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Faiblesses et limitations
Aussi géniaux et aussi technologiques que soient les radars Doppler, il reste encore beaucoup de progrès à faire dans le domaine, et pour l’heure, il faut composer avec un certain nombre d’erreur et quelque difficulté technique, et pour pouvoir correctement interpréter les données des différents types d’échos radars, il est important de connaître leurs faiblesses et leurs limitations.
Comme vous avez pu lire précédemment, les radars envoient un signal (une onde électromagnétique) qui est ensuite réfléchie et qui retourne à sa source d’origine. Mais ça, c’est sur le papier…
Ainsi, lorsque le faisceau ou le signal s’éloigne du radar, il s’élargit d’environ 915 mètres (3000feet) tout les 48 Kilomètres (30Miles), celui-ci, peut être représenter sous une forme conique vu du dessus, comme sur l’image ci-après:
Le problème avec l’éloignement et l’élargissement du signal, c’est que cela affecte la “résolution” des images radars et par la même occasion, peut vous induire en erreur. En effet, certains éléments proches de ce dernier seront visibles, alors que ces mêmes éléments, à une plus grande distance, ne le seront pas nécessairement.
Par exemple, c’est souvent la raison pour laquelle une ligne d’orages continue semble se séparer à l’approche du radar. Hors, cette ligne n’en n’a peut-être jamais été une. Il s’agit donc de la conséquence du manque de “résolution” qui peut amener le radar à “voir” une ligne continue.
Sur le tableau ci-dessus, qui est basé sur le modèle VCP 12&121 du NWS, à mesure que ces signaux s’éloignent, et en tenant compte de la courbe terrestre, vous n’obtiendrez pas les mêmes informations à 30km ou à 200km de distance, à une altitude similaire.
Sur l’image ci-dessus, en prenant l’orage qui est le plus proche du radar (à gauche de l’image), vous pourrez voir la base de celui-ci alors que sur celui plus éloigné, vous aurez une visions au dessus du noyau orageux.
Ainsi, l’éloignement ou l’élargissement du signal radar peut provoqué des erreurs d’interprétations dans à la force (puissance) de l’orage et vous amenez à sous-estimer ou surestimer le danger potentiel de ce dernier.
Mais il y a d’autres facteurs qui peuvent venir perturber ce signal et générer des erreurs ou des zones d’ombres, rendant l’analyse des différents échos plus difficile.
En effet, les signaux radars ne se déplacent jamais vraiment en une ligne continue bien droite. Ils peuvent être influencés par différents facteurs, notamment, par les conditions atmosphériques ou la configuration du terrain en lui-même.
La réfraction
Dans des conditions atmosphériques “normales”, la pression diminuent selon une courbe standard avec l’altitude. La courbe du faisceau ou du signal radar est légèrement moins incurvée que la courbe terrestre. Cela dépend principalement de la température, de l’humidité et de la différence de pression atmosphérique.
La sous-réfaction
Toutefois, il n’y a jamais vraiment de conditions dite “normales” Ainsi, lorsque le faisceau ou le signal radar réfracte moins que ce qu’il devrait, on appelle alors cela, la sous-réfraction ou infra-réfraction.
Lorsque la pression atmosphérique, la température, l’humidité diminuent à mesure que l’on monte en altitude, le signal fléchit moins que la “normale” et grimpe excessivement vers le ciel, pouvant passé au dessus de l’orage, vous empêchant par conséquent, de visualisé les précipitations.
La super-réfraction
A l’inverse, lorsque la pression atmosphérique, la température, l’humidité augmentent à mesure que l’on monte en altitude, le faisceau ou du signal radar se courbe plus que la normale et sera alors plus proche de la surface terrestre.
Ce phénomène, appelé super-réfraction, peut conduire à surestimer la force de l’orage du fait que, le radar visualiserait plus le noyau central que la couche supérieur, plus faible en intensité.
Le ducting
Le ducting (littéralement traduit, canalisation), est un terme que je n’ai pas vraiment réussi à traduire, du moins dans un jargons plus météorologique.
Ce phénomène de canalisation, dans les basses couches de l’atmosphère, se produit si les conditions atmosphériques, qui provoquent la super-réfraction, font fléchir le faisceau à une valeur égale ou supérieure à la courbe terrestre.
Le ducting conduit souvent à de faux échos, appelés, propagation anormale, en anglais Anomalous Propagation (AP), Et qui, dans ce cas, peut vous faire passer à côté des précipitations.
Propagation anormale
Selon Wikipedia:
La propagation anormale, est la transmission des ondes électromagnétiques dans l’atmosphère quand l’énergie est réfractée selon une trajectoire autre que celle, considérée comme normale, par des discontinuités de densité à un ou plusieurs niveaux de l’atmosphère terrestre. Wikipedia
Partant de ce principe, cela signifie que parfois, sur les échos radars, certaines choses ne sont pas nécessairement ou réellement présentes sur ces derniers. On peut donc, dans une certaine mesure, assimiler cela à des sortes de mirages.
Prenons un exemple concret où la super-réfraction induit en erreur l’écho radar:
À gauche, on retrouve un écho de type réflectivité que vous avez sans doute déjà vu et que vous verrez un peu plus loin. Au centre, il s’agit d’une image satellite montrant la topologie du terrain par infrarouge et à droite, la superposition des deux.
En gros, sur cet exemple, et dans les deux zones encerclées en jaunes, le signal radar s’étant tellement incurvé, qu’il interprète certaines parties au sol comme si il s’agissait de précipitations alors que ça n’en est pas.
Zones d’ombres
Il y a des zones aux USA, qui se retrouvent sans couverture radar, comme illustré sur l’image ci-dessus. Dans ce cas là, seul un DOW pourra voir ce qu’il ce passe dans la zone. Sauf que les données des DOWs ne sont pas affichées ni répertoriées sur les applications radar grand public, et il vous faudra donc naviguer à vue.
Consistances des données
Il arrive parfois que certaines données, ici, sur cet exemple dans la vélocité, ne soient pas affichées correctement, ce qui donne un aspect incohérent à l’écho radar ci-dessous:
Dans le “demi” cercle couleur pourpre, il s’agit en fait d’un problème dans la vérification du retour du signal, connu aussi sous le nom de “Purple Haze”. En gros, cela signifie que le radar n’a pas été en mesure de déterminer si le signal provenait ou non de la transmission d’origine.
Dans cas là, il y a donc un manque de donnée sur la vitesse des vents qui est ainsi signalé sous cette forme et de cette couleur, et qui, d’un programme à l’autre, est relativement standard.
