Validation d'un radar météorologique bande C pour l'étude des précipitations sahéliennes PDF Download
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Author: Jean Lecocq
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Languages : fr
Pages : 194
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Book Description
LA REGION DU SAHEL SOUFFRE D'UN DEFICIT IMPORTANT DE PRECIPITATION DEPUIS UNE VINGTAINE D'ANNEES. DANS CE CONTEXTE, L'EXPERIENCE EPSAT-NIGER EN GENERAL, ET SA COMPOSANTE RADAR EN PARTICULIER, FOURNISSENT UN JEU DE DONNEES APTE A CARACTERISER LA REPARTITION SPATIO-TEMPORELLE DES PLUIES ET A ETUDIER LES COMPLEXES CONVECTIFS PROCHES DU TYPE LIGNE DE GRAINS SE PROPAGEANT A TRAVERS LA BANDE SAHELIENNE. L'INTERET MAJEUR DU RADAR METEOROLOGIQUE SE SITUE DANS LA COUVERTURE SPATIALE CONTINUE QU'IL PROCURE. POUR UTILISER QUANTITATIVEMENT LES CHAMPS DE REFLECTIVITES ACQUIS AVEC LE RADAR BANDE C DE NIAMEY IL EST NECESSAIRE DE DEFINIR UNE OU DES PROCEDURES DE CORRECTION, LA METHODE CLASSIQUE CONSISTANT A AJUSTER LE RADAR SUR UNE MOYENNE APPORTEE PAR LE RESEAU SOL. CETTE APPROCHE EST DEVELOPPEE AINSI QU'UNE SECONDE METHODE UTILISANT UN ALGORITHME ITERATIF AFIN DE DETORDRE LE SIGNAL MESURE DU PHENOMENE D'ATTENUATION DE L'ONDE RADAR. L'ALGORITHME UTILISE SE MONTRE CEPENDANT TRES SENSIBLE AUX DIFFERENTS PARAMETRES MIS EN JEU. OUTRES CES DIFFICULTES DE MESURE, LE RADAR METEOROLOGIQUE FOURNIT DES GRANDEURS INTEGREES DANS L'ESPACE OR SES PROPRIETES D'INTEGRATION VARIENT EN FONCTION DE LA DISTANCE. POUR CARACTERISER CE PHENOMENE UNE ETUDE EST MENEE SUR LA VARIABILITE DES CHAMPS D'INTENSITE D'ABORD A L'AIDE D'UN SIMULATEUR PUIS SUR LES DONNEES REELLES. APRES L'ETAPE PREALABLE DE VALIDATION, LA VARIABILITE DES IMAGES SIMULEES N'EXHIBE AUCUNE TENDANCE. PAR CONTRE LES DONNEES REELLES MONTRENT UNE DIMINUTION DE LA VARIABILITE DES CHAMPS D'INTENSITE A MESURE QUE LA DISTANCE AUGMENTE. LES IMAGES RADAR COLLECTEES DURANT LA CAMPAGNE EPSAT-NIGER PEUVENT ETRE UTILISEES POUR DETERMINER LA VITESSE DES SYSTEMES PRECIPITANTS, ESTIMER LES PRECIPITATIONS OU BIEN EVALUER LA DISTRIBUTION CLIMATOLOGIQUE DES INTENSITES. EN PARTICULIER LES PERFORMANCES DU RADAR ET LA SENSIBILITE AUX TRAITEMENTS DE LA MESURE SONT TESTEES SUR LA DETERMINATION DES LAMES D'EAU A DIFFERENTES ECHELLES D'ESPACE ET DE TEMPS. LES RESULTATS SOULIGNENT L'IMPORTANCE DES CORRECTIONS A APPORTER AUX DONNEES RADAR BRUTES, SANS QU'AUCUN DES PROTOCOLES DE CORRECTION EXAMINES N'APPARAISSE NETTEMENT SUPERIEUR AUX AUTRES
Author: Jean Lecocq
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Pages : 194
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LA REGION DU SAHEL SOUFFRE D'UN DEFICIT IMPORTANT DE PRECIPITATION DEPUIS UNE VINGTAINE D'ANNEES. DANS CE CONTEXTE, L'EXPERIENCE EPSAT-NIGER EN GENERAL, ET SA COMPOSANTE RADAR EN PARTICULIER, FOURNISSENT UN JEU DE DONNEES APTE A CARACTERISER LA REPARTITION SPATIO-TEMPORELLE DES PLUIES ET A ETUDIER LES COMPLEXES CONVECTIFS PROCHES DU TYPE LIGNE DE GRAINS SE PROPAGEANT A TRAVERS LA BANDE SAHELIENNE. L'INTERET MAJEUR DU RADAR METEOROLOGIQUE SE SITUE DANS LA COUVERTURE SPATIALE CONTINUE QU'IL PROCURE. POUR UTILISER QUANTITATIVEMENT LES CHAMPS DE REFLECTIVITES ACQUIS AVEC LE RADAR BANDE C DE NIAMEY IL EST NECESSAIRE DE