Radar du vent
2005/10/01 Imaz Amiano, Eneko - Elhuyar Zientziaren Komunikazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria
Le Service de Climatologie et Météorologie du Gouvernement Basque dispose d'un radar très spécial pour connaître, prédire et analyser l'évolution des épisodes climatiques violents : le radar de profilage, qui réalise des profils verticaux de vent horizontal. Située au cap Galea, à Getxo, en Biscaye, elle montre le profil des vents qui circulent sur lui à une altitude de 3000 mètres, c'est-à-dire détermine sa direction et sa vitesse.
Par exemple, le 7 février 1996, une dépression profonde a provoqué un fort vent en forme de galerne, avec même des surpresseurs de 125 km/h. Les radars conventionnels ne peuvent pas enregistrer ce type d'événements, mais à travers le radar de profilage il a été très bien vu comment le front de vent s'est approché de la côte, et comment ce front en altitude est descendu de haut en bas, et comment à 7 heures du matin est arrivé au niveau de la terre.
Pour ce faire, le radar de profilage émet un micro-ondes, est directionnel et mesure le vent, c'est-à-dire quelque chose qui n'est pas solide ou liquide. Cependant, les radars conventionnels, les plus utilisés sur les routes, les aéroports ou les climatologies, fournissent des informations sur la présence d'objets via des ondes radio directionnelles ou non directionnelles.
Exploration verticale
La galea est un radar de profilage rare situé sur le cap, non seulement pour son apparence. En fait, pour obtenir les données du vent, l'antenne du radar émet des impulsions micro-ondes vers le ciel de 1290 MHz dans cinq directions. Un pouls est envoyé verticalement, directement au zénith, et les quatre autres points cardinaux, avec un angle de 15,5°. Envoie des impulsions de 700 et 1.400 x 10 à 9 secondes.
Le radar profite de la variation du taux de réfraction. En fait, la réfraction se produit entre deux moyens: les ondes, en passant de l'un à l'autre, changent de direction. L'exemple le plus clair se produit quand un bâton est immergé dans l'eau; dans la zone qui traverse la surface, il semble que le bâton se tord parce que la direction des ondes lumineuses change en passant d'un milieu à l'autre.
Dans l'atmosphère, il n'y a pas de changements dans le milieu, mais le vent provoque des changements dans l'indice de réfraction. Ceci, à son tour, provoque que certains de ces micro-ondes émises par le radar se reflètent et retournent à l'antenne. Or, la fréquence des micro-ondes qui retournent n'est pas la même que la fréquence des émises, donc ils sont utilisés pour obtenir les résultats: la différence de fréquence des ondes émises et celles récupérées est recueillie par l'ordinateur, traitée et représentée le profil du vent avec une direction et une vitesse précises. Cependant, l'interprétation et les conclusions de ces images et données sont l'œuvre d'experts.
Normalement, avec le radar de la Galea on mesure un vent jusqu'à 3000 mètres de haut, mais il varie en fonction des conditions, surtout de l'humidité. Les jours très peu humides peuvent atteindre jusqu'à 5000 mètres d'altitude. La résolution est de 100-200 mètres, bien qu'elle fonctionne actuellement sur une résolution de 100%.
Mais en plus de mesurer le vent, le radar mesure la température. Pour cela on utilise, d'une part, les ondes recueillies par le radar et, d'autre part, les signaux acoustiques émis spécifiquement pour cela, en recueillant leur reflet. Quatre claxons autour du radar émettent des impulsions sonores de 300-400 nanosecondes de durée mesurées à une altitude comprise entre 700 et 1.000 mètres.
La portée des ondes sonores est inférieure à celle des micro-ondes, de sorte que les mesures sont prises à moindre altitude. En outre, les mesures de température ne peuvent être effectuées que pendant la journée. En fait, lorsque le radar a été installé, il n'y avait pas de maison à proximité, mais aujourd'hui oui, de sorte qu'ils ne peuvent pas être utilisés la nuit. Les mesures du vent sont effectuées toutes les 25 minutes avec des radars et une température toutes les 30 minutes.
Multiples utilisations des données
Toutes les données du radar sont collectées à la Direction de Climatologie et Météorologie du Gouvernement Basque. Cependant, ils ont également été reçus à l'École d'Ingénierie de l'Université du Pays Basque, dans le Groupe d'Environnement Atmosphérique.
