À propos des radars météo au Canada

Description sommaire de la couche radar

La couche radar affichée sur notre plateforme est basée sur une mosaïque calculée sur le domaine nord-américain avec une résolution spatiale horizontale de 1 km. Cette mosaïque inclut donc tous les radars canadiens et américains disponibles dans le réseau et qui peuvent atteindre un maximum de 180 radars contributeurs. La figure 1 montre l’étendu du domaine couvert par la mosaïque ainsi que la densité des radars contributeurs (cercles blancs). On peut aussi constater que cette couverture est marquée par de nombreuses zones de chevauchement entre les radars, ce qui est très utile en cas de pannes programmées ou subites de certains radars. Cette composite est disponible à toutes les 10 minutes. Cette fréquence passera de 10 minutes à 6 minutes lorsque tous les radars en bande C seront remplacés par les nouveaux radars en bande S (pour d’informations sur le projet sont disponibles ici : Modernisation du réseau canadien de radars météorologiques).

Afin de mieux représenter les précipitations pendant les différentes saisons, cette mosaïque est disponible en mm/h pour représenter la pluie et en cm/h pour représenter la neige. Pour les deux types de précipitations (pluie et neige), nous utilisons deux relations mathématiques différentes pour convertir la réflectivité en taux de précipitations (mm/h pour pluie et cm/h pour neige). Notons aussi que ces mosaïques sont disponibles en palette de 8 et 14 couleurs (niveaux d’intensités des échos radars).  Les figure 2 et 3 illustrent deux exemples représentant les taux de précipitations de la pluie et de la neige.

Il s’agit d’une mosaïque hybride constituée de différents produits d’estimation de précipitations. Ci-dessous, la description technique de chaque produit utilisé tout en expliquant le contexte de son utilisation :

1. Produit PRECIP-ET : C’est un produit bidimensionnel utilisé uniquement pour les radars en bande C (qui sont en cours d’être remplacés par de nouveaux radars de bande S) et qui tient compte d’un algorithme de contrôle de qualité (CQ) pour mieux identifier les problèmes et appliquer les solutions adéquates. À titre d’exemple, les filtres Doppler peuvent rejeter des échos de sol modérés à certains endroits et ainsi les faibles échos météorologiques ne seraient pas détectés. Dans ce cas, PRECIP-ET serait capable lui de signaler cette zone où manquent des données. Notons également que le PRECIP-ET est calculé à partir de l’angle d’élévation de balayage du radar le plus bas pour mieux représenter les précipitations près de la surface du sol (0.4 degré pour la majorité des radars). Le PRECIP-ET est fourni en mm/h pour la pluie et cm/h pour la neige. Ce produit est calculé avec une portée maximale de couverture de 240 km. Une description détaillée de ce produit est disponible par le biais du lien suivant : PRECIP-ET.
2. Le produit EQPDP : L’acronyme EQPDP signifie : Estimation quantitative des précipitations à double polarisation. Le produit EQPDP est disponible uniquement pour les radars de bande S. Il s'agit d'une représentation bidimensionnelle du taux de précipitation estimé par le plus bas du balayage du radar (angle d’élévation de 0.4 degré pour la majorité des radars en bande S). Ainsi, le taux de précipitation estimé est aussi proche que possible de la surface de la terre. Le produit EQPDP est basé, entre autres, sur une série d'étapes de traitement polarimétrique (contrôle qualité) pour éliminer les artefacts non météorologiques des données brutes (balayages volumétriques). Il est fourni en mm/h pour la pluie et cm/h pour la neige. Ce produit est calculé avec une portée maximale de couverture de 240 km.
3. Le produit NEXRAD américain : Pour les radars américains Nexrad, ECCC utilise le produit le plus similaire du service météorologique américain (NOAA). Ce produit est la réflectivité radar, qui est convertie en taux de précipitation en utilisant les mêmes formules que celles utilisées pour les radars canadiens. NOAA effectue un certain contrôle de la qualité de ses produits et ECCC ne procède pas à un contrôle de qualité supplémentaire, pour le moment. La résolution spatiale et les portées maximales des données Nexrad diffèrent de celles des radars canadiens. Ce produit est calculé avec une portée maximale de couverture de 460 km.

