Depuis l'avènement des applications météorologiques pour les radars après la Seconde Guerre mondiale, les ingénieurs et les opérateurs ont toujours été confrontés à plusieurs défis importants. De la précision du traitement des données à la maintenance et à la longévité des investissements dans les radars, la nécessité d'améliorer la suppression des échos parasites, l'étalonnage automatisé, la maintenance et la surveillance à distance s'est clairement imposée. Ces points sont particulièrement critiques lorsqu'un ou plusieurs radars sont utilisés comme point de données principal pour un réseau météorologique intégré.
L'objectif principal du développement de la série de radars météorologiques Baron Gen3 était de relever ces défis. Pour ce faire, les ingénieurs de Baron ont mis en œuvre de nouvelles techniques et technologies afin d'assurer une détection hydrométéorologique de précision avec un temps de fonctionnement maximal et une main-d'œuvre réduite.
Étalonnage automatisé
Un radar correctement calibré est essentiel au succès des organisations météorologiques. Un radar non calibré ou mal calibré génère des données de base dégradées, ce qui limite son utilité et contribue à des prévisions météorologiques erronées. Lorsque des tempêtes importantes sont suivies par un réseau de radars, la combinaison des données requises de plusieurs radars rend crucial l'étalonnage de l'ensemble du réseau selon une norme connue de tous. En outre, comme les données de base sont utilisées pour générer des produits d'estimation des précipitations, de détection de la grêle et de discrimination entre la pluie et la neige, des erreurs significatives dans les produits dérivés peuvent être causées par de petites erreurs dans les données de base.
Une équipe de météorologues et d'ingénieurs radar de Baron avait déjà mis au point une routine d'étalonnage innovante pour la mise à niveau du NEXRAD à double polarisation à l'échelle nationale pour le U.S. National Weather Service, la Federal Aviation Administration et le Department of Defense, en effectuant une routine d'étalonnage pendant la période d'environ six secondes de rétraction de l'antenne après un balayage complet du volume. Pour la série Gen3, cette routine a été adaptée et améliorée afin de fournir un étalonnage ZDR automatisé et continu, bac par bac.
Auparavant, les systèmes radar ne pouvaient être étalonnés qu'une ou deux fois par an. Le personnel sur place devait attendre des journées claires et sans pluie pour interrompre la surveillance météorologique et réorienter l'antenne en fonction de l'angle d'azimut.
Le ZDR, souvent appelé réflectivité différentielle, est la base de ces étalonnages. Le ZDR a été choisi en raison de son importance pour le calcul de la classification des hydrométéores. Une fois que les moments fondamentaux de la double polaire ont été calibrés avec une précision de 0,1 dB, il a été constaté que tous les autres produits de données suivraient, bénéficiant des améliorations.
La technologie d'étalonnage de nouvelle génération permet de relever plusieurs défis opérationnels : tout d'abord, aucune interaction humaine n'est nécessaire, les erreurs d'étalonnage sont évitées et un étalonnage fiable à l'échelle du réseau est possible. L'étalonnage peut être effectué par tous les temps ; la nouvelle technique tient compte de la pluie et d'autres effets néfastes (par exemple, les coutures, les fientes d'oiseaux et l'usure naturelle) sur le radôme et ne nécessite pas de mesures solaires. En outre, aucune mesure matérielle n'est nécessaire, ce qui réduit les besoins en équipement et les risques d'erreur.
Suppression des encombrements
L'encombrement causé par le terrain, l'humidité, les bâtiments - et même les migrations d'oiseaux et d'insectes - peut faire des ravages sur un affichage radar précis et, à son tour, sur les produits à valeur ajoutée générés par le radar. À la fin des années 2000, le Cooperative Institute for Mesoscale Meteorological Studies (CIMMS) de l'université d'Oklahoma a mis au point la première application de la technique de filtrage CLEAN-AP™(Clutter Environment ANalysisusing Adaptive Processing). Baron s'est associé à OU et a accordé une licence pour CLEAN-AP™ en vue d'une utilisation exclusive dans ses systèmes radar.
