Contenu

Radar et détection de la foudre

Questions fréquemment posées

Où puis-je consulter les images radar ?

Les images radar les plus récentes sont disponibles sur le site web de l'IRM.

 

Images radar temps réel

Combien y a-t-il de radars en Belgique ?

La Belgique compte trois radars météorologiques. L'IRM exploite un radar à Wideumont dans la province du Luxembourg et un radar à Jabbeke en Flandre Occidentale. Un troisème radar est exploité par Belgocontrol à Zaventem.

La carte suivante montre la position des trois radars belges ainsi que du radar de l'Avesnois exploité par  Météo-France. Les cercles indiquent la portée à 100 km dans laquelle une estimation quantitative des précipitations est possible.

 

 

Afficher l'emplacement des radars dans une nouvelle fenêtre (Google Maps)

 

Pourquoi avoir installé un radar à Wideumont?

Le radar est installé sur le plateau de Recogne à une altitude de 535m. La tour radar atteint 50 m de haut et l'antenne installée au sommet culmine à une altitude de 585m. Le site choisi permet donc d'avoir un horizon parfaitement dégagé et d'assurer ainsi une bonne visibilité dans toutes les directions.

D'autre part, le site du radar permet une bonne couverture sur les bassins versants de nombreuses rivières se jetant pour la plupart dans la Meuse: la Lesse, la Lomme, la Semois, l'Ourthe, la Sûre, ... Une meilleure estimation des précipitations tombant sur ces bassins versants permet de mieux évaluer les risques de crues et d'innondations.

 

Et pourquoi un autre à Jabbeke?

La portée d’un radar météorologique étant d’environ 240 km, un seul radar est en principe suffisant pour couvrir toute la Belgique mais, en pratique, les observations ne sont exploitables de manière quantitative que dans un rayon de 80 à 100 km autour du radar.

Depuis plusieurs années l'Institut Royal Météorologique de Belgique souhaitait améliorer la couverture radar du Nord-Ouest du pays. C'est maintenant chose faite grâce à l'installation du nouveau radar de Jabbeke. En outre, ce radar constitue un poste avancé pour observer et suivre de manière très précise les précipitations venant du Nord de la France et de la mer du Nord.

 

Le radar de Jabbeke est un radar à double polarisation. Qu'entend-on par là ?

Le radar de Jabbeke est équipé de la technologie dite de “double polarisation”. Les radars conventionnels comme celui de Wideumont fournissent uniquement une estimation de la quantité de précipitations alors que la technique de double polarisation permet également d’estimer le type des précipitations. Ainsi, le radar peut par exemple faire la distinction entre la pluie, la neige et la grêle. Grâce à cette technique, le radar de Jabbeke compte parmi les plus modernes d’Europe.

 

Principe du radar à double polarisation.

Comment fonctionne précisément un radar à double polarisation ? Un radar conventionnel émet une impulsion électromagnétique dans un plan horizontal uniquement alors que le radar à double polarisation est capable d'émettre dans les polarisations horizontales et verticales. En mode réception, ce type de radar permet également de distinguer les échos renvoyés dans les deux polarisations. La forme des particules de précipitations varie selon le type de précipitations et, par conséquent, les signaux renvoyés dans les deux polarisations varient également. Les petites gouttes observées lors de faibles précipitations ont une forme approximativement sphérique et les échos renvoyés dans les deux polarisations sont semblables. Les grosses gouttes ont, par contre, une forme aplatie et les échos renvoyés par des précipitations très intenses sont plus forts en polarisation horizontale qu'en polarisation verticale. La grêlons, quant à eux, peuvent être assimilés, en première approximation, à des sphères de grandes tailles par rapport aux gouttes de pluie. Les chutes de grêles se distingueront dès lors par des échos très intenses et similaires dans les deux polarisations. La neige peut également être identifiée grâce aux observations en double polarisation.

 

Les signaux en double polarisation diffèrent selon le type de précipitations.

Le produit final du traitement des données polarimétriques est une carte indiquant le type de précipitations (bruine, pluie, neige, grêle, …). Cette information est particulièrement utile pour affiner les avertissements délivrés par l'IRM dans les situations météorologiques dangereuses. C'est notamment le cas en été pour les orages et en hiver pour les chutes de neige. De nombreux services extérieurs à l'IRM, tels les services d'épandage, font usage de ces informations.

 

Quelles sont les images générées par le radar?

Les données radar brutes récoltées par le radar de Wideumont sont transférées en temps réel vers l'IRM à Uccle où elles sont traitées de manière à générer un certain nombre d'images radar.

Image précipitations 240 km (Wideumont/Zaventem) / 300 km (Jabbeke)

L'image de base est produite toutes les 5 minutes et représente l'intensité des précipitations dans un rayon de 240 km autour du radar. Ces images permettent aux prévisionnistes de suivre à la trace les zones de précipitations. La portée maximale pour la détection des précipitations est de 240 km mais une estimation réaliste de l'intensité des précipitations n'est possible que dans un rayon de l'ordre de 100 km. La localisation et la distribution spatiale des précipitations est très bien rendue sur les images radar mais l'intensité estimée en un point peut être entachée d'une erreur de mesure non négligeable.

