L’essentiel sur les radars météorologiques aux USA

Types de données

Split Screen - Storm echo BR BV ZDR CC - Jul 03 2018 - Creative Commons Licenses CC - TsWISsTER
Écran divisé – Réflectivité, Vélocité, Réflectivité Différentielle, Coefficient de corrélation (Cliquez sur l’image pour lire l’animation)

Il existe 3 niveaux de données, traitées et non traitées.

Ainsi, il y a les données de niveau 1 (Level 1) qui sont des données brutes de capteur, non traitées, un peu comme des fichiers RAW sur nos appareils photos. Ces données ne sont pas accessibles publiquement, pour la simple et bonne raison quelles seraient bien trop volumineuse et sans pré-traitement, seraient tout simplement pas exploitable par tout-un-chacun.

Puis il y a les données de niveau 2 (Level 2) qui ont légèrement été traitées, qui contiennent un peux moins de données mais reste encore quasiment brutes. Ces données sont disponible publiquement, mais étant donné la masse d’information à traité sur des données en hautes résolutions, la plus part des applications n’offrent pas la possibilité de les obtenir.

Vient ensuite, les données traitées, plus légères, de niveau 3 (Level 3). C’est à dire, qui ont été réduites en terme de résolution et qui contiennent un peu moins d’information mais qui offrent plus de possibilités. Et c’est ces types données qui sont pour la plus part disponibles sur les applications radars et dont nous allons voir plus en détails ci-après.

La Réflectivité (BR)

Storm Base Reflectivity - Jul 03 2018 - Creative Commons Licenses CC - TsWISsTER
Écho radar – Réflectivité (Cliquez sur l’image pour lire l’animation)

La réflectivité permet de déterminer l’intensité des précipitations dans un orage de façon simple et visuelle.
Ces données sont exprimées dBZ et dans la plus part des cas, l’échelle de mesure va de 5dBZ à 75dBZ.

Ainsi, d’une application à une autre, lorsque l’ont mesure les précipitations, le code couleur est relativement similaire.
Voici donc, ci-après, un tableau de conversions en couleur des valeurs approximatives, basé sur les données de la NOAA:

Valeur dBZ Précipitation (mm/h) Intensité
5 0.07 À peine perceptible
10 0.15 Brume légère
15 0.3 Brume
20 0.6 Très faible
25 1.3 Faible
30 2.7 Faible à modérée
35 5.6 Pluie modérée
40 11.53 Pluie modérée
45 23.7 Modérée à intense
50 48.6 Intense
55 100 Très intense/Grêle faible
60 205 Violente/Grêle moyenne
65 421 Violente/Large grêle
70 856.56 Extrême/Très large grêle
75 1759 Très extrême/Extrême grêle

Familiarisez-vous bien avec ces valeurs et ces couleurs, car c’est probablement le type de donnée que vous utiliserez et verrez le plus souvent, en duo avec la vélocité, durant vos chasses.

La Vélocité (BV)

Storm Base Velocity - Jul 03 2018 - Creative Commons Licenses CC - TsWISsTER
Écho radar – Vitesse des vents (Vélocité) (Cliquez sur l’image pour lire l’animation)

La vélocité, aussi appelée vitesse Doppler, permet d’interpréter les mouvements dans les nuages des précipitations et de pouvoir en déduire la vitesse des vents avec une certaine précision. Ce qui permet par définition et dans une certaine mesure, de détecter un mouvement rotatif de type mésocyclone ou tornadique dans l’orage.

Sur les radars US, ces informations sont exprimées en kts (knots ou nœud en français) mais vous pouvez, dans certains cas, les avoir en mph (miles per hour). Il vous faudra donc prêter une attention particulière à l’unité employée par l’application que vous utiliserez pour visualiser la vélocité. En effet, si l’ont converti 65kts cela vous donnera en mph une valeur de 74,8mph (120km/h)

Contrairement  à la réflectivités, il n’y a pas vraiment de couleur standard ni d’échelle de valeur particulière pour la vélocité. Ainsi, chaque applications appliquent ces propres codes de couleurs et de valeurs.

Toutefois, il y a quand même une constante entre-elles, et c’est la représentation des valeurs qui peuvent être, soit entrantes (en direction du radar), valeur négative, par exemple -65kts ou sortantes (s’éloignant du radar), valeur positive, par exemple 65kt.

