Radar météo de Jersey

Baure, Jean-FrancoisClarke, DavidFuller, PaulShough, Martin Lawrence
Figure 15 - Radar météo bande C, rayon 0 (0,5°), 1400Z
Figure 15 - Radar météo bande C, rayon 0 (0,5°), 1400Z

Le radar météo de Jersey était intéressant pour 2 raisons. Contrairement aux données radar du CTA, qui sont spécialement traitées pour enlever les cibles non-aéronautiques, les radars météo recueillent essentiellement un écho radar bruit non traité 1Un traitement de signal limité pourrait être effectué et ce fut l'objet d'investigations au travers de demandes au Bureau Météo de Jersey et à partir d'éléments internes (voir annexe ). Mais c'est en tout cas limité à une possible soustraction du fouillis permanent venu du sol au moyen d'une carte de fouillis et/ou d'insertion de données from higher-level cuts into these areas. This does not affect coverage of targets in areas free from permanent ground clutter, i.e., over the open sea.. Ceci augmentait la possibilité de trouver un écho corrélant avec tous phénomènes stationnaires réflecteurs du radar. De plus, les images de radar météo pourraient contenir des informations sur les conditions de propagation radar probables à ce moment (voir annexe D). Nous espérions que cette information pourrait aider à calibrer les conclusions atteintes que les profiles de température et d'humidité de l'atmosphère à partir d'éléments météorologiques indirects. Ceci à son tour pourrait aider à améliorer notre confiance dans les valeurs d'indice de réfraction optique probable (voir section 5, Conditions météorologiques dans la zone d'observation).

Figure 16 - radar météo bande C, rayon 0 (0,5°), 1415Z
Figure 16 - radar météo bande C, rayon 0 (0,5°), 1415Z

Opéré par le Bureau Météorologique de Jersey et situé au sud-ouest de l'île près de l'aéroport, il s'agit d'un radar météo à bande C utilisant un algorithme de scan de 5 mn. Un faisceau d'à peu près 1° tourne à à peu près 1,1 rpm et change d'élévation graduellement de manière à ce qu'il balaye l'ensemble du volume de surveillance en une série de 4 tranches ou découpes séparées (appelés rayon 0, rayon 1, rayon 2 et rayon 3) suivis par une courte période de temps idle durant lequel le logiciel construit une image synthétique (connue sous le nom de rayon S) d'après les 4 images réelles avant que le cycle ne recommence.

Fig.17 radar météo bande C, rayon 0 (0.5°), 14:30Z
Fig.17  C-band weather radar, beam 0 (0.5°), 1430Z

Les scans radar météo horodaté à 14:00, 14:15 et 14:30Z, le 23 avril 2007 furent obtenus au format de fichier BUFR grâce à l'aide de Tony Pallot, officier météorologique principal du Bureau Météo de Jersey 2Les auteurs sont également reconnaissants de l'aide du Dr. Miguel Rico-Ramirez de l'Université de Bristol pour avoir partagé les fichiers logiciels nécessaires à la visualisation des données radar. Le produit de base de chaque scan est un ensemble de 4 images d'après les 4 découpes d'élévation ayant une résolution horizontale de 2 km. Les élévations d'antenne boresight sont :

Rayon 0 = 0,5 °,
Rayon 1 = 1,0 °,
Rayon 2 = 1,5 °,
Rayon 3 = 2,5 °.

Le rayon S produit une image synthétique nettoyée en insérant des données de plus haute élévation dans l'image du rayon 0 selon une carte des zones de fouillis permanent.

Les 3 images brutes 0,5 ° (rayon 0) sont montrées dans les figures 15, 16 & 17. Les barres colorées sur la droite sont des échelles montrant les différents niveaux de réflectivité dans dBZ 3 Z est la réflectivité. La différence entre 2 bandes de couleur quelconques est un ratio logarithmique constant de puissance reçue mesurée en décibels. Il a été établi que les heures données sont en fait les heures de départ du découpage rayon 0 dans chaque cas (bien que ce ne soit en fait pas le 1er dans la séquence) de sorte que l'image du rayon 0 du scan de 14:15 en figure 16 nous montre la rotation de 0,5 ° à partir de 14:15-14:16Z environ. Ce scan de 60 s est par conséquent la seule couverture radar météo disponible à l'altitude pertinente durant la période d'observation visuelle.

La piètre résolution de pixels est évidente à l'oeil, comme l'est un déplacement apparent et/ou incompatibilité d'échelle entre la video d'écho et la surcouche cartographique 4Une incompatibilité similaire fut trouvée avoir été remarquée dans un travail publié de recherche météorologique utilisant ce radar. Voir annexe D, rendant difficile de juger la localisation d'un écho de manière fiable d'après cette image. La cellule de résolution a effectivement les dimensions de 2 km x 2 km de portée et azimut pour un pixel affiché (plus grossière que la véritable résolution électromagnétique), et en supposant une profondeur de 1 ° le volume de la cellule est d'environ 4 km3 à une distance de 50 km, incluant la surface de l'océan et l'atmosphère jusqu'à environ 3000 pieds d'altitude.