L'image suivante donne la distribution des précipitations pour le 21 juillet 2009 à 15h30 en temps universel (heure locale : 17h30). Il s'agit d'un épisode orageux de forte itensité. On distingue nettement en rouge les zones de très fortes précipitations, associées à des orages.  En Belgique, ce phénomène qui a la fâcheuse tendance de se produire tous les 21 juillet est communément appelé "drache nationale".

 

 

Image Précipitations 120 km

Une image des précipitations dans un rayon de 120 km autour du radar est également générée toutes les 5 minutes. Cette image offre une résolution spatiale plus fine. L'exemple suivant observé le 22 juin 2008 à 15h en temps uiversel (temps local: 17h) montre également les précipitations associées au passage d'un système orageux.

 

 

Image Doppler

 Le radar de Wideumont est équipé d'une fonction Doppler qui permet de mesurer la vitesse radiale des précipitations. En d'autres termes, le radar permet de déterminer si les précipitations s'éloignent ou se rapprochent du radar et à quelle vitesse. L'image Doppler est limitée à un rayon de 120 km et est générée toutes les 15 minutes. Sur l'image suivante, on distingue une zone de précipitations qui s'étend sur tout le domaine d'observation. Les régions en bleu correspondent à des zones où les précipitations se rapprochent du radar et celles en rouge à des zones où les précipitations s'éloignent du radar. L'axe blanc est perpendiculaire au déplacement des précipitations

 

 

Pourquoi la portée est-elle limitée?

La raison principale de la portée limitée du radar est la courbure de la Terre. En première approximation, on peut considérer que le faisceau radar suit une trajectoire rectiligne. La courbure de la Terre implique dès lors que l'altitude moyenne du faisceau augmente avec la distance. Plus le radar voit loin, plus il voit haut. A partir d'une certaine distance, le faisceau radar se trouve à une altitude plus élevée que les nuages qui génèrent les précipitations. Cette distance détermine la limite de détection des précipitations.

 


Afficher l'emplacement des radars dans une nouvelle fenêtre (Google Maps)

 

En réalité, le faisceau ne suit pas une trajectoire rectiligne mais est légèrement courbé vers le bas en raison des variations verticales de pression, de température et d'humidité. Dans les conditions atmosphériques standard, la courbure du faisceau est cependant plus faible que la courbure de la Terre. L'élévation du faisceau avec l'altitude reste donc valable même si cet effet n'est pas aussi marqué que pour une trajectoire rectiligne.

La portée varie en fonction du type de précipitations. De faibles bruines générées à très basse altitude ne pourront être détectées que dans un rayon de quelques dizaines de kilomètres autour du radar. En revanche, des cellules orageuses dont l'extension verticale atteint plus de 10 km pourront être détectées jusqu'à des distances très élevées. La portée du radar de Wideumont pour la détection des orages est de 240 km: elle s'étend de Ostende à Strasbourg, et de Troyes à Dortmund.

 

Les images sont-elles toujours correctes?

Non. Comme pour tout instrument de mesure, les données récoltées par le radar sont entachées de certaines erreurs de mesure. Ces erreurs conduisent pour la plupart à surestimer ou à sousestimer les précipitations. Dans certains cas également, le radar ne détectera pas de précipitations malgré leur présence. Dans d'autres cas enfin, le radar peut sembler détecter des précipitations alors qu'il n'y en a pas. Nous nous limiterons ici à décrire les principales sources d'erreur.

Erreurs liées au principe de la mesure radar

La mesure radar est une mesure indirecte. Le radar mesure la réflectivité des précipitations à une certaine altitude alors que ce que l'on recherche pour la plupart des applications c'est l'intensité des précipitations au niveau du sol. La conversion entre la réflectivité et le taux de précipitations est loin d'être évidente et constitue une source importante d'erreurs. D'autre part, comme l'illustre la figure suivante, le taux de précipitations observé par le radar à une certaine altitude n'est pas identique au taux de précipitations observé au niveau du sol.

 

 

Echos du sol

Le faisceau radar peut renconter certains obstacles sur son passage: arbres, tours, pylones éléctriques, collines, ... Ces obstacles renvoient un écho radar qui peut être interprété comme un écho de précipitations. D'autre part, les zones situées à l'arrière de ces obstacles sont partiellement occultées et les précipitations situées dans ces régions seront moins visibles et donc sous-estimées. Le site de Wideumont a été choisi de manière à limiter au maximum la présence d'obstacles. La plupart du temps, seuls quelques échos du sol du côté des Hautes Fagnes et sur les rives de la Haute-Meuse en France sont visibles sur les images. Toutefois, dans certains cas de larges zones d'échos du sol sont visible sur les images radar. Il s'agit des cas de "propagation anormale".

 

Propagation anormale

Dans certaines conditions atmosphériques, le faisceau radar suit une trajectoire dont la courbure est plus grande que la courbure de la Terre. Il en résulte que le faisceau vient percuter la Terre à une certaine distance. La Terre renvoit un écho qui apparaît sur les images radar comme une zone de précipitations. Ces cas de propagation anormale surviennent généralement dans des situations anticycloniques comprenant des inversions de température.

 

 

L'image suivante montre un cas spectaculaire de propagation anormale. Il s'agit du 8 février 2008 à 8h45 UT. Un anticyclone très puissant s'étend sur toute l'Europe et assure le grand beau temps en Belgique. L'image radar indique pourtant de larges zones de précipitations. Une certaine prudence dans l'interprétation de ces images n'était pas superflue ...