- NEXRAD
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NEXRAD ou WSR-88D (de next-generation radar en anglais) est un réseau de radars Dopplers implantés par le National Weather Service (NOAA) à travers tout le territoire américain depuis 1988. Les radars NEXRAD détectent la précipitation et la direction de celle-ci pour en calculer la vitesse du vent.
Le réseau NEXRAD effectue un sondage à haute résolution avec une longueur d'onde de 10 cm dont l'atténuation est négligeable dans la pluie forte . Le programme de traitement des données est assorti de différents algorithmes pour l'analyse du potentiel des orages (grêle, tornades, vents). Sa désignation de WSR-88D vient de Weather Surveillance Radar, 1988, soit Radar de surveillance du temps version 1998, et Doppler.
Le réseau de radars NEXRAD à travers les États-Unis contigus
Alaska, Hawaï et les autres territoiresSommaire
Histoire
Article détaillé : Radar météorologique.
Après la Seconde Guerre mondiale, certains scientifiques qui avait travaillé sur les radars se sont tournés vers l'utilisation météorologique de ces derniers. Les pionniers dans ces recherches furent les Britanniques, les Canadiens et les Américains, forts de leur expérience de guerre. Aux États-Unis, les premiers radars opérationnels furent construits dans les années 1950 et mesurait l'intensité de la précipitation. Peu à peu un réseau de radar s'est constitué, formé de radars de différentes époques et opérés par différents utilisateurs : forces armées, National Weather Service (NWS) et universités.
En même temps, la recherche continuait pour extraire plus d'information de la donnée radar, en particulier sur la vitesse de déplacement des précipitations et des phénomènes à très petite échelles. À partir de 1988, le NWS commença à remplacer son réseau formé de radars construits en 1957 (WSR-57) et en 1974 (WSR-74) par le WSR-88D, fruit de trente années de recherche. Le premier de ces nouveaux radars fut complété à l'automme 1990 à Norman (Oklahoma) comme test et le premier radar opérationnel fut inauguré à Sterling (Virginie) le 12 juin 1992.
Pour installer les 160 radars du programme, il fallut un certain temps et le dernier NEXRAD, celui de North Webster (Indiana), date de 30 août 1997. Les sites radars ont été choisi afin de couvrir le maximum du territoire américain et pour fournir une certaine zone de recouvrement en cas de panne d'un radar[1]
Stratégies de sondage
L'antenne des WSR-88D est contrôlé par un système électronique très flexible qui permet de choisir plusieurs vitesses et nombres d'angles de sondage. La stratégie de sondage est choisie selon le type de cibles et selon la situation météorologique. En effet, dans le cas où aucune précipitation n'est présente, le météorologiste est plus intéressé à connaître la présence de brise de mer ou de cibles biologiques, comme les oiseaux en migrations, ce qui nécessite un balayage à basse altitude et très lent. D'autre part, dans le cas d'orages, il veut avoir des données en trois dimensions de ces derniers.
Le réseau NEXRAD fonctionne donc en deux modes:
- Le mode dit air clair, en rotation très lente et avec un très grand nombre d'impulsions par degrés, lorsqu'il n'y a pas ou très peu de précipitations pour en tirer la structure des vents dans la couche près du sol.
- Les modes précipitations en rotation plus rapide et avec plus d'angles d'élévation, pour suivre les zones de pluie, orages, etc.
Ces stratégies de sondage sont appelées Volume Coverage Patterns (VCP) pour patrons de couverture volumique. Il existe six stratégies définies dans les programmes des NEXRAD. L'ordinateur de contrôle change d'un à l'autre automatiquement selon l'intensité et la couverture des échos détectés. Les météorologistes peuvent également changer manuellement vers un VCP donné. Chaque VCP comporte un nombre d'angle, une vitesse de rotation, une largeur d'impulsion et un mode de transmission/réception particulier.
