Au sujet de radar
Les données radar d'Environnement Canada peuvent être très utiles lorsque, compte tenu des conditions météorologiques, des décisions de nature délicate s’imposent. Aussi, les intervenants du domaine trouveront dans ce qui suit un guide complet portant sur nos données radar.
- Bref historique
- Comment fonctionne le radar
- Description de l’affichage radar
- Interprétation des images radar
Bref historique
Le terme RADAR, en usage depuis les années 1940, est un acronyme formé à partir des mots Radio Detection And Ranging (détection et télémétrie par radioélectricité).
Le réseau de 31 sites d’Environnement Canada se concentre dans les régions les plus peuplées du Canada, offrant ainsi une couverture à plus de 95 % des Canadiennes et des Canadiens. La fonction principale du réseau est la détection avancée des précipitations, des orages et des phénomènes météorologiques à grande retombée qui se développent, tout comme de suivre le parcours des précipitations.
Les radars météorologiques d’Environnement Canada ont une portée de 250 km et une distance Doppler de 120 km autour de chaque site. Les données Doppler sont utilisées pour détecter le temps violent tel que les tornades. Les images radar courantes sont publiées sur le site Web Météo et des images sont disponibles dans la section Radars météo historiques au Canada des Archives nationales d'information et de données climatologiques.
L’onglet « Guide d'utilisation » offre davantage d'information sur la visualisation des images.
Comment fonctionne le radar
Les systèmes radar de surveillance météorologique utilisent habituellement une antenne parabolique (une antenne de type soucoupe) pour concentrer un faisceau de radiofréquences pulsées dans l’atmosphère, semblable au faisceau d’un projecteur. Ce mince faisceau balai le ciel sur 360 degrés autour du site, pointant à une élévation différente à chaque passage.
Lorsque l'énergie émise par l'antenne radar rencontre des particules de précipitations, telles que des gouttes d'eau, des flocons de neige, des granules de glace ou de la grêle, une portion de cette énergie est réfléchie vers le radar. L’intensité de cette énergie est liée au nombre, à la taille et au type de particules de précipitations.
Description de l’affichage radar
Sur ce site Internet, trois catégories d'images radar peuvent être consultées :
1. Échelle nationale
Cette page offre une image complexe à basse résolution des précipitations enregistrées sur l'ensemble du réseau radar d'Environnement Canada.
L’image est interactive et elle peut être utilisée pour choisir la région géographique qui vous intéresse. Si vous cliquez sur une province, la carte régionale de celle-ci s’affichera.
À partir de l’image nationale, vous pouvez préciser l’affichage et consulter les données radar locales d’une région géographique donnée. Cela se fait en sélectionnant une région près de l’un des points noirs qui représentent les sites radar locaux.
Graphique animé du radar météo à l'échelle nationale. Cliquer pour plus de détails.
Carte du Canada illustrant la zone couverte par les stations radars d'Environnement Canada. La carte définit également les éléments de marquage figurant sur une image radar type à l'échelle nationale.
L'image radar comporte trois parties :
1. Horodateur
Exemple d'horodateur : 2014-07-18, 16:30 UTC, 7/7
La ligne noire au-dessus de la carte radar est un horodateur qui indique la date, l'heure sous forme de temps universel coordonné (UTC), la position de l'image qui s'affiche et le nombre total d'images.
2. Image RADAR
L'exemple d'image RADAR affiche tous les sites radars au Canada. Chaque cercle représente la zone de couverture d'un radar. 1 cm représente une distance de 400 km.
Les sites radars sont indiqués par un point noir. La zone de couverture à l'échelle nationale comprend les grandes villes suivantes :
- Vancouver (Colombie-Britannique)
- Edmonton (Alberta)
- Calgary (Alberta)
- Regina (Saskatchewan)
- Winnipeg (Manitoba)
- Sudbury (Ontario)
- Toronto (Ontario)
- Ottawa (Ontario)
- Montréal (Québec)
- Québec (Québec)
- Halifax (Nouvelle-Écosse)
- St. John's (Terre-Neuve-et-Labrador)
Dans cette image de l'échantillon, le radar à Val d'Irène, Québec était non opérationnel.
