Suivi et prevision automatiques du deplacement des nuages precipitants par radar meteorologique

Automatic tracking and forescasting of precipitating cloud motion based on meteorological radar data

• Auteur / Autrice : Philippe Brémaud
• Direction : Yves Pointin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1991
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2

Résumé

La prevision de la pluie a tres courte echeance (quelques minutes a quelques heures) est basee sur le suivi et l'extrapolation des echos des nuages precipitants presents dans les images radar. Nous avons developpe une nouvelle methode de prevision basee sur le suivi des cellules de forte reflectivite situees a l'interieur des echos, entites habituellement considerees. Apres un resume des caracteristiques meteorologiques des nuages precipitants, la premiere partie recense les differents defauts des images radar, qui peuvent affecter sensiblement la qualite d'une prevision automatique de la pluie, ainsi que leurs remedes eventuels. Certains defauts, comme la bande brillante ou la propagation anormale, ne pouvant etre corriges sans etude prealable, interdisent toute prevision realiste. D'autres, non moins genants comme les echos de sol, peuvent etre supprimes de plusieurs manieres. Dans la seconde partie sont detailles les caracteristiques, les qualites et les defauts des methodes de prevision de la pluie preexistantes: methodes de traitement global de l'image, methodes de suivi des centres des echos et methodes plus elaborees faisant beaucoup appel a la reconnaissance des formes. Nous avons developpe une nouvelle methode permettant de s'affranchir des defauts principaux de chacune de ces methodes. En effet, les entites suivies sont constituees par les cellules definies a 6 db en dessous du maximum de reflectivite qu'elles entourent et ne necessitent donc pas un seuillage de l'image a un niveau de reflectivite donne et arbitraire; la methode tient compte egalement du mouvement individuel de chaque cellule, qui est determine par ajustement local des deux cellules couplees, suivant des criteres de reconnaissance des formes et independamment des positions de leur centre. Notre methode traite en outre le probleme des echos de sol. La quatrieme partie fait l'objet de la comparaison de notre methode avec trois autres methodes differentes: la persistance, l'extrapolation globale de toute l'image et la methode scout ii. 0 (einfalt 1988). Les quatre methodes sont comparees sur quatre evenements distincts, dont un fait l'objet de trois series de prevision a echeances differentes. Les resultats selon les criteres de concordance ou hydrologiques montrent que notre methode est performante et stable, puisqu'elle surclasse les methodes de persistance et d'extrapolation de toute l'image. Des comparaisons supplementaires sont neanmoins necessaires pour confirmer la superiorite de notre methode sur la methode scout ii. 0 actuellement operationnelle en seine-saint-denis