Les avantages de CLEAN-AP par rapport aux anciens filtres de fouillis au sol sont les suivants :
- CLEAN-AP™ effectue une détection et une suppression automatisées des encombrements sans intervention manuelle.
- Le besoin de cartes de fouillis est éliminé grâce à la capacité de détection de fouillis au sol en temps réel de CLEAN-AP™.
- CLEAN-AP™ utilise un fenêtrage adaptatif des données qui permet d'obtenir un bon compromis entre la suppression de l'encombrement et la qualité des données.
- CLEAN-AP™ est un processus intégré fournissant un algorithme unique pour la détection et le filtrage des échos parasites au sol, bac par bac.
La capacité unique de filtrage des encombrements de CLEAN-AP™ est vitale lorsqu'elle est utilisée dans le cadre d'un réseau intégré. En améliorant de manière significative la précision des données de base, des avantages apparaissent dans l'ensemble du système, depuis la collecte et l'intégration des données jusqu'aux modèles de prévision, ce qui aboutit finalement à des prévisions et des alertes plus efficaces pour le grand public.
Surveillance et maintenance à distance
Chaque organisation météorologique est confrontée à l'équilibre permanent entre les exigences techniques et le manque relatif de personnel et de ressources financières. L'équipement de test intégré (BITE) de la série de radars Gen3 surveille en permanence l'état du système. Les paramètres évalués comprennent la température des systèmes vitaux, les tensions et courants d'alimentation, la position des commutateurs du guide d'ondes, les performances de l'émetteur, l'état de l'étalonnage, etc.
Si les diagnostics détectent des défauts, les opérateurs en sont automatiquement informés par courrier électronique et le système surveille l'interface. Cette capacité permet de corriger les problèmes avant que le système ne tombe en panne. En outre, les composants du système sont plus facilement remplaçables grâce à l'architecture modulaire inhérente au radar Baron Gen3. Le résultat est que les utilisateurs bénéficient d'un temps de fonctionnement plus productif, avec moins de personnel et une meilleure précision, dans l'ensemble de leur réseau de détection météorologique.
La conception modulaire a permis aux utilisateurs de mettre à niveau ou de remplacer rapidement les composants en fonction des besoins. Grâce à un maximum de points communs entre les systèmes, les utilisateurs peuvent garder des pièces de rechange en stock sur l'ensemble du réseau, ce qui permet un remplacement plus rapide des composants et une réduction des coûts.
Un soutien inégalé
Les systèmes Baron Gen3 sont aujourd'hui utilisés dans le monde entier dans des conceptions fixes, transportables et mobiles. Des configurations en bande C, bande X, bande S et bande S haute fréquence sont disponibles. Cela souligne la nécessité d'un soutien exceptionnel. Baron dispose d'un centre d'assistance mondial géré 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 et 365 jours par an par des météorologues diplômés connaissant bien les radars et les conditions météorologiques, ce qui permet aux clients de Baron de bénéficier d'une assistance inégalée dans le monde entier. Cette même équipe peut surveiller les diagnostics BITE 24/7/365, jouant un rôle de soutien en tant que centre d'opérations radar (ROC) complet, offrant aux clients une tranquillité d'esprit et un retour sur investissement maximal sur le terrain.
L'une des premières installations Gen3, réalisée pour le compte d'une entité commerciale aux États-Unis, a permis au système à haute fréquence en bande S de détecter avec succès les franges extérieures de l'ouragan Matthew. Au même moment, la tempête se trouvait bien au large, ce qui a permis d'obtenir des mesures extrêmement précises et à haute résolution lorsque la tempête s'est approchée du site du radar. Ce résultat a été obtenu dans les heures qui ont suivi l'installation du radar, et son achèvement programmé a été accéléré car on prévoyait que la tempête toucherait terre.
