L'ouragan Laura, de catégorie 4, a touché terre en août 2020. Laura a frappé le sud-ouest de la Louisiane avec des vents atteignant 150 mph, des ondes de tempête de 15 pieds et jusqu'à 10 pouces de pluie. La tempête a coupé l'électricité dans plus de 900 000 foyers, causé plus d'un milliard de dollars de dégâts et fait 26 victimes.
Un groupe de scientifiques et d'ingénieurs de plusieurs universités, du Center for Severe Weather Research et de la NOAA a convergé vers la côte du Golfe du Mexique pour observer la tempête. Ce groupe fait partie du Digital Hurricane Consortium, une organisation qui coordonne les activités existantes de déploiement sur le terrain afin de collecter et d'analyser les données relatives au vent, à la pluie, aux ondes de tempête et aux vagues.
Des scientifiques de l'Université de l'Alabama à Huntsville (UAH) ont apporté un radar mobile Baron appelé Mobile Alabama X-band dual-polarization radar (MAX). Le MAX s'est avéré être un outil précieux pour la collecte de données sur les vents et les précipitations, en particulier lors d'événements tropicaux et tornadiques. Le UAH Severe Weather Institute - Radar and Lightning Laboratories (SWIRLL) utilise MAX pour presque toutes ses opérations sur le terrain. Les scientifiques de l'UAH ont utilisé MAX en tandem avec le radar Doppler ARMOR (Advanced Radar for Meteorological and Operational Research) pour recueillir des données sur les flux de vent dans la couche limite lors de tempêtes potentiellement tornadiques. ARMOR est un radar Baron en bande C, à double polarimétrie, situé à l'aéroport international de Huntsville. MAX a également produit des données précieuses lorsqu'il est associé à des systèmes de profilage atmosphérique qui fournissent des profils verticaux de la température, du vent, de l'humidité, de la base des nuages, etc.
"La beauté de MAX est qu'il fournit un contexte dans lequel nous faisons nos observations de profilage, des variations horizontales en d'autres termes. Nous pouvons voir ce qui se passe autour de l'emplacement des profileurs, ce qui nous permet de les replacer dans leur contexte. MAX fournit cela lorsque nous n'avons pas d'autre couverture radar", a déclaré Kevin Knupp, professeur de sciences atmosphériques à l'UAH.
Pour l'ouragan Laura, MAX a été positionné sur un viaduc de l'Interstate 10 juste à l'ouest de Lake Charles, LA, à 30 miles au nord de l'endroit où la tempête a touché terre à Cameron, LA. À environ 18 km de MAX se trouvait un radar mobile partagé de recherche atmosphérique et d'enseignement (SMART) en bande C de l'université d'Oklahoma.
"Cet emplacement a permis d'établir une courte ligne de base avec l'une des unités mobiles en bande C, ce qui nous a permis d'obtenir un flux d'air récupéré à plus haute résolution dans la couche limite", a déclaré M. Knupp.
MAX et SMART ont recueilli des données à double effet Doppler à haute résolution sur un domaine de 20 kilomètres par 20 kilomètres. Les deux radars fonctionnent bien en tandem, les longueurs d'onde plus courtes du MAX en bande X détectant plus de détails sur les particules dans l'air. Les grandes longueurs d'onde du SMART en bande C subissent moins d'atténuation dans la pluie, ce qui lui permet de couvrir une plus grande plage. Max a effectué à la fois des balayages de volume allant d'un demi à 25 degrés d'élévation, et des balayages de l'indicateur de hauteur de portée (RHI) dans une direction au vent pour examiner la structure du vent.
Les données de MAX et SMART peuvent être fusionnées et traitées pour obtenir le champ de vent à plusieurs niveaux de l'atmosphère, dans ce cas, probablement de 200 mètres à quatre kilomètres au-dessus du sol. Vient ensuite l'analyse de l'affichage vélocité-azimut (VAD), qui consiste à extraire les données des balayages à 360 degrés.
"Nous pouvons décomposer ces données en vent total, en direction et en vitesse du vent", a déclaré Knupp. "En examinant diverses combinaisons d'élévations, d'angles et de portées, on peut établir un profil vertical à très haute résolution des vents horizontaux.
L'analyse des données MAX relatives à l'arrivée de l'ouragan Laura se concentrera sur deux points. La première consiste à mieux comprendre comment l'œil de l'ouragan et l'intensité globale de la tempête évoluent lors de l'atterrissage et quels sont les facteurs qui déterminent ces changements. Laura s'est avéré être un ouragan précieux pour les scientifiques car il a développé un œil important avant d'atteindre les terres, ce qui a permis de réaliser des observations de qualité à partir de MAX et des autres équipements météorologiques stationnés le long de la côte de la Louisiane.
Les ingénieurs pourront également utiliser les données pour analyser la relation entre la vitesse du vent et les dommages structurels. Leurs conclusions peuvent être appliquées à la conception et à la construction de maisons, de bâtiments, de ponts et d'autres structures qui résistent mieux aux vents violents des ouragans.