DEFINIR UNE OU DES PROCEDURES DE CORRECTION, LA METHODE CLASSIQUE CONSISTANT A AJUSTER LE RADAR SUR UNE MOYENNE APPORTEE PAR LE RESEAU SOL. CETTE APPROCHE EST DEVELOPPEE AINSI QU'UNE SECONDE METHODE UTILISANT UN ALGORITHME ITERATIF AFIN DE DETORDRE LE SIGNAL MESURE DU PHENOMENE D'ATTENUATION DE L'ONDE RADAR. L'ALGORITHME UTILISE SE MONTRE CEPENDANT TRES SENSIBLE AUX DIFFERENTS PARAMETRES MIS EN JEU. OUTRES CES DIFFICULTES DE MESURE, LE RADAR METEOROLOGIQUE FOURNIT DES GRANDEURS INTEGREES DANS L'ESPACE OR SES PROPRIETES D'INTEGRATION VARIENT EN FONCTION DE LA DISTANCE. POUR CARACTERISER CE PHENOMENE UNE ETUDE EST MENEE SUR LA VARIABILITE DES CHAMPS D'INTENSITE D'ABORD A L'AIDE D'UN SIMULATEUR PUIS SUR LES DONNEES REELLES. APRES L'ETAPE PREALABLE DE VALIDATION, LA VARIABILITE DES IMAGES SIMULEES N'EXHIBE AUCUNE TENDANCE. PAR CONTRE LES DONNEES REELLES MONTRENT UNE DIMINUTION DE LA VARIABILITE DES CHAMPS D'INTENSITE A MESURE QUE LA DISTANCE AUGMENTE. LES IMAGES RADAR COLLECTEES DURANT LA CAMPAGNE EPSAT-NIGER PEUVENT ETRE UTILISEES POUR DETERMINER LA VITESSE DES SYSTEMES PRECIPITANTS, ESTIMER LES PRECIPITATIONS OU BIEN EVALUER LA DISTRIBUTION CLIMATOLOGIQUE DES INTENSITES. EN PARTICULIER LES PERFORMANCES DU RADAR ET LA SENSIBILITE AUX TRAITEMENTS DE LA MESURE SONT TESTEES SUR LA DETERMINATION DES LAMES D'EAU A DIFFERENTES ECHELLES D'ESPACE ET DE TEMPS. LES RESULTATS SOULIGNENT L'IMPORTANCE DES CORRECTIONS A APPORTER AUX DONNEES RADAR BRUTES, SANS QU'AUCUN DES PROTOCOLES DE CORRECTION EXAMINES N'APPARAISSE NETTEMENT SUPERIEUR AUX AUTRES
Author: Frédéric Tridon
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L'estimation quantitative des précipitations à l'échelle locale est une nécessité sociétale, à cause de l'augmentation des dégâts provoqués par des inondations exacerbées par l'urbanisation croissante. Or, des estimations locales sont particulièrement difficiles à réaliser à cause de la forte variabilité des précipitations. De plus, ce genre d'estimation est sollicité par de petits organismes tels qu'une commune, pour lesquels il n'est pas envisageable d'utiliser des instruments à la pointe de la recherche technologique à cause de leur coût prohibitif. Ainsi, il est nécessaire de développer des méthodes d'estimation quantitative des précipitations applicables à un dispositif expérimental de prix abordable. Dans ce but, un dispositif expérimental innovant est utilisé dans cette thèse. Il est constitué d'instruments de mesure directe, au sol, tels que des pluviomètres et des disdromètres, et d'un prototype de radar à balayage horizontal basé sur un radar nautique commercial, associé à un MRR (Micro Rain Radar) à visée verticale qui fournissent une estimation en altitude de la pluie, respectivement sur une surface donnée et le long d'un profil vertical. Le radar à balayage horizontal est un radar en bande X, c'est-à-dire qu'il fonctionne à une longueur d'onde lui procurant une très haute résolution radiale, mais qui est très atténuée par les précipitations. Le MRR permet d'obtenir une description précise de la microphysique des précipitations et sert de relais entre les mesures au sol et les mesures en altitude du radar en bande X. Ces deux radars étant novateurs, une grande partie de cette thèse consiste