Système de sondage radio-acoustique de l'atmosphère

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Profileur de vents de 915 MHz aux États-Unis d'Amérique (la boîte centrale), entouré des haut-parleurs du RASS

Un système de sondage radio-acoustique de l'atmosphère ou RASS en anglais (Radio-Acoustic Sounding System) est un ensemble de haut-parleurs autour d'un radar pointé verticalement appelé un profileur de vents. Ce système permet de mesurer à distance la température virtuelle de l'air dans une certaine couche au-dessus du sol. Il est ainsi un appareil de détection et télémétrie acoustique de l'atmosphère ou Acdar (Acoustical detection and ranging^[1]^,^[2]).

Principe

Les ondes acoustiques émises par les haut-parleurs interfèrent entre elles au-dessus du radar formant des fronts d'ondes. Selon la température, la pression et l'humidité de l'air, ces discontinuités seront plus ou moins éloignées l'une de l'autre^[3]^,^[4]. L'onde émise par le radar sera retournée en partie vers celui-ci par les discontinuités si la distance entre celles-ci est la moitié de la longueur d'onde du radar (condition de Bragg)^[3]^,^[4]. On peut tirer de la mesure de cette distance la température virtuelle en un point de l'air au-dessus du radar.

Comme la température varie avec la hauteur, la distance entre les interférences va être différente de point en point au-dessus du radar. On doit donc faire varier la fréquence d'émission des ondes sonores pour satisfaire la condition de Bragg et obtenir un sondage dans la verticale depuis le sol jusqu'à la hauteur où les ondes sonores ne sont plus perceptibles^[3]^,^[4]. En effet, comme on utilise des ondes acoustiques qui se dispersent avec la distance, la hauteur qu'on pourra sonder dépend de la stabilité de l'air, plus il est stable plus les données obtenues couvriront une grande épaisseur au-dessus du sol. La longueur d'onde radar utilisée fait également varier la sensibilité.

Typiquement, un profileur de 16 cm de longueur d'onde, comme celui de l'université McGill de Montréal, peut obtenir des données dans le premier kilomètre de l'atmosphère^[5]. Au-delà de cette altitude, les ondes sonores sont transportées par les vents loin du radar ou dispersées par la turbulence.

Avec le traitement approprié, les données obtenues sont équivalentes à celle d'un radiosondage classique^[4].

Notes et références

↑ Organisation météorologique mondiale, « ACDAR », Vocabulaire météorologique international, sur Eumetcal (consulté le 17 octobre 2013).
↑ Bureau de traduction, « ACDAR », sur Termium, Travaux publics st Services Canada (consulté le 26 août 2016).
↑ ^{a b et c} (en) « Principles of RASS », National Institute of Information and Communication Okinawa Subtropical Environment Remote-Sensing Center (consulté le 4 décembre 2020).
↑ ^{a b c et d} (en) Ulrich Görsdorf et Volker Lehmann, « Enhanced Accuracy of RASS-Measured Temperatures Due to an Improved Range Correction », Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, American Meteorological Society, vol. 17, n^o 4,‎ avril 2000 (DOI https://doi.org/10.1175/1520-0426(2000)017<0406:EAORMT>2.0.CO;2, lire en ligne, consulté le 4 décembre 2020).
↑ (en) « The RASS addition to the profiler », Université McGill (consulté le 19 octobre 2013)