Les données collectées sont très polyvalentes. Comme l’explique Lucio Alonso, de l’École d’Ingénierie, les données sont utilisées pour la recherche du bas de l’atmosphère et pour ses études météorologiques : évolution du vent et de la température, formation de couches d’air, interactions entre le vent et la topographie, dispersion de polluants atmosphériques, étude de phénomènes météorologiques extrêmes…
À leur tour, ces recherches ou études ont de multiples applications. Ils peuvent être utilisés pour prédire et analyser le temps à court terme, surtout quand il s'agit d'une tempête ou des pluies intenses. Les données sont également d'intérêt pour les services de surveillance météorologique des aéroports. Les coupes de vent sont très dangereuses pour l'atterrissage ou le décollage, et les radars de profilage sont facilement détectables.
Il est également d'un grand intérêt pour les services de surveillance environnementale, car les données peuvent être utilisées pour prédire la dispersion des polluants produits par accident ou par l'activité humaine normale. En définitive, les polluants atmosphériques sont transportés par le vent.
Ozone de Bretagne à Bilbao
Le groupe d'environnement atmosphérique de l'École d'ingénierie a mené, entre autres, des études sur le transport d'ozone à longue distance.
Par exemple, on sait que des sacs d'ozone sont générés depuis 1989 sur Bilbao, mais la concentration de ces sacs est supérieure à celle provoquée par l'ozone produite à Bilbao. A Bilbao s'accumule donc l'ozone provenant d'un endroit.
La combinaison des données obtenues par le profileur radar et les modèles de transport et de trajectoire météorologique obtenus par d'autres méthodes a montré que l'ozone est transportée à longue distance à des altitudes élevées. C'est ainsi qu'ils ont su, dans certaines conditions météorologiques, que l'ozone mesurée au Pays Basque est originaire de Bretagne, en plus de ce qui y est produit.
L'ozone venant de Bretagne fait deux routes avant d'arriver à Bilbao : l'une est le courant d'air qui vient directement de Bretagne et l'autre, qui après avoir traversé le sud de la France et Tarragone, entre dans la vallée de l'Èbre. Dans les deux zones, en outre, la quantité d'ozone est augmentée. Comme l'ozone extérieure arrive à Bilbao, l'ozone créée à Bilbao s'étend à d'autres endroits.
Il faut garder à l'esprit que lorsque l'ozone est dans les couches supérieures de l'atmosphère, il nous aide à nous protéger du rayonnement solaire, mais dans les couches inférieures de l'atmosphère est toxique et l'inhalation de nombreux ozone nous affecte. Il est très important de connaître ce transport.
Pour le moment, il y a environ 12 radars de ce type dans toute l'Europe, mais Lucio Alonso devrait croître peu à peu, en particulier compte tenu de la disponibilité des aéroports et de l'industrie dans les zones avec une grande quantité de polluants.
Qu'est-ce que le radar ?
Acronyme de radio detection and ranging en anglais, détection et localisation radio. C'est un outil et un système qui calcule la position et la distance d'un objet en émettant des ondes radio.
En fait, le radar est basé sur l'émission d'impulsions courtes et étroites des ondes électromagnétiques et sur leur intégration dans un récepteur après réflexion sur un obstacle. Étant donné que les ondes se déplacent à une vitesse de 300.000 km/s, il permet de mesurer la distance exacte à l'obstacle. De plus, si l'objet est déplacé par rapport à la source d'onde, la vitesse de l'objet peut également être mesurée par le changement de fréquence résultant de l'effet Doppler.
Marconi exposa en 1922 les bases théoriques pour le développement du radar. Pendant la Seconde Guerre mondiale, la détection d'avions allemands revêt une importance particulière. Depuis lors, les radars de surveillance aérienne, terrestre et maritime à usage militaire se sont développés et sont devenus indispensables. Les utilisations civiles ont également été multipliées: on utilise des radars pour contrôler le trafic aérien, mesurer la vitesse de la route, suivre les satellites ou les ordures de l'espace, suivre avec précision les tempêtes en météorologie, trouver des objets enterrés… On utilise aussi un type de radar pour ouvrir automatiquement les portes des magasins.
Le radar identifie tout objet, car les ondes radio se reflètent dans les montagnes, ponts, bâtiments, lampadaires ou autre chose. Cela peut être un problème dans un aéroport ou dans un contrôle de la vitesse de la route, mais dans ces cas, il filtre le signal de retour. Dans les contrôles de vitesse, par exemple, il identifie uniquement les ondes que l'effet Doppler a transformées et non les objets immobiles.
Le sonar marin est très semblable au radar, mais il utilise des ondes sonores plutôt que des ondes radio, pour sa meilleure portée sous l'eau.
Du monde à BilbaoLes études réalisées avec le radar de profilage ont montré que l'ozone produite en Bretagne et au Royaume-Uni est transportée dans des couches élevées de l'atmosphère, arrivant à Bilbao, entre autres.           |