Quelques pixels au sud et au nord de Guernesey contiennent une réflectivité très faible qui pourraient approximativement être l'axe de vision du Trislander, et il y a un signal de faible intensité dans 1 pixel dont la localisation correcte pourrait sans doute être à quelques miles nautiques au sud des Casquets dans la zone des Bancs des Casquets, qui est proche de la position grossièrement triangulée du PAN n° 1.

La prévision shipping du Bureau Météo de Jersey pour la zone limitée à l'ouest par la ligne de longitude de 3° ouest (à 25 miles nautiques environ à l'ouest de Guernesey), valide pour les 24 h à partir de midi le 23 avril (environ 2 h avant le début de l'observation) mentionnait la possibilité de pluie occasionnelle s'étendant depuis l'ouest, mais aucun rapport météo n'indique de précipitation dans la zone Guernesey-Aurigny à l'heure d'observation.

Quant aux appareils à basse altitude : le Jetstream des Blue Islands serait passé à travers le FL30 à quelque moment pendant la découpe du rayon 0 de 14:15, mais il était pratiquement à 20 miles nautiques de distance à ce moment ; et le FlyBe BAe146 (Jersey 912G) aurait été assez proche (voir figure 6 de la section 2) mais aurait été au-dessus de 6000 pieds et par conséquent trop haut pour être détecté. Il est clair d'après les communications radio de la Zone des îles Britanniques (section 2) et le rapport du Contrôleur (annexe A) que le CTA ne suivait pas d'autre appareil candidat à ce moment.

Cependant un vaisseau des Brittany Ferries est attendu dans la zone (bien que pas très proche des eaux peu profondes des bancs bien sûr 5Paul Kelly a speculé que l'écho de "propanormale possible" qu'il observa dans la zone aurait pu être des "vagues sur les récifs des Casquets". La zone de bancs des Casquets est au sud de l'îlot où le phare des Casquets est situé. Des graphiques de la Marine montrent le niveau de profondeur moyen au-dessus des bancs se réduisant jusqu'à 3 m. A l'heure d'observation la marée n'était qu'à seulement 2/3 du parcours de son cycle ebb de 6 h. La marée basse suivante (3,3 m au-dessus du chart datum, le chart datum étant la marée astronomique la plus basse possible) était à 1649Z, la marée haute précédente (7,4 m au-dessus du CD) ayant été à 1034Z. Ainsi la marée basse aurait été dans les 2 m sous la marée moyenne. En supposant que la marée moyenne du jour soit proche du graphique MSL alors à marée basse, 1649Z, le point le moins profond sur les bancs aurait encore été à 1 m ou à peu près sous la hauteur de vague moyenne. Plus de 2½ h plus tôt ~1412Z, avec des conditions de mer légères dans une brise légère, il pourrait y avoir un doute quant à savoir si la perturbation de vagues aurait été significative). Il fut probablement détecté par le radar de surveillance primaire de Guernesey comme étant la piste B dans la figure 12 et pourrait aussi avoir été repéré par le radar météo de Jersey dans des conditions de super-refractivité douce (voir section 5).

Egalement, on devrait rappeler que la réflectivité du radar météo représente l'écho aggrégé reçu par l'ensemble de la cellule de résolution de 4 km3. Il existe divers autres réflecteurs possibles au sein de ce volume - les pentes de vagues, des rochers, des oiseaux marins, de petits bateaux de pêche, etc - qui pourraient être sources d'échos faibles transitoires.

Donc l'image du radar météo ne nous permet pas de dire qu'il n'y avait pas de réflecteur radar près de la position triangulée du PAN n° 1, mais elle ne fournit pas d'élément non-ambigü d'un écho innatendu ou inhabituel à la position appropriée. Il parait aussi n'y avoir aucune trace d'écho à la position triangulée du PAN n° 2. Il pourrait être raisonnable de dire que s'il y avait des PANs avec des dimensions visuelles de l'ordre de centaines de mètres (cohérent avec les estimations visuelles de taille angulaire) à ces positions ils auraient probablement eu une petite section de coupe radar à la bande C.

En soupesant ce résultat nous devrions garder à l'esprit que le radar n'a une opportunité que d'échantillonnages très brefs. A une distance de 50 km une cellule de résolution de 2 km correspond à ~2,5° = 1/(360/2,5 ) = 1/144 de la rotation de 60 s de l'antenne, soit environ 0,4 s, et le temps total de dwell d'une cible ponctuelle dans la largeur de faisceau de 1 ° ne serait que de ~1,7 s.