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Hydrologie qu antit ative
radar depend de la repartit ion des tailles, des formes, de la densite et de l'et at
(eau liquide ou glace) des hydromet eores, ces par am et res etant par ti ellement
corrales.
La t heorie de la mesure de plui e par radar est fondee sur la diffusion
des ondes electromagnetiques par l'atrnosph ere, mise en evide nce en 1871 par
J .W .S. Rayleigh . On peut definir l'effet d 'une particule at rnospherique par sa
« surface de diffusion », surface equivalente d 'une particule sur laquelle se reflechirait integralernent l' onde. Cet te surface de diffusion depend du diarnetre
de la particule, de la longueur de l' onde electrornag netique et de la const an te
dielect riqu e K du rna teriau constit utif de la parti cule (0.93 pour l'eau liquide
et 0.21 pour la glace) . Si Ie diam etre D des par ti cules at rnospheriques est suffisamment peti t devant la longueur de l'onde consideree ( D < ,\ /10 pour l'eau)
et si on fait l'hypothese que ces particules sont spheriques, alors la surface de
diffusion (J D d 'une particule de diam etre D a un e expression simple 19
(4.11)
La sur face de diffusion (J D est tres inferieure a la sur face projet ee de la
sphere Jr D
2 / 4. Plus la longueur d 'onde ,\ est peti t e, plu s cette surface et don e
plu s la proportion de l'energie incidente qui est retrodiffusee est importan t e 20.
II existe un e ga mme opt imale de longu eurs d 'onde pour la mesure ra dar. Si
l'onde est trop fortement diffusee et attenuee, la portee du ra dar sera lirnit ee
(faibl es longueurs d 'onde) . Si l'onde n 'est pas assez diffusee, l'in tensit e du signal retrodiffuse sera trop faible pour une mesure precise.
L'in t ensit e de l'onde retrodiffusee par Ie rad ar par un m ' d 'atrno sphere
depend de la densit e des gouttes d 'eau et de la distribu tion des diarnetres des
gout tes, mais aussi de la dist ance par rapport au ra dar 2 1. La reflect ivit e ra dar
Z (en mm 6 /m 3 ) , qui corr esp ond a la mesure produite par les disp ositifs radar,
a pour expression t heori que :
(4.12)
19. L ' un it e de lon gueur usuellem en t utilisee est Io mm. (JD est alors ex prirne en mm 2 .
20. Les ondes lum ineu ses bleu es, correspon dant a ux plu s faibles longu eur s d' onde du spectre
visible (400 nm) sont plus d iffusees qu e les autres dans un ciel cla ir, dou la cou leur bleue d u
ciel. Lors que I'at mo spherc se charge en gouttelet tes , l'ensemble des ond es du spectre visible
sont fort em ent diffusees, d 'o u la cou le ur blan che de la brume et des nuages.
21. Le faisceau rad ar a une o uvert ure non null o. En s'eloig na nt du rad ar le faisceau s'ela rgit
et ex plore un volume croissant datrnosphere. Ce volume ex plore est prop ort ionnel a £2 , en
not an t L la dis tance par ra p port au radar. De rnerne, les ond es ret. rod iffuseos se d isper sen t
et leur densit e est proportionnelle a 1/ £2 . En con clusi on, a pro priet cs constantes, I'int ensit e
captee par Ie radar et ret rod iffusee par un volume dat rnos phere fixe est prop orti onnelle a
1/ £ 4, et I'int cnsit e retrodiffusee par Ie volume explore pa r Ie faisceau rada r a une d ist a nce L
- ce qui est mesur e - est proporti onnelle a 1/ L
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Hydrologie qu antit ative
radar depend de la repartit ion des tailles, des formes, de la densite et de l'et at
(eau liquide ou glace) des hydromet eores, ces par am et res etant par ti ellement
corrales.
La t heorie de la mesure de plui e par radar est fondee sur la diffusion
des ondes electromagnetiques par l'atrnosph ere, mise en evide nce en 1871 par
J .W .S. Rayleigh . On peut definir l'effet d 'une particule at rnospherique par sa
« surface de diffusion », surface equivalente d 'une particule sur laquelle se reflechirait integralernent l' onde. Cet te surface de diffusion depend du diarnetre
de la particule, de la longueur de l' onde electrornag netique et de la const an te
dielect riqu e K du rna teriau constit utif de la parti cule (0.93 pour l'eau liquide
et 0.21 pour la glace) . Si Ie diam etre D des par ti cules at rnospheriques est suffisamment peti t devant la longueur de l'onde consideree ( D < ,\ /10 pour l'eau)
et si on fait l'hypothese que ces particules sont spheriques, alors la surface de
diffusion (J D d 'une particule de diam etre D a un e expression simple 19
(4.11)
La sur face de diffusion (J D est tres inferieure a la sur face projet ee de la
sphere Jr D
2 / 4. Plus la longueur d 'onde ,\ est peti t e, plu s cette surface et don e
plu s la proportion de l'energie incidente qui est retrodiffusee est importan t e 20.
II existe un e ga mme opt imale de longu eurs d 'onde pour la mesure ra dar. Si
l'onde est trop fortement diffusee et attenuee, la portee du ra dar sera lirnit ee
(faibl es longueurs d 'onde) . Si l'onde n 'est pas assez diffusee, l'in tensit e du signal retrodiffuse sera trop faible pour une mesure precise.
L'in t ensit e de l'onde retrodiffusee par Ie rad ar par un m ' d 'atrno sphere
depend de la densit e des gouttes d 'eau et de la distribu tion des diarnetres des
gout tes, mais aussi de la dist ance par rapport au ra dar 2 1. La reflect ivit e ra dar
Z (en mm 6 /m 3 ) , qui corr esp ond a la mesure produite par les disp ositifs radar,
a pour expression t heori que :
(4.12)
19. L ' un it e de lon gueur usuellem en t utilisee est Io mm. (JD est alors ex prirne en mm 2 .
20. Les ondes lum ineu ses bleu es, correspon dant a ux plu s faibles longu eur s d' onde du spectre
visible (400 nm) sont plus d iffusees qu e les autres dans un ciel cla ir, dou la cou leur bleue d u
ciel. Lors que I'at mo spherc se charge en gouttelet tes , l'ensemble des ond es du spectre visible
sont fort em ent diffusees, d 'o u la cou le ur blan che de la brume et des nuages.
21. Le faisceau rad ar a une o uvert ure non null o. En s'eloig na nt du rad ar le faisceau s'ela rgit
et ex plore un volume croissant datrnosphere. Ce volume ex plore est prop ort ionnel a £2 , en
not an t L la dis tance par ra p port au radar. De rnerne, les ond es ret. rod iffuseos se d isper sen t
et leur densit e est proportionnelle a 1/ £2 . En con clusi on, a pro priet cs constantes, I'int ensit e
captee par Ie radar et ret rod iffusee par un volume dat rnos phere fixe est prop orti onnelle a
1/ £ 4, et I'int cnsit e retrodiffusee par Ie volume explore pa r Ie faisceau rada r a une d ist a nce L
- ce qui est mesur e - est proporti onnelle a 1/ L
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