à valider leurs mesures : étalonnage, filtrage d'échos aberrants, correction de l'atténuation, etc. Une fois les mesures rendues exploitables, cette thèse se focalise sur l'étude de la variabilité des précipitations afin de proposer et développer différentes méthodes de classification, selon leur type ou leur variations locales, et de vérifier leur potentiel pour l'amélioration de l'estimation des précipitations. Les résultats montrent que cet objectif ne peut être atteint que si la qualité des mesures des radars est encore améliorée : moins d'échos parasites pour le radar en bande X et prise en compte du vent vertical pour le MRR.
Author: Guy Delrieu
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Languages : fr
Pages : 200
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LE PRINCIPE DE LA MESURE DES PRECIPITATIONS PAR RADAR METEOROLOGIQUE EST BRIEVEMENT RAPPELE. LES AVANTAGES DE CE DISPOSITIF, LIES A LA SOUPLESSE DE L'ACQUISITION DES DONNEES, MAIS AUSSI SES LIMITES POUR L'ESTIMATION QUANTITATIVE DES PRECIPITATIONS SONT SOULIGNES. LES DONNEES DE REFLECTIVITE ENREGISTREES AU RADAR MELODI DE DAMMARTIN-EN-GOELLE ET LES MESURES PLUVIOGRAPHIQUES DES RESEAUX SOL EXISTANTS EN REGION PARISIENNE ONT SERVI DE SUPPORT A CETTE ETUDE: -L'ANALYSE GEOSTATIQUE DU SIGNAL RADAR NOUS PERMET DE PRECISER LE CHOIX DES CARACTERISTIQUES D'ECHANTILLONAGE DU RADAR REQUISES POUR LES APPLICATIONS HYDROLOGIQUES. LES DIFFICULTES DE L'EVALUATION DE LA MESURE RADAR SONT MISES EN EVIDENCE A PARTIR DE COMPARAISONS PONCTUELLES RADAR-PLUVIOGRAPHES AU PAS DE TEMPS HORAIRE; -UN PROTOCOLE DE VALIDATION, FONDE SUR L'ESTIMATION DE LARMES D'EAU SPATIALES DE REFERENCE PAR KRIGEAGE DES MESURES PLUVIOMETRIQUES D'UN RESEAU DENSE NOUS PERMET DE MIEUX POSER CE PROBLEME. LES PERFORMANCES DU RADAR SONT COMPAREES AU PAS DE TEMPS JOURNALIER A CELLES FOURNIES PAR DES RESEAUX DE DIFFERENTES DENSITES; -ENFIN, UNE PROCEDURE GEOSTATIQUE DE COMBINAISON DES MESURES RADAR ET SOL EST DECRITE ET EVALUEE PAR COMPARAISON AUX METHODES D'ETALONNAGE PROPOSEES DANS LA LITTERATURE. L'INTERET ET LES LIMITES DE L'ETALONNAGE DU RADAR SONT APPRECIES PAR RAPPORT AUX ESTIMATIONS DU RESEAU D'ETALONNAGE SEUL
Author: Modeste Huberson Ahiba Kacou
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Languages : fr
Pages : 223
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Les travaux présentés portent sur l'estimation quantitative des précipitations en Afrique de l'Ouest par télédétection active. Il s'agit plus précisément de tester l'apport d'un radar polarimétrique opérant à une fréquence atténuée (10 Ghz, bande X), pour produire des champs de pluie à haute résolution dans une région caractérisée par des précipitations intenses d'origine convective. Le contexte particulier de ces travaux est le programme de validation de la mission satellitaire Megha-Tropiques grâce auquel 2 campagnes de terrain ont permis de déployer un radar polarimétrique bande X au Sahel, au Niger en 2010 puis au Burkina Faso en 2012 et 2013. Un jeu de données radar et pluviographique conséquent, constitué de près de 200 évènements pluvieux a été analysé. Une gamme d'estimateurs radar polarimétriques a été présentée, puis chacun d'eux a été évalué sur la base de comparaisons avec les pluviographes. Une