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Comment fonctionne le radar météorologique ?


Que ferions-nous sans radar météorologique ? Cette découverte accidentelle a révolutionné notre façon de voir la météo et a permis de sauver d'innombrables vies au cours des six dernières décennies. Ses utilisations vont de l'observation d'une pluie légère qui se dirige lentement vers vous jusqu'au suivi de l'emplacement précis d'une tornade déchirant des villes à des centaines de kilomètres. Le radar météorologique est une technologie incroyable, et savoir comment interpréter les couleurs sur la carte peut vous protéger à l'approche de la saison des intempéries.

COMMENT ÇA FONCTIONNE

Les troupes en première ligne pendant la Seconde Guerre mondiale ont découvert que le radar qu'elles utilisaient pour suivre les avions ennemis entrants détectait également les précipitations, leur donnant la possibilité de surveiller à la fois les tempêtes et les avions. Les météorologues ont étudié ce phénomène une fois la guerre terminée et ont développé cette technologie en un outil que nous utilisons tous les jours.

Les États-Unis ont plus de 120 sites de radars météorologiques à travers le pays qui surveillent en permanence le ciel pour nous protéger, peu importe ce qui se profile à l'horizon. Le radar météorologique se compose d'une parabole rotative protégée par un grand dôme blanc ; cette parabole envoie des impulsions d'énergie (le faisceau radar) dans l'atmosphère pour détecter des objets comme la pluie ou la grêle. Si le faisceau radar rencontre un objet, une partie du rayonnement rebondira sur celui-ci et retournera sur le site du radar.

PRÉCIPITATION

Une image radar de l'ouragan Katrina lorsqu'il s'est abattu à l'est de la Nouvelle-Orléans le 29 août 2005. (IMAGE : Gibson Ridge)

La force du faisceau de retour et le temps qu'il faut pour que l'impulsion revienne à la parabole radar nous permet de voir à quel point les précipitations sont abondantes et à quelle distance elles se trouvent du site radar. Les données résultantes sont affichées sur une carte à l'aide d'une échelle arc-en-ciel qui s'étend généralement du bleu clair au rouge foncé et au violet, avec des couleurs plus froides indiquant des précipitations plus légères et des couleurs plus chaudes indiquant de fortes précipitations. Des lots solides d'oranges, de rouges et de violets sur une image radar indiquent généralement un orage intense.

Un développement récent de la technologie radar appelé « double polarisation » permet au radar d'envoyer deux faisceaux d'énergie, l'un orienté horizontalement et l'autre orienté verticalement. Ce double faisceau radar nous permet de voir la taille et la forme des objets tombant dans l'atmosphère. Ceci est important car il peut nous faire la différence entre la pluie, la grêle, la neige, le grésil et les objets étrangers comme les débris de tornade. Le National Severe Storms Laboratory appelle cela 'l'amélioration la plus importante jamais apportée au réseau radar du pays depuis le radar Doppler'. (Le radar Doppler détecte la vitesse d'un objet, comme expliqué ci-dessous.)

Le seul inconvénient de la technologie à double polarisation est causé par la Terre elle-même. Au fur et à mesure que le faisceau radar s'éloigne du site radar, il monte plus haut du sol en raison de la courbure de la Terre. Une fois que le faisceau est à quelques dizaines de kilomètres du radar lui-même, il ne peut détecter les précipitations qu'à plus de 10 000 pieds au-dessus de la surface, ce qui est trop élevé pour obtenir une lecture précise de ce qui se passe plus près du sol.



RAPIDITÉ

Une vue côte à côte de la tornade Tuscaloosa-Birmingham le 27 avril 2011. Le panneau de gauche montre les précipitations, y compris la boule de débris dans la tornade elle-même, tandis que le panneau de droite montre les vents au sein de la tempête. (IMAGE : Gibson Ridge)

La caractéristique la plus importante du radar météorologique est sans doute son utilisation de l'effet Doppler, qui donne au radar la capacité de détecter à quelle vitesse les précipitations se déplacent dans une certaine direction - en d'autres termes, il nous montre le vent. Le National Weather Service a commencé à l'utiliser dans les années 1980, nous permettant de voir des rafales de vent et des tornades dommageables se développer au cours d'un orage.

La couverture des conditions météorologiques extrêmes à la télévision utilise souvent des images de vitesse pour aider les météorologues et les téléspectateurs à déterminer où une tornade est le plus susceptible de se produire dans un orage violent. L'imagerie de vitesse se compose généralement de couleurs rouge et verte; les couleurs rouges indiquent généralement le mouvement du ventun moyendu site radar, tandis que le vert montre le vent se déplaçantversle site radar.

Lorsque les couleurs rouge et verte sont très proches dans un orage, cela s'appelle un couplet de rotation, et c'est là qu'une tornade se produit le plus probablement. Le couplet dans le panneau droit de l'image radar ci-dessus montre les vents tourbillonnant autour de l'intense tornade EF-4 qui a frappé Tuscaloosa et Birmingham, Alabama, le 27 avril 2011.

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RETOURS SANS PRÉCIPITATION

Le radar n'est pas seulement utile pour trouver les précipitations. Vous pouvez également utiliser cette technologie pour repérer les débris de tornade. Cela sert de préavis incroyable pour confirmer les tornades alors que cela aurait été autrement impossible en raison de fortes pluies ou du manque de soleil. Le radar peut également détecter des panaches de fumée provenant d'incendies de forêt, des essaims d'insectes, des volées d'oiseaux, des limites frontales (comme des fronts froids et des brises marines) et même des tragédies comme la désintégration de la navette spatiale.Colombiesur le Texas en 2003.

Le radar est devenu une caractéristique tellement omniprésente de la météorologie qu'on a l'impression qu'il existe depuis toujours. Il est bon de se rappeler qu'il s'agit d'une technologie en constante évolution, avec des applications futures que nous ne pouvons pas encore prévoir.