Technologie Radar pour la météo&Climat
Détection et télémétrie RADAR / radio
Les radars sont essentiels pour comprendre la météo; ils nous permettent de ”voir » à l’intérieur des nuages et nous aident à observer ce qui se passe réellement. En travaillant ensemble, les ingénieurs, les techniciens et les scientifiques conçoivent, développent et exploitent collectivement la technologie de pointe des radars utilisés pour étudier l’atmosphère.
Que sont les Radars météorologiques ?
Les radars météorologiques Doppler sont des instruments de télédétection et sont capables de détecter le type de particules (pluie, neige, grêle, insectes, etc.), l’intensité et le mouvement. Les données radar peuvent être utilisées pour déterminer la structure des tempêtes et pour aider à prédire la gravité des tempêtes.
L’énergie du spectre électromagnétique
est émise dans diverses fréquences et longueurs d’onde, des ondes radio de grande longueur d’onde aux rayons gamma de longueur d’onde plus courte. Les radars émettent de l’énergie micro-ondes, une longueur d’onde plus longue, surlignée en jaune.
Comment Fonctionnent Les Radars ?
Le radar transmet une impulsion focalisée d’énergie micro-ondes (oui, tout comme un four à micro-ondes ou un téléphone portable, mais plus forte) à un objet, très probablement un nuage. Une partie de ce faisceau d’énergie rebondit et est mesurée par le radar, fournissant des informations sur l’objet. Le radar peut mesurer la taille, la quantité, la vitesse et la direction des précipitations, dans un rayon d’environ 100 milles de son emplacement.
Comment Fonctionne le Radar Doppler?
Le radar Doppler est un type spécifique de radar qui utilise l’effet Doppler pour recueillir des données de vitesse à partir des particules mesurées. Par exemple, un radar Doppler transmet un signal qui se reflète sur les gouttes de pluie dans une tempête. Le signal radar réfléchi est mesuré par le récepteur du radar avec un changement de fréquence. Ce décalage de fréquence est directement lié au mouvement des gouttes de pluie.
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When a storm is stationary, the transmitted energy and the reflected energy or « echo” will not change, as shown below. |
Lorsqu’une tempête se déplace vers le radar, la fréquence de la longueur d’onde transmise sera inférieure à la fréquence de la longueur d’onde réfléchie. |
Lorsqu’une tempête s’éloigne du radar, la fréquence de la longueur d’onde transmise sera supérieure à la fréquence de la longueur d’onde réfléchie. |
Pourquoi le NCAR utilise-t-il des radars pour la recherche?
Les scientifiques de l’atmosphère utilisent différents types de radars au sol et montés sur avion pour étudier la météo et le climat. Le radar peut être utilisé pour aider à étudier les événements météorologiques violents tels que les tornades et les ouragans, ou les processus climatiques à long terme dans l’atmosphère.
Radar de recherche au sol
Le radar Doppler à double polarisation en bande S NCAR (S-PolKa) est un radar météorologique à longueur d’onde de 10 cm initialement conçu et mis en service par NCAR dans les années 1990. Continuellement modifié et amélioré, ce système radar de pointe comprend maintenant une capacité à double longueur d’onde. Lorsque la bande Ka est ajoutée, un 0.radar de longueur d’onde de 8 cm, il est connu sous le nom de S-PolKa. La mission de S-PolKa est de promouvoir une meilleure compréhension des conditions météorologiques et de leurs causes et, par conséquent, de fournir une meilleure prévision des tempêtes violentes, des tornades, des inondations, de la grêle, des vents dommageables, des conditions de givrage des aéronefs et de la neige abondante.
Radar de recherche aéroporté
Dans les airs, les avions de recherche peuvent être équipés d’un ensemble de radars. Le radar nuageux NCAR HIAPER (HCR) peut être monté sur le dessous de l’aile de l’avion de recherche NSF / NCAR HIAPER (un jet Gulfstream V modifié) et fournit des observations de haute qualité des vents, des précipitations et d’autres particules. Il a été conçu et fabriqué par une équipe collaborative d’ingénieurs en mécanique, en électricité, en aérospatiale et en logiciels, de chercheurs et de fabricants d’instruments d’EOL.