batterie de tests statistiques classiques et l'analyse des distributions fréquentielles d'intensités ont permis de comparer les performances de ces estimateurs. Les performances ont été évaluées sur une gamme d'échelles spatio-temporelles et les problèmes liés à la représentativité spatiale des pluviographes ont été analysés. Au-delà de l'évaluation "ponctuelle" des estimateurs, basée sur des comparaisons directes entre un pluviographe et un pixel radar, on a développé des méthodes originales pour comparer entre eux les champs haute résolution issus du radar et de l'interpolation des pluviographes. En s'inspirant de méthodes héritées de l'évaluation de modèles numériques les structures des champs ont été comparées en autorisant une tolérance spatiale. Ceci permet d'avoir une évaluation pertinente des champs pour des utilisations subséquentes en hydrologie ou pour la validation satellitaire. Ce travail a confirmé et étendu à la zone sahélienne certains des résultats précédents sur les performances de différents estimateurs radar en Afrique de l'Ouest ; il met en avant les très bonnes performances de l'estimation s'appuyant sur le saut de phase différentiel (KDP), et dans une moindre mesure l'estimateur basé sur l'atténuation spécifique (AH). Cette thèse confirme l'intérêt du radar bande X polarimétrique pour l'estimation quantitative des précipitations et l'analyse des systèmes précipitants en zone tropicale. Ce type de radar relativement compact et peu couteux pourrait être appliqué à la surveillance des risques hydrométéorologiques dans les zones urbaines ou le suivi de bassins particuliers (zone équipée de barrage ou haut de bassin montagneux par exemple).
Author: Chiraz Boudjabi
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Pages : 138
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La caractérisation du champ d'humidité à fine échelle spatio-temporelle est importante pour améliorer la compréhension des mécanismes impliqués lors de la formation de la convection, ainsi que la qualité de la prévision de ces phénomènes à travers leur assimilation par un modèle numérique de prévision. Le présent travail a été effectué en utilisant des données du réseau opérationnel ARAMIS des radars de précipitations de Météo France, et au sein des équipes radar de Météo France. Une nouvelle formulation de la mesure de la réfractivité par un radar à magnétron a été proposée, qui montre que la variation de phase d'un signal provenant d'une cible fixe dépend de trois termes. A l'issue d'une série de campagnes expérimentales, au cours desquelles de nombreux problèmes de mesure ont pu être identifiés et corrigés, les trois termes de la formulation théorique ont pu être validés par une comparaison avec des mesures au sol de réfractivité atmosphérique. Les travaux permettent de conclure que la mesure de réfractivité est aussi performante avec un radar à magnétron qu'avec un radar à klystron à condition d'appliquer les nécessaires corrections. Cependant les mesures de réfractivité, qui sont basées sur la phase du signal, peuvent facilement devenir ambiguës. Afin d'évaluer l'impact de ce problème sur la précision de la mesure de phase des études ont été effectuées qui permettent de mieux caractériser le problème.
