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Les mesures RASTA: SOP1 d’HYMEX
Julien Delanoë*, Alain Protat? , Marie Ceccaldi*
Jean-Paul Vinson*, Christophe Caudoux*, nos collègues de SAFIRE et du LAMP
LATMOS*
CAWCR?
Objectifs
• Documentation de la phase glace au dessus des zones
de précipitations pendant la SOP1 d’HYMEX
• Quelles sont les informations apportées par RASTA
associé aux mesures in-situ
– Accès à la dynamique et aux propriétés macrophysiques des
nuages/précipitations
– In-situ: information locale précise, on utilise le radar pour étendre cette
information à l’ensemble du nuage
RASTA
• Configurations du radar RASTA:
– Radar nuage aéroporté à 94 GHz (sensibilité ~-40dBz)
– Doppler: il mesure la vitesse des cibles contenues dans le
volume échantillonné
– Configuration multi-antenne:
• 6 antennes comme MT-Maldives Hiver 2011
© Remi Cailloux
Pourquoi plusieurs antennes?
– Mesure la vitesse Doppler sur 3 angles de visée différents
non colinéaires=> restitution des composantes du champ
de vent « nuage » (WIND)
– Combinaison de la vitesse de chute et de la réflectivité
pour restituer les propriétés microphysiques (RadOnvar)
PRINCIPE DE LA MÉTHODE WIND
Angles de tir
(azimut et élévation des antennes)
Champ de vent (3D)
+
Vitesse de chute
Sur des coupes verticales passant par la
trace de l’avion
Mesures radar
(réflectivité + vitesses radiales)
Coordonnées des données
Sélection d’un leg
(vol rectiligne et avion droit)
Restitution de
U,V,W+Vt
Positionnement dans un plan vertical
maillé
(2 domaines communs)
U vitesse dans la direction de l’avion
V perpendiculaire à la direction de l’avion
RESTITUTION DE U,V,W+VT
V
Y
Équations suivantes:
Vri  U T * cos(i  90  Trace) * cos(i )  V * sin(i  90  Trace) * cos(i )  (W  Vt ) * sin(i )

W U T V W
3 antennes




X Y Z
H
i ièmeantenne, Vri vitesse radiale,  i élévation et i azimut et H constante
Méthode variationnelle
Ensuite il ne reste plus qu’à
séparer W et Vt
Principe de la méthode d’inversion Microphysique
• RadOnvar =>Approche variationnelle
– Paramètres d’entrée: Z, Vt (WIRE)
– Paramètres restitués: Dm, N0* (IWC-re-Nt-Mass)
– Apriori: lien entre N0*-Dm
les LUTs:
Collaboration Heymsfield
& LAMP
ìïm(D) = aM * D bM
• í
ìbM (T ) = 2.31+ 0, 0054T
dA
í
ïî A(D) = cA * D
îc1 = 2.14 + 0.26086 * ln(c0 )
A
c1
A
=
=
c
*
D
r
0
•
p
2
*D
α=-0.5669*ρair+1.5577
V
(
r
)
t
air
4
=a
Vt ( rair = 1)
• bM = 2.25dA -1.5
Prise en compte de la densité de l’air pour le calcul de Vt
Le modèle microphysique sera amélioré avec les restitutions microphysique in-situ du
LAMP dans un second temps
Les données disponibles pour HYMEX
• L1B: un fichier par antenne/Z
étalonné/Masque radar (sur la base HYMEX)
• L2B: un fichier par antenne/Z
étalonné/Masque radar + V dépliée + portes
radar positionnées dans l’espace
(alti/lat/long).
• WIND: données regrillées 500m/120m
• Microphysique 500m/120m
IOP
Fligths
Days
Locations
6
14
23-24 Sep
South-eastern France
7a
15
26 Sep
Cévennes
8
16-17
28-29 Sep
Eastern Spanish coasts, Languedoc
12a
18
11-12 Oct
offshore Toulon
12b
19
12 Oct
Iberian Sea
13
20-21
14-16 Oct
Provence-Côte d’Azur, Central Italy
15a
23
20-21 Oct
Catalonia
15b
24-25
21-22 Oct
Languedoc-Roussillon, Provence-Côte d’Azur
16a
26-27
25-26 Oct
Gulf of Lion-languedoc, Provence-Côte d’Azur
16c
28
27-28 Oct
Central Italy
18
29-30
30 Oct-1 Nov
Corsica, Central Italy
19
31
3-5 Nov
Liguria
Résultats préliminaires
Réflectivité et vitesse vertical (fichier dit « WIND »)
Vents : selon l’axe de l’avion (U) et
perpendiculaire à l’avion (V)
U
V
Vent nuage horizontal (vol14)
Restitutions micro
Travail en cours et objectifs
- Affiner les réglages antennes/attitude etc… Le
changement de la centrale inertielle a
nécessité des adaptations
- Finir les premières restitutions Vent et Micro
- Améliorer et valider les restitutions
microphysiques grâce à notre collaboration
avec le LAMP