3. Échelle d'intensité
L'échelle d'intensité dans le coin inférieur gauche de la carte affiche :
- Faible intensité – vert pâle
- Intensité moyenne – du vert foncé au rose
- Forte intensité – violet
2. Échelle régionale
Cette page présente une vue en plus grande résolution de la configuration des précipitations. L’image est interactive et vous permet de sélectionner une zone plus précise. Pour consulter les données radar courantes dans une zone géographique précise, sélectionnez la zone entourant l'un des points noirs qui marque l'emplacement d'une station radar locale.
Graphique animé du radar météo à l'échelle régionale pour les stations situées dans une région. Cliquer pour plus de détails.
Exemple d'image radar composite de toutes les stations radars au Canada atlantique. La carte définit également les éléments de marquage figurant sur une image radar type à l'échelle régionale.
L'image radar comporte trois parties :
1. Horodateur
Exemple d'horodateur : 2006-08-15, 19:40 UTC, 7/7
La ligne noire au-dessus de la carte radar est un horodateur qui indique la date, l'heure sous forme de temps universel coordonné (UTC), la position de l'image qui s'affiche et le nombre total d'images.
2. Image RADAR
L'image RADAR affiche tous les sites radars au Canada atlantique. Chaque cercle représente la zone de couverture d'un radar. 1 cm représente une distance de 100 km.
Les quatre sites radars au Canada atlantique couvrent les villes suivantes :
- Rimouski (Québec)
- Edmundston (Nouveau-Brunswick)
- Fredericton (Nouveau-Brunswick)
- Halifax (Nouvelle-Écosse)
- Sydney (Nouvelle-Écosse)
- Charlottetown (Île-du-Prince-Édouard)
- Corner Brook (Terre-Neuve-et-Labrador)
- Gander (Terre-Neuve-et-Labrador)
- St. John's (Terre-Neuve-et-Labrador)
3. Légende de la carte
La légende de la carte à la droite affiche :
- L'image radar à l'échelle régionale : Radar – Atlantique
- Temps universel coordonné : 1630 UTC
- Date de l'enregistrement radar : 2014-07-25
- Échelle : 3,5 km/pixel
- Échelle d'intensité des chutes de pluie selon la lecture du signal radar
L'échelle d'intensité à la droite de la carte affiche la hauteur de précipitations détectée par le radar. Cette hauteur est mesurée à l'aide du nombre de décibels relatif à Z (dB-Z). La valeur Z mesure la réflectivité équivalente (Z) d'un signal radar reflété sur un objet éloigné.
L'échelle à la gauche varie de 0,1 mm/h à 200 mm/h de pluie.
L'échelle à la droite varie de 10 dB-Z à 61 dB-Z.
3. Échelle locale
Cet écran permet de voir les précipitations détectées dans la zone couverte par une station radar locale.
Graphique du radar météo à l'échelle locale pour une station
Exemple d'image radar composite de Chipman (Nouveau-Brunswick). L'image définit également les éléments de marquage figurant sur une image radar à l'échelle locale.
L'image radar comporte trois parties :
1. Horodateur
La ligne noire située au-dessus de l'exemple de carte affiche les données suivantes :
- Produit de radar : PRECIP-Pluie
- Heure locale : 2014-07-25, 10:40 HAA
- Position de l'image consultée et nombre total de pages : 7/7
2. Image RADAR
L'exemple d'image radar affiche la zone de couverture du radar de Chipman (Nouveau-Brunswick). Chaque cercle est espacé de 40 km. Le cercle rouge correspond à la limite en périphérie de la couverture radar, soit 250 km.
Le radar de Halifax, Nouvelle-Écosse (NÉ) englobe les villes suivantes .
Dans un rayon de 80 km :
- Truro, NÉ
- Halifax, NÉ
- Kentville, NÉ
Dans un rayon de 120 km :
- New Glasgow, NÉ
- Sheet Harbour, NÉ
- Lunenburg, NÉ
Dans un rayon de 160 km :
- Charlottetown, Île-du-Prince-Édouard (ÎPÉ)
- Moncton, Nouveau-Brunswick (NB)
Dans un rayon de 200 km :
- Saint John, NB
- Digby, NÉ
Dans un rayon de 240 km :
- Yarmouth, NÉ
Légende de la carte
La légende de la carte à la droite affiche :
- Nom du radar et code d'identification : Halifax XGO
- Heure (temps universel coordonné): 1340 UTC
- Date de l'enregistrement radar : 2014-07-25
- Échelle : 1 km/pixel
- Échelle de distance : 1 cm correspond à une distance de 40 km
- Échelle d'intensité graduée des chutes de pluie selon la lecture du signal radar
- Bruit : 85,27 – Paramètres techniques utilisés par les techniciens pour diagnostiquer le fonctionnement du radar
L'échelle d'intensité graduée à la droite de la carte affiche la hauteur de précipitations détectée par le radar. Cette hauteur est mesurée à l'aide du nombre de décibels relatif à Z (dB-Z). La valeur Z mesure la réflectivité équivalente (Z) d'un signal radar reflété sur un objet éloigné.
