histoire du radar météorologique, de la technologie de la Seconde Guerre mondiale aux applications actuelles

BISMARCK, ND (KFYR) – Au cours de notre série de radars de plongée profonde au cours des six dernières semaines, nous vous avons emmené à l’intérieur du radar du service météorologique national de Bismarck pour expliquer les bases de son fonctionnement, expliqué comment il s’incline sous différents angles pour créer une image tridimensionnelle de l’atmosphère, expliqué comment la maintenance est effectuée, expliqué les technologies Doppler et à double polarisation que les radars utilisent pour voir à l’intérieur des tempêtes, et enfin parlé de certaines limites de notre réseau radar actuel.

Mais comment en sommes-nous arrivés à ce stade de la technologie radar et que nous réserve l’avenir ? Voici un bref historique des radars météorologiques.

Le principe sous-jacent de tous les radars a été observé pour la première fois en 1886 par Heinrich Hertz lorsqu’il a découvert que les ondes électromagnétiques pouvaient être réfléchies par divers objets, et même focalisées en faisceaux par des réflecteurs appropriés.

Divers projets de recherche se sont poursuivis sur les applications potentielles du radar et en 1930, Lawrence Hyland du Naval Research Laboratory a découvert qu’un avion volant au-dessus de son antenne radio provoquait des changements dans les signaux qu’il recevait.

En 1935, Robert Watson-Watt a utilisé l’énergie radiofréquence pulsée pour observer des cibles à des distances plus longues – jusqu’à 90 miles.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, le radar était utilisé par les militaires du monde entier pour rechercher les avions entrants. Mais l’utilisation du radar pour les observations météorologiques s’est produite par accident lorsque les opérateurs de radar militaire ont remarqué que des précipitations apparaissaient sur leurs écrans avec leurs cibles aériennes prévues.

Après la guerre, le Service météorologique national a reçu 25 radars qui avaient été utilisés par la Marine, et en 1959, le service météorologique a commencé à déployer son premier réseau de radars, appelé Radar de surveillance météorologique, ou WSR-57, tel qu’il a été conçu. en 1957 en utilisant la technologie de la Seconde Guerre mondiale. Il n’a donné que des données de réflectivité grossières et aucune donnée de vitesse, ce qui a rendu extrêmement difficile la détection des tornades. Les précipitations ont été tracées sur l’écran radar à l’aide de crayons gras et les prévisionnistes ont dû tourner manuellement une manivelle pour régler l’élévation du balayage du radar.

Une version mise à jour, le WSR-74, a complété et remplacé les anciens radars à partir de 1977 par des composants plus récents et plus fiables. 128 des modèles de radars WSR-57 et WSR-74 étaient répartis dans tout le pays, y compris dans le Dakota du Nord, et ont fonctionné comme réseau radar du service météo jusque dans les années 1990.

Pendant ce temps, dans les années 1980, les chercheurs ont commencé à développer le système radar de nouvelle génération, ou NEXRAD, qui intégrerait l’utilisation de la technologie Doppler. Ce fut un grand pas en avant pour les météorologues, leur permettant de détecter la vitesse et la direction des précipitations dans les tempêtes.

Ces radars WSR-88D, avec le D pour Doppler, ont été déployés opérationnellement à partir de 1992. La résolution des données était beaucoup plus élevée avec ces radars et les phénomènes météorologiques violents étaient plus faciles à identifier. Le radar Bismarck WSR-88D a été installé en 1994 et la technologie radar a continué de s’améliorer depuis lors avec plusieurs mises à niveau du réseau national, en particulier avec l’introduction de la technologie à double polarisation qui s’est produite au cours des 10 dernières années.

Chauncy Schultz, responsable scientifique et des opérations au Service météorologique national de Bismarck, a déclaré: «C’est l’un des changements technologiques les plus marquants dans le domaine de la météorologie au cours de notre vie. Avant le milieu des années 1990, lorsque ces nouveaux radars ont été installés, le délai d’exécution, le délai de préavis que vous receviez pour un avertissement n’était en moyenne que de quelques minutes. Maintenant, c’est 10 minutes, 20 minutes, pas de géant grâce à l’installation des radars, à toutes les nouvelles technologies et à d’autres recherches que nous avons apprises depuis, bien sûr. Mais l’installation du radar a été le tournant décisif dans l’amélioration des avertissements aux États-Unis.

155 radars NEXRAD sont désormais positionnés dans tout le comté, la plupart d’entre eux étant soit colocalisés avec les bureaux du Service météorologique national, soit à proximité des bases de l’armée de l’air, comme c’est le cas avec le radar au nord-est de Minot. Même si les radars NEXRAD ont maintenant dépassé leur estimation de durée de vie initiale de 20 ans, les radars font actuellement l’objet d’un programme de prolongation de la durée de vie pour les maintenir opérationnels dans les années 2030.

Mais entre-temps, des entreprises privées telles que Climavision sont intervenues pour tenter de combler certaines des lacunes du réseau radar existant du National Weather Service avec leurs propres radars propriétaires. Et la future technologie radar, comme les radars multiéléments à balayage plus rapide qui peuvent être pilotés électroniquement, permettant aux utilisateurs de contrôler comment, quand et où les balayages radar sont recherchés et développés.

Pour conclure cette série, j’espère que vous avez maintenant une meilleure appréciation de la technologie des radars météorologiques que beaucoup d’entre nous tiennent pour acquise et que vous réfléchissez au fonctionnement des radars la prochaine fois que vous chargez le radar sur notre application ou que vous nous voyez utiliser le radar à l’antenne.

Copyright 2022 KFYR. Tous les droits sont réservés.