Cévennes-Vivarais - données élaborées - hydrologie radar

Objectifs

Il s’agit de développer l’utilisation du radar météorologique pour l’hydrologie régionale, en s’appuyant d’abord sur les moyens d’observation opérationnels (réseau ARAMIS). Dans le cadre du projet PANTHERE (Météo-France) et de l’OHM-CV, une première expérimentation a été réalisée à l’aide du radar opérationnel de Bollène afin de tester l’apport d’un protocole de balayage volumique pour l’estimation des champs de pluie sur la fenêtre d’étude de l’OHM-CV. L’extension de cette approche à l’ensemble des radars opérant en région de montagne passe par la qualification de la « visibilité hydrologique » du réseau ARAMIS dans le sud-est de la France. L’intérêt pour les données volumiques couvre également les applications météorologiques et un opérateur d’observation radar a ainsi été développé dans le cadre du projet AROME pour préparer l’assimilation des données radar dans les modèles atmosphériques. Enfin, on souhaite réaliser des expérimentations dans le cadre du projet HyMEx pour mieux caractériser les processus de formation et de stationnarité des systèmes précipitants cévenols. Celle-ci s’appuiera sur une instrumentation recherche venant compléter les moyens opérationnels.

Bollène 2002

Un protocole de balayage volumique a été mis en oeuvre durant l’automne 2002 sur le radar bande S de Bollène (Figure 1). Il comporte 8 angles de site balayés toutes les 5 minutes avec un « entrelacement » d’angles aux sites élevés pour garantir une meilleure exploration volumique de l’atmosphère au pas de temps de 10 minutes. Il a été possible d’échantillonner un nombre conséquent d’épisodes pluvieux, dont l’événement catastrophique des 8-9 septembre 2002 dans le Gard (Figure 2). Plusieurs méthodes de traitement innovantes ont été développées (Delrieu et al., 2009) :

• Identification dynamique des échos
• Identification des types de pluie
• Identification conditionnelle du profil vertical de réflectivité (PVR)

Une approche géostatistique (Delrieu et al., 1988 ; Delrieu et al., 2009) a été mise en oeuvre pour l’évaluation de diverses stratégies de traitement par référence aux mesures pluviométriques disponibles. On montre clairement la supériorité des approches « dynamiques » par rapport à l’approche opérationnelle en 2002 et à une approche fondée sur la seule utilisation d’informations connues a priori (approche statique). Les trois approches dynamiques, qui varient par la méthode d’estimation du PVR (PVR apparent estimé dans les zones proches du radar, PVR inversé unique sur la fenêtre OHM-CV, PVR inversé pour chaque type de pluie) ont des performances équivalentes. Ce résultat est assez naturel compte tenu de la localisation du domaine de validation par rapport au radar et des faibles variations du PVR dans les basses couches de l’atmosphère au sein de l’échantillon disponible.

TRADHy

TRADHy est un ensemble d’algorithmes de Traitements Régionalisés et Adaptatifs de Données radar pour l’Hydrologie. Il forme un logiciel modulaire regroupant des outils d’identification et de correction des sources d’erreurs affectant les données radar.

TRADHy a été conçu au LTHE avec le soutien de la société ALICIME.
Il a été évalué sur les données de l’expérience « Bollène 2002 ».

Une version « bi-radar » a récemment été développée (projet LEFE/IDAO) et un module de correction de l’atténuation est actuellement implémenté (dans le cadre du projet européen HYDRATE).

VISIBILITE HYDROLOGIQUE DU RESEAU ARAMIS SUR L’ARC MEDITERRANEEN

Pellarin et al. (2002) ont proposé le concept de visibilité hydrologique pour quantifier l’erreur commise sur l’intensité de pluie par un radar météorologique opérant en région montagneuse. Le calcul de cette erreur s’appuie sur la donnée (1) des caractéristiques techniques du radar et de son protocole de balayage, (2) d’un modèle numérique de terrain et d’un modèle électromagnétique de rétrodiffusion des surfaces pour la définition du domaine de détection et (3) d’une climatologie du profil vertical de réflectivité (PVR) pour la caractérisation des interactions ondes radar – hydrométéores. Après plusieurs validations de la méthode (Berne et al 2004, Delrieu et al. 2004), la société ALICIME a réalisé pour le compte de la DSO le calcul de la visibilité hydrologique du réseau ARAMIS sur l’ensemble de l’arc méditerranéen pour mieux en cerner le potentiel pour les applications hydrologiques et optimiser les protocoles opérationnels de balayage des radars. L’extension à l’ensemble du réseau métropolitain (24 radars fin 2006) est en cours de finalisation. OPERATEUR D’OBSERVATION RADAR Un simulateur/opérateur d’observation radar est également développé au CNRM pour le modèle MESO-NH et le futur modèle opérationnel de Météo-France AROME (Caumont et al. 2004). La géométrie du faisceau radar et l’absorption/diffusion du signal par les hydrométéores simulés à l’aide du modèle atmosphérique sont représentés. Outre l’application envisagée en termes d’assimilation des données radar, on s’intéresse à l’utilisation de cet outil pour la reproduction de sources d’erreur et le test d’algorithmes de correction, comme par exemple pour les effets simultanés de l’atténuation et du profil vertical de réflectivité pour les radars opérant en bande X ou C. Contribution de Guy Delrieu et Brice Boudevillain (LTHE)