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CURIE: a low power X-band, low atmospheric Boundary Layer Doppler radar

Al-Sakka, Hassan; Weill, Alain; Le Gac, Christophe; Ney, Richard; Chardenal, Laurent; Vinson, Jean; Paul Barthès, Laurent; Dupont, Eric

Meteorologische Zeitschrift Vol. 18 No. 3 (2009), p. 267 - 276

published: Jun 1, 2009

DOI: 10.1127/0941-2948/2009/0377

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Abstract

A new X-band Doppler miniradar, the CURIE radar (Canopy Urban Research on Interactions and Exchanges), mainly adapted to low Atmospheric Boundary Layer ABL sounding has been developed at LATMOS (Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales) formerly CETP (Centre d'étude des Environnements Terrestre et Planétaires). After a brief description of the measurement conditions in a turbulent atmosphere, the main characteristics of the new sensor are presented. As an example, we compare CURIE vertical velocity fluctuations with UHF observations to show the vertical velocity measurement validity. As a prospective area of application in clear air, we focus on a first observation of vertical velocity variance which is supposed to be related to entrainment across the inversion layer. As our objective is to study low boundary layers during different atmospheric conditions and since the radar works in the presence of precipitation (as all X-band radar do), we also show vertical rain soundings in the lower part of the ABL and illustrate our findings with results demonstrating comparable reflectivity and precipitation rates as estimated with a disdrometer and with a rain gauge.

Kurzfassung

Ein neues X-Band-Dopppler-Miniradar, das sog. CURIE-Radar (Canopy Urban Research on Interactions and Exchanges) wurde am LATMOS (Laboratoire Atmospheres, Milieux, Observations Spatiales), früher CETP (Centre d'étude des Environnements Terrestre et Planétaires) entwickelt. Es ist hauptsächlich für die Anwendung in der unteren atmosphärischen Grenzschicht vorgesehen. Nach kurzer Beschreibung der Messbedingungen in der turbulenten Atmosphäre wurden die wesentlichen Charakteristika des neuen Systems päsentiert. Es wurden als Beispiel mit CURIE gemessene Vertikalgeschwindigkeitsfluktuationen mit UHF-Beobachtungen verglichen, um die Qualität der Methode aufzuzeigen. Unter clear-air-Bedingungen konzentrieren wir uns auf die Beobachtung der Varianz der Vertikalgeschwindigkeit, von der angenommen wird, dass sie ein Ausdruck für den Entrainment-Prozess in der Inversionsschicht ist. Bei der Untersuchung der unteren atmosphärischen Grenzschicht während unterschiedlicher atmosphärischer Bedingungen, konnten wir auch vertikale Regenechos im unteren Teil der ABL registrieren, da das CURIE (wie alle Radars) auch bei Niederschlägen arbeitet. Es wurden unseren Ergebnissen vergleichbare Reflexions- und Niederschlagsraten, die mit Disdrometern und Regenmessern erhalten wurden, gegenübergestellt.