VCP Temps de sondage
(min)Angles sondés (°) Utilisation Commentaires 11 5 0,5, 1,5, 2,4, 3,4, 4,3, 5,3, 6,2, 7,5, 8,7, 10, 12, 14, 16,7, 19,5 Averses ou orages, spécialement près du radar Meilleure couverture volumique 12 4 0,5, 0,9, 1,3, 1,8, 2,4, 3,1, 4,0, 5,1, 6,4, 8,0, 10,0, 12,5, 15,6, 19,5 Averses ou orages, surtout à plus longue portée Emphase sur les angles qui couvrent les bas niveau des nuages convectifs 121 5,5 0,5, 1,5, 2,4, 3,4, 4,3, 6,0, 9,9, 14,6, 19,5 Quand de nombreux orages avec mésocyclones sont dans la couverture radar, lors de système tropicaux ou quand une meilleure résolution de vitesse est nécessaire Balaie les bas niveaux plusieurs fois et à des taux de répétitions des impulsions différents pour une meilleure résolution Doppler 21 6 0,5, 1,5, 2,4, 3,4, 4,3, 6,0, 9,9, 14,6, 19,5 Précipitation de bas niveau Utilisé pour les précipitations stratiformes, rarement pour la convection car trop lent entre les volumes 31 10 0,5, 1,5, 2,5, 3,5, 4,5 Détection des frontières subtiles entre masses d'air ou la neige de bas niveau Impulsion longue 32 10 0,5, 1,5, 2,5, 3,5, 4,5 Sondage lent ce qui augmente la sensibilité et réduit l'usure de l'antenne. Utilisation pour la détection en air clair des vents et des cibles biologiques Impulsion courte Futur
De 2010 à avril 2013, les radars du réseau NEXRAD sont mis à niveau pour émettre simultanément des faisceaux radars polarisées verticalement et horizontalement[2]. Les données comparées des retours orthogonaux permettent d'estimer directement le type de précipitation et d'éliminer certains artéfacts comme les oiseaux et les insectes qui ont des caractéristiques différentes[3].
Depuis 2003, un radar tridimensionnel à balayage électronique, acheté de la United States Navy par le service météo est mis à l'essai pour évaluer l'utilité de ce concept dans la détection des précipitations. L'avantage de ce type d'antenne est d'obtenir un sondage de l'atmosphère dans un temps beaucoup plus rapide qu'avec une antenne conventionnelle, permettant de voir l'évolution des orages avec une résolution temporelle grandement supérieure. Comme ces derniers peuvent changer de caractéristiques très rapidement et donner du temps violent, l'espoir est de pouvoir mieux anticiper le déclenchement des phénomènes violents (tornade, grêle, pluie torrentielle et rafales descendantes) et ainsi améliorer les préavis d'alertes météorologiques.
On estime qu'il faudra de 10 à 15 ans pour compléter les recherches et faire les plans pour construire une nouvelle génération de radars météorologiques utilisant ce principe qui pourraient donner un sondage complet en moins de 5 minutes. Le coût estimé de cette expérience est de 25 millions USD[4].
Liste des sites NEXRAD
Coordonnées des sites NEXRADÉtat Site radar Indicatif Coordonnées AL Birmingham KBMX AL Fort Rucker KEOX AL Huntsville KHTX AL Maxwell AFB KMXX AL Mobile KMOB AK Bethel PABC AK Fairbanks/Pedro Dome PAPD AK Kenai PAHG AK King Salmon PAKC AK Middleton Island PAIH AK Nome PAEC AK Sitka/Biorka Island PACG AR Fort Smith KSRX AR Little Rock KLZK AZ Flagstaff KFSX AZ Phoenix KIWA AZ Tucson KEMX AZ Yuma KYUX CA Beale AFB KBBX CA Edwards AFB KEYX CA Eureka KBHX CA Los Angeles KVTX CA Sacramento KDAX CA San Diego KNKX CA San Francisco KMUX CA San Joaquin Valley KHNX CA Santa Ana Mountains KSOX CA Vandenberg AFB KVBX CO Denver KFTG CO Grand Junction KGJX CO Pueblo KPUX DE Dover AFB KDOX GA Atlanta KFFC GA Moody AFB KVAX GA Robins AFB KJGX GU Andersen AFB PGUA FL Eglin AFB KEVX FL Jacksonville KJAX FL Key West KBYX FL Melbourne KMLB FL Miami KAMX FL Tallahassee KTLH FL Tampa KTBW HI Kauai PHKI HI Kohala PHKM HI Molokai PHMO HI South Shore PHWA IA Davenport KDVN IA Des