Figure 1 : Radar de nuages Mira-35
Radar millimétrique de nébulosité
Un radar millimétrique de nébulosité, également connu comme radar de nuages, est un radar météorologique qui sonde avec une longueur d’onde de l’ordre du millimètre pour étudier le profil de réflectivité et les mouvements verticaux dans les nuages qui défilent son champ de vision. Les plus récents utilisent également la double polarisation pour en tirer le type d’hydrométéore (liquide ou solide).
En effet, un radar de précipitations fonctionnant en bande C (longueur d’onde de 5 cm) ne détecte que les gouttelettes d’un diamètre de plus de 0,2 mm pour obéir à loi de diffusion de Rayleigh qui dit qu’on aura un écho de l’impulsion si la cible est de l’ordre de 1/10 de celle de la longueur d’onde utilisée. Il lui est donc impossible de noter les gouttelettes ou cristaux de glace de nuages qui ont un diamètre bien inférieur, de l’onde de 30 à 100 microns.
Pour pallier à cela, les radars de nuages utilisent de très hautes fréquences, entre bandes K et W, dont les longueurs d’onde sont de l’ordre de grandeur nécessaire pour rétrodiffuser un écho par les gouttelettes de nuages. Cependant, l’atténuation par la pluie est très importante et celle dans les cristaux de glace est minimale. La collecte de données utiles dans ou à travers des nuages contenant des précipitations n'est donc possible que pour la pluie très faible, la bruine, ou la neige. Ces radars sont donc surtout utiles pour l’étude des nuages non précipitants, pouvant facilement sonder même de minces nuages de cristaux de glace (ex. : Cirrus).
Figure 2 : Balayage vertical pendant une heure.
Le radar millimétrique de nébulosité peut être utilisé à la fois en position stationnaire sur Terre et à bord des satellites visant au nadir.
En surface, les radars terrestres fixes utilisent généralement une fréquence relativement faible de la bande Ka, de longueur d’onde de l’ordre de 5 à 8 millimètre, qui a la possibilité de pénétrer dans le nuage jusqu’à sa limite supérieure tant qu’il ne contient pas de précipitations comme mentionné antérieurement. Il n’est donc utilisé que par temps sec. Il en existe deux types différents :
- le radar pointant verticalement qui produit une image radar en fonction du temps des nuages qui défilent au-dessus de lui. C’est le plus courant ;
- le radar à balayage volumétrique continu, plus rare, permet de sonder en 3D la région environnante comme un radar de précipitations.
Le radar de nuages à bord des satellites utilise une fréquence de 96 GHz (longueur d’onde de 1 à 3 mm) plus atténué et qui ne mesure donc que le sommet des nuages ou les régions avec des aérosols.