L'échelle à la gauche varie de 0,1 mm/h à 200 mm/h de pluie.
L'échelle à la droite varie de 7 dB-Z à 60 dB-Z.
Interprétation des images radar
Qu'est-ce que je vois sur cette image? (échos radar)
Lorsque vous regardez une image radar, vous voyez un tableau de la répartition des précipitations (échos) et de leur intensité.
Les échos radar sont représentés par un ensemble de pixels de différentes couleurs correspondant aux couleurs de l'échelle d'intensité (à droite de l'écran). L’échelle d'intensité à droite de l’écran représente des unités de réflectivité (exprimées en dBZ), et l’échelle à gauche représente le taux de précipitations (faibles ou fortes), ce qui est une représentation de l’intensité des précipitations. En hiver, on corrèle la réflectivité avec le taux d’accumulation de neige en centimètres par heure (cm/h), alors qu'en été, c'est avec la hauteur de pluie en millimètres (mm/h).
De façon générale :
Plus la valeur de la réflectivité est élevée dans l’image radar, plus le taux de précipitations détecté est élevé.
Par exemple, le violet du haut de l'échelle représente le taux de précipitation de neige le plus élevé (20 cm/h) alors que le bleu vert du bas de l'échelle représente le taux le plus bas (0,1 cm/h).
La réflectivité ne dépend pas uniquement de l'intensité des précipitations, mais aussi de la nature des précipitations. La neige reflète habituellement moins d’énergie radar que la pluie. Par conséquent, de la neige mouillée ou lourde peut sembler être de moindre intensité. Le grésil et la grêle ont une forte réflectivité, ce qui fait que de légères précipitations de cette nature peuvent paraître intenses sur les images radar.
Dans certains cas, le radar ne fait pas la distinction entre les échos réels (précipitations) et les faux échos (arbres, collines, grands édifices). Il est également important de comprendre certaines erreurs d'interprétation courantes si vous souhaitez interpréter avec précision les images radar.
Qu'est-ce qu'un produit PRECIP-ET?
Tout d’abord, prendre note qu’au bas de l'image, à droite, une légende indique le type d’image que vous regardez. Le produit radar standard maintenant présenté par Environnement Canada sur ce site web est appelé un produit « PRECIP-ET » (précipitation étendue), en remplacement de l’ancien produit PRECIP.
Images PRECIP-ET
Le PRECIP-ET (PRECIPET sur les images) est une extension du produit PRECIP. Comparé à l’ancien produit PRECIP, le PRECIP-ET tient compte d’un algorithme additionnel de contrôle de qualité (CQ) pour mieux identifier les problèmes et appliquer les solutions adéquates. À titre d’exemple, les filtres Doppler peuvent rejeter des échos de sol modérés à certains endroits et ainsi les faibles échos météorologiques ne seraient pas détectés. Dans ce cas, PRECIP-ET serait capable lui de signaler cette zone où maquent des données, alors que le produit PRECIP l’identifierait simplement comme une zone sans aucun écho. Ce type de traitement de qualité supplémentaire est la raison pour laquelle nous avons migré vers PRECIP-ET en 2013, afin d’obtenir un service amélioré.
L'image PRECIP-ET permet de montrer les précipitations qui se produisent près du sol grâce à la technologie DOPPLER de traitement des échos dans un rayon de 128 km à partir de la station radar. La technologie Doppler permet d’accroître la résolution des échos de précipitation et offre également la possibilité de détecter le mouvement des précipitations à l’aide du radar (par exemple, la pluie ou la neige se rapproche-t-elle ou s’éloigne-t-elle de la station radar? Et à quelle vitesse?). Passé cette limite de 128 km, les échos sont affichés en utilisant le traitement CAPPI plus conventionnel (expliqué ci-dessous).
