Mesure des précipitations par radar : Influence de la résolution du faisceau et de l'atténuation : Identification par méthode inverse des profils verticaux de réflectivité et des profils radiaux d'atténuation
VIGNAL
Type de document
THESE
Langue
français
Auteur
VIGNAL
Résumé / Abstract
Comme la plupart des instruments de télédetection, un radar météorologique ne mesure pas directement la variable d'intérêt, en l'occurence l'intensité pluvieuse mais une variable qui lui est liée : la reflectivité radar. Une image de réflectivité radar peut, cependant, être liée à l'intensité pluvieuse à l'aide d'un modèle théorique prenant en compte les phénomènes physiques susceptibles d'affecter les mesures radar et les caractéristiques du faisceau de mesure. L'intensité pluvieuse doit alors être déduite des mesures radar connaissant ce modèle théorique liant réflectivité radar et intensité pluvieuse. Il n'y a alors pas de solution analytique permettant d'obtenir l'intensité pluvieuse. On est confronté à un problème inverse pouvant être résolu à l'aide d'un algorithme de résolution de problème inverse. Cette étude présente l'application d'un algorithme de résolution de problème inverse pour corriger l'influence de deux des plus importantes sources d'erreur affectant la mesure de pluie d'un radar : l'hétérogénéité de la réflectivité avec l'altitude et l'atténuation. Pour l'hétérogénéité de la réflectivité avec l'altitude, la correction des mesures radar requiert qu'un Profil Vertical de Réflectivité (PVR) ait été déterminé. Un étape importante consiste à déterminer ce PVR. On montre que l'évolution en fonction de la distance des rapports de mesures radar enregistrées à différents angles de site est caractéristique du PVR. L'utilisation d'un algorithme de résolution de problème inverse permet d'identifier le PVR associé à des courbes de rapports mesurées. A courte longueur d'onde (bande Xou bande C) la restitution des intensités pluvieuses à partir des mesures de réflectivités radar nécessite la prise en compte de l'atténuation dépendant des intensités pluvieuses le long du trajet radar. Les méthodes de correction d'atténuation classiques peuvent devenir instables en présence de fortes atténuations ou lorsque le radar n'est pas parfaitement calibré. L'estimation des intensités pluvieuses peut être formulée comme un problème inverse. Cette approche permettant d'obtenir, dans la plupart des cas, une solution stable et robuste. Pour ces deux cas, la formulation du problème à résoudre est présentée. Il est ensuite montré que le problème d'initialisation, c'est-à-dire la définition de l'information a priori, joue un rôle prépondérant. En conclusion, l'intérêt potentiel ainsi que les limites de l'utilisation des algorithmes de résolution de problèmes inverses pour améliorer la mesure de pluie par radar ont été discutés.
Editeur
LABORATOIRE CENTRAL DES PONTS ET CHAUSSEES - LCPC ; INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE GRENOBLE - INPG