Il est par contre très important de savoir où se trouve le radar, ce, repérer l’orientation et la direction des vents.

Sur l’écho radar ci-dessus, en vert sont les valeurs entrantes et en rouge sont les valeurs sortantes. (Le radar est situé juste en dehors, au milieu, tout en haut de l’image)

La Double Polarisation

By Flerhun CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5), from Wikimedia Commons
Dual Polarisation – Ondes Verticales et Horizontales

La double polarisation permet de détecter la forme des objets dans les airs et particulièrement dans les nuages. Cela permet de savoir si il s’agit de flocons de neiges, de goutte de pluie, de grêle, d’oiseaux, ou même de débris provoqué par une tornade.

Sachez qu’au moment de l’écriture de cet article, tous les radars météo dans le monde ne sont équipés de ce système.

Le terme double polarisation est employé pour parler de la technologie en elle-même, mais dans les applications, radars, cela ce traduit en d’autres termes.

Bien qu’il existe plusieurs formes d’échos dérivés de la double polarisation, nous aborderons ici,  principalement les deux échos suivant:

La réflectivité Différentielle (ZDR)

Echo Differencial Reflectivity
Écho Radar La réflectivité Différentielle (Cliquez sur l’image pour agrandir)

La réflectivité différentielle (ZDR) est un rapport de rendements de puissance horizontale et verticale réfléchie qui permet de pouvoir identifier la forme des précipitations dans un orage. Ce qui vous permettra aussi de savoir où se trouve les courants ascendants et également de voir si l’orage que vous suivez diminue en intensité ou si au contraire, il gagne en intensité, à conditions de savoir où se trouve la limite de l’isotherme du zéro degré.

L’unité utilisé est exprimée en dB, par contre, l’échelle de couleurs/valeurs utilisée peut varier d’une application à une autre. Toutefois, pour vous donner une idée, voici les données fournies par la  NOAA:

Les valeurs vont de -8dB à 8dB

Lorsque la valeur est positive, entre +3dB et +8dB, cela signifie que la cible (goutte, grêlon, flocon de neige) est plus large sur un axe horizontal qu’en hauteur sur l’axe vertical.

Lorsque la valeur se trouve proche de zéro, cela signifie que la cible (petite goutte, grêlon, flocon de neige)  a une taille similaire en largeur et en hauteur (sur un axe vertical et horizontal), et donc une forme plus sphérique.

Lorsque la valeur est négative, entre -3dB et –8dB, cela signifie que la cible (goutte, grêlon, flocon de neige) est plus haute sur un axe vertical qu’en largeur, sur l’axe horizontal.

Le coefficient de corrélation (CC)

Echo Coeffience Corelation
Écho radar du Coefficient de corrélation (Cliquez sur l’image pour agrandir)

Le coefficient de corrélation (CC) mesure la cohérence des formes et de la taille des objets, ou cibles, dans le faisceau radar. Ainsi, grâce à ces mesures, il vous sera alors possible de savoir si il s’agit de données météorologiques ou des données non-météorologies comme des oiseaux, des insectes ou des débris causés par une tornade, par exemple.

L’échelle des valeurs se situe entre 0.3 et 1.05. Contrairement à la majorité des autres type d’échos, le coefficient de corrélation n’est pas exprimé en une unité.

Lorsque les valeurs se situent entre 0.99 et 1.05, il s’agit purement de pluie ou de neige.

Les valeurs entre 0.9 et 0.8, indiques qu’il s’agit de neige fondu ou de la grêle fine.

Entre 0.8 et 0.6, il s’agit généralement de grêlons atteignant une taille importante.

Et lorsque ces valeurs tombent en dessous de 0.6 et jusqu’à 0.2, on parle alors de données non-météorologiques.

En fonction de l’application utilisée, prêtez attention à l’échelle de couleur utilisée, pour vous y retrouver.

Vous pourrez retrouver d’autres types de données issues de la double polarisation, en anglais, à l’adresse suivante:
https://www.weather.gov/jan/dualpolupgrade-products

Souvenez-vous que toutes ces données, que ce soit la réflectivité, la vélocité, ou les autres données issues de la double polarisation, sont relatives à la position du radar. Il est donc important de savoir où se trouve celui-ci afin de pouvoir interpréter ces données correctement. N’hésitez pas à vous servir du modèle VCP 12&121 du NWS comme référence.

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