Les radars en bande W (radars « millimétriques » ou « à nuages », fonctionnant à des fréquences de l’ordre de 94-95 GHz) fournissent des informations microphysiques uniques sur les hydrométéores faiblement précipitants. De tels instruments sont construits depuis la fin des années 1980. Leur succès est essentiellement dû à leur intérêt pour l’étude du rôle des nuages dans le climat, mais de nouvelles applications gagnent en popularité telles que l’étude de la microphysique nuageuse des systèmes convectifs, du brouillard, etc. Ces instruments deviennent donc répandus, et ce sur une variété de plates-formes (au sol, aéroporté, sur satellite) permise par leur faible encombrement et leur faible consommation énergétique. On peut ainsi citer les radars Rasta, Basta, les CPR sur CloudSat et celui prévu sur EarthCARE, etc.
Ces radars sont également susceptibles de contribuer à la validation, au réglage et à l’initialisation des schémas microphysiques des systèmes de prévision numérique du temps. Ces schémas microphysiques deviennent en effet particulièrement élaborés aux échelles résolvant la convection profonde et jouent un rôle critique dans nombre de situations météorologiques.

 Objectifs

L’objectif du projet Tadorne était de progresser vers l’assimilation des données de radars en bande W, en se concentrant sur les aspects liés aux observations (qualité des observations, opérateur d’observation, schéma microphysique). On se proposait donc de concevoir, régler et valider un opérateur d’observation pour la réflectivité en bande W, qui permette de démontrer le potentiel de ces données en termes d’assimilation de données et de restitution de paramètres microphysiques pour la prévision de phénomènes météorologiques à enjeu tels que les fortes précipitations et le brouillard.

 Partenaires

Consortium de deux partenaires :
1. CNRM (coordinateur)
2. Latmos

 Résultats

Conformément aux objectifs du projet, le CNRM a conçu et validé un opérateur d’observation pour la réflectivité en bande W (Borderies et al. 2018). Ce travail a également donné lieu à la conception d’une nouvelle méthode de comparaison entre observations et simulations qui permet de s’affranchir des erreurs spatio-temporelles. Il a également permis d’étalonner l’opérateur d’observation.
Dans un second temps, les vitesses Doppler et les réflectivités mesurées par un radar à nuages aéroporté ont été assimilées dans un système de prévision numérique du temps à échelle kilométrique (Borderies et al. 2019a, b). Ce travail a été mené avec succès pour des situations de fortes précipitations dans le sud-est de la France.

 Publications liées au projet

• Borderies, M., 2018 : Assimilation de données de radar à nuages aéroporté pendant la campagne de mesures HyMeX. Thèse de doctorat, Institut National Polytechnique, Toulouse, France, 180 p.
• Borderies, M., O. Caumont, C. Augros, É. Bresson, J. Delanoë, V. Ducrocq, N. Fourrié, T. Le Bastard, M. Nuret, 2018 : Simulation of W-band radar reflectivity for model validation and data assimilation. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 144(711), 391-403, DOI : 10.1002/qj.3210.
• Borderies, M., O. Caumont, J. Delanoë, V. Ducrocq, N. Fourrié, 2019a : Assimilation of wind data from airborne Doppler cloud-profiling radar in a kilometre-scale NWP system. Natural Hazards and Earth System Sciences, 19(4), 821-835, DOI : 10.5194/nhess-19-821-2019.
• Borderies, M., O. Caumont, J. Delanoë, V. Ducrocq, N. Fourrié, P. Marquet, 2019b : Impact of airborne cloud radar reflectivity data assimilation on kilometre-scale NWP analyses and forecasts of heavy precipitation events. Natural Hazards and Earth System Sciences, 19(4), 907-926, DOI : 10.5194/nhess-19-907-2019.