Contribution à l’observation des précipitations en Afrique avec un radar polarimétrique et des liens microondes commerciaux

Intervenant: Matias Alcoba

Le climat ouest africain est gouverné par un régime de mousson, les précipitations, souvent intenses, y sont principalement associées à des systèmes convectifs de méso échelle. Dans un contexte de risques hydrométéorologiques, caractériser ces précipitations jusqu’aux plus fines échelles est important. Deux types d’observation des précipitations par télédétection active, au sol, dans le domaine des micro-ondes, sont explorés : un radar météorologique polarimétrique et des liens micro-ondes commerciaux. La première partie de la thèse est dédiée à la caractérisation des hydrométéores à partir d’un radar polarimétrique opérant en Bande X. Le lien entre les observations et les caractéristiques des hydrométéores peut se faire à partir de modèles physiques. L’inversion de ces modèles permet de retrouver les caractéristiques des hydrométéores à partir des observations. On présente une première méthode d’inversion permettant d’obtenir la densité des hydrométéores au-dessus de la couche de fusion grâce à la modélisation simple du profil vertical de réflectivité radar. La deuxième méthode d’inversion vise à créer des cartes horizontales de distributions de taille de gouttes de pluie à partir des mesurables radar polarimétriques. La méthode exploite toute l’information d’une radiale pour estimer la distribution de tailles de gouttes tout en corrigeant de l’atténuation par la pluie. La deuxième partie est consacrée à la mesure des précipitations à partir de liens micro-ondes commerciaux, issus des réseaux de téléphonie mobile. Cette méthode prometteuse pour les régions mal couvertes par les mesures météorologiques opérationnelles exploite l’atténuation par la pluie des signaux transmis entre les antennes relais. Les principes de la méthode, les sources d’incertitudes et la validation quantitative sur un jeu de données acquis au Niger sont présentés. Enfin on analyse différentes méthodes d’interpolation des données de liens pour créer des cartes de pluie.