Visibilité hydrologique du réseau ARAMIS sur l`arc - OHM-CV

HMCV-200
Visibilité
Visibilité hydrologique
hydrologique du
du réseau
réseau ARAMIS
ARAMIS
sur
surl’arc
l’arc Méditerranéen
Méditerranéen
D.
D.FAURE
FAURE
ALICIME
ALICIME
Partenaires :
Météo-France/DSO
LTHE
ALICIME/D.F
1
HMCV-200
Rappel
Rappel du
du principe
principe
n Définition
:
Simuler quantitativement l’impact combiné sur la mesure de pluie des radars de
plusieurs sources d’erreur, et en déduire leur capacité à mesurer les précipitations
pour des besoins hydrologiques (lames d’eau au sol) = visibilité hydrologique [réf. 1, 2, 3]
n Sources
d’erreur simulées :
l
Echos de sol
l
Blocage du faisceau radar par le relief ou par des obstacles proches du radar
(masques anthropiques notamment)
l
Effets des variations verticales de réflectivité radar avec l’altitude, décrites par un PVR
n Données
utilisées :
l
Une description très fine du lobe principal du faisceau radar
l
Un modèle numérique de terrain pour décrire précisément le relief
l
Une description des masques anthropiques affectant certains radars
l
Une sélection de PVR régionalisés
ALICIME/D.F
2
HMCV-200
1ére
1ére étape
étape :: simulation
simulation des
desinteractions
interactions “onde
“onde -- relief"
relief"
n
Utilise :
 Une
description précise du volume de
résolution radar (tenant compte de la
distribution de puissance du lobe principal)
 Un MNT pour décrire précisément la
surface au sol illuminée (dx,dy 250m)
 Un modèle de rétrodiffusion du sol
n
Résultats par volume de résolution :
 Une
estimation de la surface au sol
illuminée
 La réflectivité apparente (Zg) des échos de
sol correspondants (  )
 Une description précise de la partie du
faisceau masquée, et le pourcentage de
puissance du faisceau disponible au-delà de
cet écho (  )
ALICIME/D.F
3
HMCV-200
Première
Première étape
étape :: exemple
exemple de
de résultat
résultat
Radar Bollène, élévation 0.4°
Echos de sol en dBZ (Zg)
Masques en % de puissance masquée
25
0k
m
64 km
ALICIME/D.F
4
HMCV-200
Seconde
Seconde étape:
étape: Intégration
Intégration de
del’effet
l’effet du
duPVR
PVR
Distribution de puissance
n
Faisceau radar
masqué
PVR
Par volume de résolution :
l
Estimation de la réflectivité
apparente de la pluie par une
intégration détaillée de la partie
non masquée du faisceau.
l
En cas d’écho de sol : prise en
compte de la valeur Zg de cet
écho.
(PVR = profil vertical de réflectivité)
n
Résultat :
l
Pour chaque point (x,y) de la couverture radar, exprimé sous forme d’un simple rapport :
QR(x,y) = R*(x,y)/R(x,y)
(R* mesure du radar en mm/h, R intensité vraie de la pluie en mm/h)
ALICIME/D.F
5
HMCV-200
Exemple
Exemple de
derésultat
résultat
Radar Bollène, élévation 0.4°
Visibilité hydrologique :
valeurs QR = R*/R
Masques
Surestimations
Échos de sol
Bonnes valeurs
Sous-estimations
28
0k
m
Sous
estimation
64 km
ALICIME/D.F
6
HMCV-200
Choix
Choix des
des modèles
modèles de
de PVR
PVR (source
(sourceLTHE)
LTHE)
Série climatologique
de 215 profils horaires
PVR Clim. moyen
(9 événements pluvieux
d’automne/début d’hiver)
Déc. 2003 F
Déc. 2002 F
25
0k
m
ALICIME/D.F
7
HMCV-200
Exemple
Exemple d’influence
d’influence du
du PVR
PVR sur
sur la
la mesure
mesure
radar
radarsisi elle
elle n’est
n’est pas
pas corrigée
corrigée (animations)
(animations)
01-03 déc. 2003
10-12 déc. 2002
Visibilité hydrologique : pour quel PVR ?
Visibilité hydrologique : quelle variabilité ?
ALICIME/D.F
8
HMCV-200
Exploration
Explorationdu
dupotentiel
potentielde
devisibilité
visibilitéhydrologique
hydrologiqued’un
d’un
radar
radaren
ensimulant
simulantun
ungrand
grandnombre
nombrede
desites
sitesde
demesure.
mesure.
Animation pour
le PVR clim. moyen
ALICIME/D.F
9
HMCV-200
Impact
Impact du
du type
type de
de composition
composition des
dessites
sites de
de
mesure
mesure par
parradar
radar
n Exemple :
l
Le mode de composition HYDRAM : les angles de site
disponibles pour chaque radar sont combinés par
couronnes concentriques en fonction de la distance au
radar
l Une
composition « hydrologique » : privilégie pour
chaque pixel la valeur de la visibilité la plus proche de 1
obtenue sur les sites utilisés.
ALICIME/D.F
10
HMCV-200
Bollène
Bollène
PVR clim.
moyen
La visibilité hydrologique dépend :
- du mode d’exploration des radars
- du mode d’exploitation des données
ALICIME/D.F
11
HMCV-200
Mosaïque
Mosaïque Sud-Est
Sud-Est :: composition
composition OPTIMUM
OPTIMUM
PVR
clim.
moyen
ALICIME/D.F
12
HMCV-200
Série
Série climatologique
climatologique de
de PVR
PVR (source
(source LTHE)
LTHE)
215 profils
Courbes iso-quantiles
10% – 90%
Déc. 2003 F
Déc. 2002 F
25
0k
m
ALICIME/D.F
13
HMCV-200
Mosaïque
Mosaïque OPTIMUM
OPTIMUM :: PVRQ90%
PVRQ90%-- PVRQ10%
PVRQ10%
variabilité
variabilité de
de la
la visibilité
visibilité hydrologique
hydrologique
ALICIME/D.F
14
HMCV-200
Travaux
Travaux ultérieurs
ultérieurs
n
Extension réalisée aux 24 radars ARAMIS en fonctionnement
fin 2006
n
Optimisation en cours du mode d’exploration volumique pour
l’hydrologie des 24 radars.
ALICIME/D.F
15
HMCV-200
Bibliographie
Bibliographie
1.
Delrieu, G., J.D. Creutin and H. Andrieu, (1995)
Simulation of X-band weather radar mountain returns using a
digitized terrain model, Journal of Atmospheric and Oceanic
Technology, 12.
2.
Pellarin, T., G. Delrieu, G.M. Saulnier, H. Andrieu and J.D. Creutin,
(2002) Hydrologic visibility of weather radars operating in
mountainous regions : case study for the Ardèche catchment (France),
Journal of Hydrometeorology, Vol. 3, No 5.
3.
Faure, D., G. Delrieu, P. Tabary, J. Parent Du Chatelet and
M. Guimera, (2005) Application of the hydrologic visibility concept to
estimate rainfall measurement quality of two planned radars,
Atmospheric Research, Vol 77, issues 1-4, pp 232-246.
ALICIME/D.F
16