisation utilisent un faisceau qui est alternativement polarisé verticalement puis horizontalement. En plus de donner la réflectivité et la vitesse radiale des précipitations, ils peuvent extraire la forme des hydrométéores ainsi que différentes autres informations à partir des corrélations entre les deux signaux de retour. Les programmes de modernisation des radars météorologiques des années 2000 prévoient en général incorporer cette fonctionnalité pour reconnaître directement le type de précipitations et éliminer les artéfacts de façon plus efficace.

Les trois types de radars (conventionnels, Doppler et à double polarisation) peuvent opérer dans les bandes d’émission bandes d’émission C, S ou X. La bande utilisée dépend de différents facteurs dont le coût, le type prépondérant de précipitations dans une région et la demande d’informations spécifiques.