Moines KDMX ID Boise KCBX ID Pocatello/Idaho Falls KSFX IL Chicago KLOT IL Lincoln KILX IN Evansville KVWX IN Indianapolis KIND IN North Webster KIWX État Site radar Indicatif Coordonnées KS Dodge City KDDC KS Goodland KGLD KS Topeka KTWX KS Wichita KICT KY Fort Campbell KHPX KY Jackson KJKL KY Louisville KLVX KY Paducah KPAH LA Fort Polk KPOE LA Lake Charles KLCH LA New Orleans KLIX LA Shreveport KSHV MA Boston KBOX ME Loring AFB KCBW ME Portland KGYX MI Detroit/Pontiac KDTX MI Gaylord KAPX MI Grand Rapids KGRR MI Marquette KMQT MN Duluth KDLH MN Minneapolis/St. Paul KMPX MO Kansas City KEAX MO Springfield KSGF MO St. Louis KLSX MT Billings KBLX MT Glasgow KGGW MT Great Falls KTFX MT Missoula KMSX MS Brandon/Jackson KDGX MS Columbus AFB KGWX NC Morehead City KMHX NC Raleigh/Durham KRAX NC Wilmington KLTX ND Bismarck KBIS ND Grand Forks KMVX ND Minot AFB KMBX NE North Platte KLNX NE Omaha KOAX NE Grand Island/Hastings KUEX NM Albuquerque KABX NM Cannon AFB KFDX NM Holloman AFB KHDX NV Las Vegas KESX NV Reno KRGX NY Albany KENX NY Binghamton KBGM NY Buffalo KBUF NY Fort Drum KTYX NY New York City KOKX NV Elko KLRX OH Wilmington KILN OH Cleveland KCLE OK Frederick KFDR OK Oklahoma City KTLX OK Tulsa KINX OK Vance AFB KVNX État Site radar Indicatif Coordonnées OR Medford KMAX OR Pendleton KPDT OR Portland KRTX PA Pittsburgh KPBZ PA State College KCCX PA Philadelphia KDIX PR San Juan TJUA SC Charleston KCLX SC Columbia KCAE SC Greer KGSP SD Aberdeen KABR SD Rapid City KUDX SD Sioux Falls KFSD TN Knoxville/Tri Cities KMRX TN Memphis KNQA TN Nashville KOHX TX Amarillo KAMA TX Austin/San Antonio KEWX TX Brownsville KBRO TX Corpus Christi KCRP TX Dallas/Ft. Worth KFWS TX Dyess AFB KDYX TX El Paso KEPZ TX Fort Hood KGRK TX Houston/Galveston KHGX TX Laughlin AFB KDFX TX Lubbock KLBB TX Midland/Odessa KMAF TX San Angelo KSJT UT Cedar City KICX UT Salt Lake City KMTX VA Norfolk/Richmond KAKQ VA Roanoke KFCX VA Sterling KLWX VT Burlington KCXX WA Seattle/Tacoma KATX WA Spokane KOTX WI Green Bay KGRB WI La Crosse KARX WI Milwaukee KMKX WV Charleston KRLX WY Cheyenne KCYS WY Riverton KRIW Bibliographie
- David Atlas, Radar in Meteorology: Battan Memorial and 40th Anniversary Radar Meteorology Conference, publié par l'American Meteorological Society, Boston, 1990, 806 pages, ISBN 0-933876-86-6, AMS Code RADMET.
Voir aussi
Articles connexes
- National Weather Service
- Radar météorologique d'aéroport TDWR
- ARAMIS le réseau de radars météorologiques français
- Réseau canadien de radars météorologiques
Liens externes
- Pour l'ensemble des points mentionnés sur cette page : voir sur OpenStreetMap (aide), Google Maps (aide), Bing Maps (aide), ou télécharger au format KML (aide).
- (en) Accès aux données en temps réel à tous les radars NEXRAD
- Informations supplémentaires en anglais
- (en) Frequently Asked Questions par Cooperative Institute for Mesoscale Meteorological Studies et NSSL
- (en) Doppler Radar Frequently Asked Questions par National Weather Service
- (en) National Radar Reflectivity Mosaic FAQ's par NWS
- (en) Radar Frequently Asked Questions par Weather Underground
Notes et références
- (en)WSR-88D Radar, Tornado Warnings and Tornado Casualties, National Weather Service. Consulté le 2007-09-18
- (en) Radar Operations Center, « WSR-88D Dual Polarization Installation Schedule », National Weather Service, 9 août 2011. Consulté le 2011-11-05[PDF]
- (en) Polarimetric Radar Page sur National Severe Storms Laboratory. Consulté le 2011-11-05
- (en)National Severe Storms Laboratory, « New Radar Technology Can Increase Tornado Warning Lead Times », National Oceanic and Atmospheric Administration. Consulté le 2010-09-29[PDF]
Wikimedia Foundation. 2010.
