The outlook for precipitation measurements from space*

Based on a presentation prepared for the 20th Conference on Radar Meteorology, Boston, Mass., November 30‐December 3, 1981.

Abstract

To provide useful precipitation measurements from space, two requirements must be met: adequate spatial and temporal sampling of the storm and sufficient accuracy in the estimate of precipitation intensity. Although presently no single instrument or method completely satisfies both requirements, the visible/IR, microwave radiometer and radar methods can be used in a readepiction, manner. Visible/IR instruments provide good temporal sampling and rain area depiction, but recourse must be made to microwave measurements for quantitative rainfall estimates. The inadequacy of microwave radiometric measurements over land suggests, in turn, the use of radar. Several recently developed attenuating‐wavelength radar methods are discussed in terms of their accuracy, dynamic range and system implementation. Traditionally, the requirements of high resolution and adequate dynamic range have led to fairly costly and complex radar systems. Some simplifications and cost reduction can be made, however, by using K‐band wavelengths, which have the advantages of greater sensitivity at low rain rates and higher resolution capabilities. Several recently proposed methods of this kind are reviewed in terms of accuracy and system implementation. Finally, an adaptive‐pointing multi‐sensor instrument is described that would exploit certain advantages of the IR, radiometric and radar methods.

Résumé

Résumé La télémesure de la précipitation n’ est utile que lorsque les deux conditions suivantes sont satisfaites : un échantillonnage adéquat temporel et dans l'espace d'une tempête, et une estimation assez précise de l'intensité de la précipitation. Il n'y a actuellement pas d'instrument ou de méthode unique pour accomplir cette tâche, cependant les méthodes du visible/IR, du radiomètre à micro‐ondes et du radar peuvent être utilisées d'une façon complémentaire. Les instruments aux bandes visible/IR donnent un échantillonnage temporel adéquat et décèlent les régions de pluie convenablement, il faut cependant avoir recours aux mesures d micro‐ondes pour estimer quantitativement les chutes depluie. U usage des mesures radiométriques à micro‐ondes sur terre est inapproprié, ce qui suggèrepar conséquent l’ usage du radar. Ondiscuteicideplusieursméthodes, conçues récemment, d’ atténuation de longueur d'ondedu radar, on discute de leursprécisions, leursportéesdynamiques, et V implantation de leurs systèmes. Le besoin de haute précision, et d'une portée dynamique adéquate, a traditionnellement mené à de systèmes assez complexes et dispendieux. Quelques simplications peuvent être apportées cependant en utilisant la longueur d'onde de la bande K qui possède l'avantage d'être à lafoisplus sensible auxprécipitations àfaible taux etd'avoir une plus haute précision. Plusieurs méthodes de ce genre, proposées récemment, sont revues enfonction de leur précision et de V implantation du système. On décrit jnalement un instrument à capteurs‐multiples, et braquage‐adapteur, qui met à profit les avantages des méthodes IR, radiométriques et celles du radar.

Notes

Based on a presentation prepared for the 20th Conference on Radar Meteorology, Boston, Mass., November 30‐December 3, 1981.