Le produit PRECIP-ET se distingue par trois facteurs comparativement au produit PRECIP conventionnel:
- Les radars météorologiques peuvent recevoir de faux échos en provenance d’objets terrestres, comme des édifices et des tours; le produit PRECIP-ET fait usage d’un traitement Doppler pour éliminer la plupart de ces échos. Le traitement Doppler peut détecter ces faux échos puisqu’ils ne se déplacent pas par rapport au radar de la manière dont se déplacent la neige ou la pluie. Donc, avec l’élimination des échos d’objets terrestres, le produit PRECIP-ET fournit une image plus nette près du radar. En plus des corrections directes apportées par la technologie Doppler, PRECIP-ET examine, entre autre, les formes et patrons des échos et tente de supprimer ceux qui ne semblent pas d’origine météorologique. Par exemple, si le radar détecte de très fortes précipitations près du sol, cela impliquerait la présence d’une grosse tempête au-dessus. Ce processus est cependant plus ambigu comparé à la technique Doppler puisque certaines fausses cibles ressemblent en effet à des précipitations et vice-versa, de sorte que la suppression de nombreuses fausses cibles peut parfois causer l’enlèvement de réelles précipitations.
- Les arbres et les collines autour d'un radar peuvent en bloquer les rayons, partiellement ou complètement, réduisant la capacité à détecter les précipitations près du sol et près du radar. Ce problème peut être particulièrement apparent pendant les mois d’hiver, lorsque beaucoup de précipitations se forment et tombent près du sol. Les rayons du radar pouvant être bloqués partiellement ou complètement à de faibles hauteurs pendant l’hiver, le radar peut ne pas fournir de bons résultats pour la détection des précipitations légères près du radar, et pourquoi qu’aucun écho ne veut pas dire nécessairement qu’il ne neige pas du tout près du radar
- Habituellement, le traitement Doppler est moins efficace dans la détection de faibles précipitations par rapport au traitement radar classique. Puisque le produit PRECIP-ET est une combinaison de traitement Doppler (les premiers 110 km du radar) et de traitement classique (à plus de 110 km du radar), il peut parfois sembler y avoir une discontinuité dans la précipitation alors qu'on passe à plus de 110 km du radar.
Quelle est la différence entre les images PRECIP-ET-Pluie et PRECIP-ET-Neige?
Habituellement, un radar détecte la pluie plus facilement que la neige. Afin de mieux représenter les précipitations pendant la saison chaude, un certain rapport est établi entre la réflectivité et le taux de précipitations de pluie (en mm/h – PRECIP-ET-Pluie). Pendant la saison froide, une relation différente est utilisée pour relier la réflectivité à un taux de précipitations de neige (en cm/h – PRECIP-ET-Neige). Toutefois, il faut remarquer que ce n’est pas parce que la réflectivité est représentée en mm/h que la précipitation montrée au radar est de la pluie. De la même manière, ce n’est pas parce que la réflectivité est représentée en cm/h que la précipitation montrée au radar est de la neige. Les précipitations dans la plupart des zones les plus densément peuplées du pays peuvent quand même démontrer une grande variance pendant l’automne, l’hiver et le printemps, et se présenter sous forme de pluie, de pluie verglaçante, de grésil et de neige ou même dans un mélange de celles-ci. Donc, il est toujours important de relier la précipitation que vous observez au radar avec les conditions météorologiques du moment et les prévisions des prochaines heures pour avoir une meilleure idée du type de précipitations dans votre région.
Qu'est-ce qu'un produit radar CAPPI?
En raison de la courbure de la Terre, la hauteur du faisceau radar par rapport au sol augmente au fur et à mesure qu’il s’éloigne du radar. Ainsi, lorsque le radar pointe vers le bas près du sol (un angle de faible élévation), le faisceau apparaît d’abord très près du sol, puis sa hauteur augmente graduellement. Lorsque le faisceau est à 200 km du radar, il est à environ 4 km du sol. Afin d’avoir une meilleure idée de ce qui se produit à une hauteur donnée du sol (par exemple, 1,5 km), une série de faisceaux radar de différents angles d’élévation (faibles, intermédiaires, élevés) sont utilisés pour créer un produit radar. Ce type de produit radar est appelé un CAPPI (indicateur panoramique à altitude constante). Puisque les produits CAPPI n’utilisent pas le traitement Doppler pour filtrer les échos parasites, comme les arbres, les collines et les édifices, ils peuvent parfois être contaminés par des échos non liés aux précipitations.