Impact des nouveaux radars en bande S sur la qualité de la mosaïque

En 2017, ECCC a lancé un projet intitulé Programme de remplacement des radars météorologiques canadiens (PRRMC) qui s’étend sur sept ans pour remplacer le réseau actuel du SMC de radars météorologiques vieillissants et désuets par un nouveau système de radars à polarisation double moderne. Ce projet permettra à ECCC de continuer à fournir à la population canadienne les renseignements météorologiques dont ils ont besoin pour prendre des décisions éclairées à l’égard de leur santé, de leur sécurité et de leur protection. Le résultat de ce projet sera un réseau moderne, abordable et durable de radars météorologiques fiables couvrant une plus grande étendue du Canada grâce à des capacités de portée accrues et à l’ajout d’une nouvelle station radar dans la région Fort McMurray en Alberta. Vous pouvez suivre le statut de l’installation des nouveaux radars via le lien suivant : Calendrier de remplacement des radars.

Le tableau ci-dessous résume les principales différences entre les nouveaux radars en bande S et les radars vieillissants en bande C :

Double polarisation et amélioration de la qualité des produits

L’une des nouveautés principales des nouveaux radars de bande S est l’utilisation de la technologie de la double polarisation (polarimétrie). La prémisse de base derrière le radar météorologique est que, outre les estimations de la réflectivité que nous connaissons, il permet de déterminer la forme des hydrométéores (mesures des propriétés microphysiques des hydrométéores). Ceci est possible grâce à la double polarisation qui permet de mesurer le radar mesure à la fois les aspects verticaux et horizontaux des cibles. En mesurant les retours de ces deux polarisations, on peut estimer la forme et les effets qui proviennent des différentes formes des hydrométéores.

D’un point de vue technique, le point fort (valeur ajoutée) des radars polarimétriques par rapport aux radars à simple polarisation réside principalement au niveau de la comparaison des informations complémentaires qui proviennent de la polarisation verticale à celles qui proviennent de la polarisation horizontale. Ces informations permettent ainsi de distinguer les différents types de précipitation mais également d’améliorer grandement les observations qui seront utilisées pour produire des prévisions de meilleure qualité et pour émettre des avertissements au public dans le cas des conditions météorologiques extrêmes.

Les retombées d’une telle technologie peuvent se résumer dans les points suivants :

• Améliorer significativement la précision des estimations quantitatives de précipitations ;
• Identifier avec précision les différents types de précipitations et améliorer les prévisions de l'eau liquide ou solide équivalente (différencier la pluie, la neige, …) – Meilleur traitement de la bande brillante ;
• Simplifier (voire éliminer certains d'entre eux) les algorithmes de contrôle qualité utilisés par les prévisionnistes pour cibler les signaux météorologiques dans le cadre de radars à simple polarisation ;
• Accroître la confiance dans les données radars qui sont à la base de la préparation des avertissements en cas de conditions météorologiques extrêmes ;
• Fournir des informations pertinentes et critiques pour estimer les précipitations, ce qui aide à prévoir les inondations et les alertes aux inondations causées par les rivières ;
• Fournir des informations très utiles pour aider les autorités municipales en ce qui a trait à la gestion de l'eau ;
• Être capable de distinguer les échos non météorologiques qui peuvent être dangereux pour l'aviation météorologique comme les oiseaux par exemple ;
• Faciliter/aider la détection des conditions de givrage dans les aéronefs.

Les figures (4) et (5) montrent l’impact positif de la technologie de la double polarisation sur la qualité des produits. Il s’agit d’une comparaison entre le produit conventionnel CAPPI qui n’utilise pas l’information de la double polarisation et le produit EQPDP utilisant la double polarisation.  Pour les deux cas (avec et sans précipitations) pour le même radar (radar de Blainville couvrant la grande région de Montréal) et pour la même date, démontre comment les échos non météorologiques sur la région sud-ouest causés par les interférences radiales sont nettoyés en appliquant l’information de la double polarisation par le biais du produit EQPDP.

Accessibilité aux images DPQPE nettoyées

Les images individuelles des radars en bande S basées sur le produit nettoyé EQPDP utilisant l’information de la double polarisation sont disponibles en temps réel sur notre site public datamart accessible via le lien suivant : Images individuelles EQPDP.

Couverture radar dynamique

La couverture radar affiche dynamiquement les données des zones couvertes par les radars toutes les 10 minutes. Elle fournit également les informations sur la disponibilité (ou non) des radars contributeurs ainsi sur que les zones de chevauchement tel qu’illustré à la figure 6.