Author: MONGI.. MARZOUG
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Pages : 275
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LE SUJET DE LA THESE CONCERNE L'ETUDE DE FAISABILITE D'UN RADAR SPATIAL POUR MESURER LES PRECIPITATIONS DANS LA CEINTURE TROPICALE. LE PREMIER CHAPITRE CONTIENT UN RAPPEL SUR LES METHODES DE MESURE DES PRECIPITATIONS DEPUIS L'ESPACE EN GENERAL ET LA MESURE RADAR EN PARTICULIER. LE DEUXIEME CHAPITRE EST CONSACRE A LA PRESENTATION DES DIFFERENTS ALGORITHMES EXISTANTS DANS LA LITTERATURE AINSI QU'AU DEVELOPPEMENT, A L'ANALYSE ET A LA SIMULATION DE NOUVEAUX ALGORITHMS MIS AU POINT DANS LE CADRE DE LA THESE. LE TROISIEME CHAPITRE CONTIENT LA DESCRIPTION DU CONCEPT INSTRUMENTAL ET L'ANALYSE DES CONTRAINTES TECHNIQUES ET SCIENTIFIQUES REQUISES POUR LA DEFINITION D'UN RADAR SPATIAL DESTINE A UNE MESURE QUANTITATIVE DES PRECIPITATIONS TROPICALES. LE QUATRIEME CHAPITRE ABORDE BRIEVEMENT L'ECHANTILLONNAGE GLOBAL DES PRECIPITATIONS DANS LA CEINTURE TROPICALE, PAR UN RADAR EMBARQUE SUR SATELLITE A BASSE ALTITUDE ( 500 KM) ET FAIBLE INCLINAISON ( 30). LE CINQUIEME CHAPITRE UTILISE LES DIFFERENTS ELEMENTS DE L'ETUDE ET LES LOGICIELS DE SIMULATIONS DE FONCTIONNEMENT DU RADAR QUI ONT ETE ELABORES, POUR DEFINIR UNE VERSION PRELIMINAIRE DU RADAR DE LA MISSION B.E.S.T. (BILAN ENERGETIQUE DU SYSTEME TROPICAL) SOUTENUE PAR LE C.N.E.S. ET ACTUELLEMENT EN COURS DE PHASE A
Author: Roger Marcel Lhermitte
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Author: VIRGINIE.. MARECAL
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L'EXPERIENCE METEOROLOGIQUE EUROPEENNE FRONTS 87 QUI S'EST DEROULEE PENDANT L'AUTOMNE-HIVER 1987-88 EN BRETAGNE ET DANS LE SUD DE L'ANGELETERRE AVAIT POUR BUT L'AMELIORATION DE NOS CONNAISSANCES SUR LES INTERACTIONS ENTRE LES PROCESSUS DE PETITE ECHELLE (LONGUEUR CARACTERISTIQUE L10 KM), MOYENNE ECHELLE (L100 KM) ET GRANDE ECHELLE (L1000 KM) ASSOCIES AUX FRONTS FROIDS. DANS CE CADRE, LE TRAVAIL A CONSISTE A ETUDIER LES INTERACTIONS ENTRE LA MICROPHYSIQUE (PROCESSUS DE FORMATION DES PRECIPITATIONS) ET LA THERMODYNAMIQUE A PARTIR DE L'UTILISATION COMBINEE D'UNE METHODE DE RESTITUTION MICROPHYSIQUE (MODELE DANS LEQUEL LE CHAMP DE VENT EST FIXE A PARTIR DES OBSERVATIONS RADARS) ET DE DIFFERENTES MESURES FAITES LORS DE FRONTS 87. LA METHODE DE RESTITUTION MICROPHYSIQUE DEVELOPPEE PERMET DE QUANTIFIER