Estimation du taux precipitant a partir des radars meteorologiques doppler aeroportes bi-faisceaux application a l'experience toga-coare

Estimation of the rainfall rate using dual-beam airborne weather doppler radar application to the toga-coare experiment

• Auteur / Autrice : STEPHANE OURY
• Direction : Jacques Testud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

Le developpement des radars meteorologiques doppler aeroportes bi-faisceaux permet d'observer en 3d les champs de vents et de precipitation qui sont associes aux systemes convectifs intenses. Cependant, la taille limitee des antennes embarquees impose l'utilisation de radars hautes frequences, dont les faisceaux sont tres attenues pendant la traversee des cellules de pluie. Cette these a pour objet de corriger ces effets, afin de pouvoir calculer les champs de precipitation de facon plus precise. Elle peut se resumer en deux parties : developpement algorithmique : l'ancienne analyse stereoradar (qui calcule independamment la reflectivite non attenuee z et l'attenuation specifique k) a ete reecrite en coordonnees cartesiennes afin d'ameliorer sa souplesse d'emploi. Puis, deux nouvelles approches qui exploitent egalement la strategie d'echantillonnage bi-faisceaux des radars, ont ete developpees. L'analyse quand-beam est reservee aux jeux de donnees ou deux avions ont opere simultanement, alors que le dual-beam est une approche plus simple qui ne necessite les donnees que d'un seul radar. Analyse des donnees : une application de ces techniques a un systeme precipitant echantillonne pendant toga-coare est proposee. Les champs z et k sont valides par inter-comparaison et les relations liant k a z sont confrontees a celle donnee par un modele de diffusion utilisant les mesures microphysiques recueillies in-situ par les avions. Les champs 3d de z et k montrent que les pluies tendent vers un spectre d'equilibre en raison des phenomenes de collision et de coalescence. Des relations entre r, z et k sont ensuite etablies en faisant des hypotheses sur la distribution dimensionnelle des hydrometeores, puis sont appliquees aux donnees corrigees. Finalement, la valeur du taux precipitant ainsi calcule est integree sur la surface des cellules de pluie. Elle est 3 fois plus grande que celle obtenue en utilisant une relation r(z,k) classique et les donnees attenuees.