Erreurs courantes d'interprétation
Même si une image vaut mille mots, parfois, ce qu’on y voit n'est pas forcément ce qui est. La seule présence de couleurs dans une partie de l'écran radar ne signifie pas qu'il pleut, ni qu'il neige. Également, le simple fait que les échos paraissent faibles ou soient invisibles ne signifie pas qu'un lieu donné est exempt de précipitations importantes.
Voici quelques-unes des erreurs d'interprétation de données radar les plus courantes :
Blocage du faisceau
- Les collines et les montagnes peuvent bloquer les faisceaux ce qui se traduit par des vides très visibles sur l'image de l'écran radar.
- Ceci est très fréquent dans les Rocheuses et à Terre-Neuve en raison du terrain montagneux.
Atténuation de l'énergie du faisceau
- Les tempêtes les plus proches d’un site radar réfléchissent ou absorbent la majorité de l’énergie radar disponible. Seule une quantité réduite de cette énergie est disponible pour détecter les tempêtes plus éloignées.
- Dans l'exemple ci-joint, un cercle indique l'endroit où des orages particulièrement intenses ne sont pas adéquatement détectés par le radar. Des orages forts, plus près du radar, empêchent l'énergie de se propager au-delà de ceux-ci.
Dépassement du faisceau
- Des précipitations intenses telles que les rafales de neige d’effet de lac peuvent provenir de nuages bas, plus près du sol. Il en résulte que le faisceau peut passer au-dessus de la zone de précipitations, n'indiquant que de faibles échos là où en fait il y a d'importantes précipitations.
- L'image montre un exemple de lignes de précipitations sur les Prairies. Bien qu'il pleuve dans la zone couverte par le radar, le faisceau, à longue distance, passe au-dessus du phénomène et les précipitations n'apparaissent pas sur l'écran.
Virga
- Il s'agit de précipitations qui ont lieu en altitude, mais qui n'atteignent pas le sol. Le phénomène se produit lorsque l'air est sec à basse altitude, il absorbe alors l'humidité avant qu'elle ne puisse toucher le sol.
- Dans l'image ci-jointe, aucune précipitation n’atteint le sol.
Propagation anormale – (PA)
- Lorsqu'une couche d'air chaud se superpose à une couche d'air beaucoup plus froid à basse altitude (inversion de température), le faisceau radar ne peut pénétrer ces couches et est réfléchi vers le sol. Il s'ensuit un faux et fort signal de retour vers le radar.
- Ce phénomène est le plus fréquent tôt le matin par temps clair. Les faux échos disparaissent généralement vers le midi.
- Dans la prochaine image, on ne peut observer aucune précipitation.
Écho de terrain
- Ces «échos de terrain» se produisent lorsqu'une partie du faisceau radar entre en contact avec de grands bâtiments, de grands arbres ou des collines.
- Il est bon d'apprendre à reconnaître l'aspect des échos de terrain pour une région donnée afin de les distinguer des vraies précipitations.
- Les radars situés près de grandes étendues d’eau peuvent également recevoir les échos des vagues. Puisque les vagues dépendent de la vitesse et de la direction du vent, les échos de vague sont plus variables que les échos de terrain communs et ils sont donc plus difficiles à éliminer au moyen du traitement existant.
Interférence électromagnétique
- Environnement Canada utilise ses radars dans la fréquence « bande C » de 5600 - 5650 MHz. Alors que la demande pour les dispositifs sans fil augmente, le spectre de fréquences devient plus encombré et il est de plus en plus difficile d’isoler les signaux de radar météorologique des interférences. La recherche de la source d’une interférence peut s’avérer difficile.
- L’interférence type d’un appareil sans fil apparaît comme une crête persistante jaillissant du radar en une direction (c.-à-d. suivant une radiale ). Une crête type est montrée dans l’image ci-dessous.
- Parfois, une « crête solaire » peut brièvement être aperçue au lever ou au coucher du soleil, lorsque une vue dégagée du soleil à l'horizon s’offre au radar. Cela est causé par le rayonnement solaire, capté par le récepteur radar
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