LES DIFFERENTS PROCESSUS DE FORMATION DES PRECIPITATIONS MAIS AUSSI L'INFLUENCE DE LA MICROPHYSIQUE SUR LE CHAMP DE TEMPERATURE ET DONC SUR LA THERMODYNAMIQUE. DEUX SITUATIONS ONT ETE ETUDIEES A PARTIR DE DEUX CHAMPS DE VENT OBSERVES PAR DEUX RADARS DOPPLER LORS DE FRONTS 87. LE PREMIER ETAIT ASSOCIE A UNE BANDE DE PRECIPITATIONS APPELEE BANDE ETROITE DE FRONT FROID. IL A ETE POSSIBLE DE MONTRER QUE LA DISCONTINUITE DE TEMPERATURE OBSERVEE AU SOL AU PASSAGE DE LA BANDE POUVAIT S'EXPLIQUER UNIQUEMENT PAR L'EFFET DES PROCESSUS MICROPHYSIQUES (EVAPORATION DES PRECIPITATIONS ET FONTE DES CRISTAUX DE GLACE) ET QUE LA BANDE ETROITE DE FRONT FROID N'INTERAGISSAIT PAS DU POINT DE VUE MICROPHYSIQUE AVEC LES PRECIPITATIONS QUI L'ENTOURENT. LA DEUXIEME PARTIE DE L'ETUDE REPOSE SUR L'UTILISATION D'UN CHAMP DE VENT OBSERVE CARACTERISTIQUE DE LA MOYENNE ECHELLE. DANS LA ZONE DE MOUVEMENTS DESCENDANTS DE L'AIR, LES RESULTATS ONT INDIQUE QUE LES PRECIPITATIONS JOUENT UN ROLE IMPORTANT DANS LE MAINTIEN DE L'AIR PROCHE DE LA SATURATION, VIA LE PROCESSUS D'EVAPORATION
Author: JEAN-LUC.. ASTIER
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Languages : fr
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L'UTILISATION D'UN RADAR A DES FINS METEOROLOGIQUES IMPOSE D'EFFECTUER LE CALCUL RIGOUREUX DE LA DIFFRACTION D'UNE ONDE ELECTROMAGNETIQUE PAR DES HYDROMETEORES. LE FONCTIONNEMENT D'U RADAR AINSI QUE LES PRINCIPALES GRANDEURS EN HYDROLOGIE SONT PRESENTEES EN DETAIL. LA GRANDE DIVERSITE DES PRECIPITATIONS REND INDISPENSABLE UNE MODELISATION DES HYDROMETEORES SUIVANT LEUR TYPE ET, APRES L'ETUDE DES CARACTERISTIQUES DES PRECIPITATIONS, PLUSIEURS CALCULS DE LA DIFFRACTION UTILISANT CES MODELES SONT EFFECTUES, AINSI QUE POUR QUELQUES CAS PARTICULIERS CONCERNANT LA GRELE. EST EGALEMENT PRESENTE UN PHENOMENE DE DIFFRACTION ANORMALE OBSERVE A L'AIDE D'UN RADAR METEOROLOGIQUE, PHENOMENE FAISANT INTERVENIR UN ECHO DE SOL ET UNE REFLEXION SUR LES GRELONS. CETTE ETUDE EST EFFECTUEE A L'AIDE DE LA METHODE DEVELOPPEE PAR D. S. ZRNIC ET LES RESULTATS PRESENTES REMETTENT EN CAUSE L'UTILISATION COURANTE DE L'APPROXIMATION DE RAYLEIGH DANS LE CALCUL DE LA DIFFRACTION
Author: Eric Servat
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ISBN: 9781901502121
Category : Arid regions
Languages : fr
Pages : 518
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