Un célomètre est un instrument le plus souvent utilisé pour indiquer la hauteur actuelle d’une base nuageuse. Un célomètre optique projette un faisceau lumineux modulé au fond d’un nuage. Sa hauteur peut alors être calculée par triangulation. Un télémètre laser détermine la hauteur en mesurant le temps qu’il faut pour qu’une impulsion de lumière laser soit réfléchie par la base d’un nuage. Les concentrations d’aérosols, telles que la vapeur d’eau ou les polluants dans l’atmosphère, peuvent également être calculées à partir des effets de rétrodiffusion de la lumière laser.
Cet appareil est largement utilisé dans l’aviation et la météorologie. La hauteur de la couche nuageuse la plus basse en dessous de 20,000 6,096 pieds (30,000 9,144 m) qui couvre plus de la moitié du ciel est le plafond nuageux. Cet état est surveillé en permanence par des télémètres dans les principaux aéroports et le résultat est signalé aux équipages de conduite. Les fabricants de célomètres avancés affirment que leurs produits peuvent mesurer simultanément plusieurs couches de nuages jusqu’à XNUMX XNUMX pieds (XNUMX XNUMX m) lorsqu’ils sont utilisés dans la recherche météorologique.
Un célomètre optique se compose d’un projecteur, d’un détecteur et d’un moyen d’enregistrer les données. Il existe deux configurations de base. Dans un célomètre à émetteur rotatif, le projecteur balaie le ciel d’un faisceau lumineux modulé. Le détecteur est à une distance connue du projecteur et pointé verticalement. Lorsque le faisceau lumineux atteint la base d’un nuage directement au-dessus du détecteur, la lumière est réfléchie vers le bas, détectée et l’angle de projection à ce moment est enregistré.
Dans la configuration balayage-récepteur, le projecteur est fixe et le détecteur se déplace. Le projecteur transmet un faisceau lumineux modulé verticalement. Un détecteur parabolique, placé à une distance prédéterminée, balaye le faisceau de haut en bas à la recherche de la lumière réfléchie par la base d’un nuage. Lorsqu’il est détecté, cela donne l’angle vertical pour le point d’intersection du faisceau lumineux et du nuage. L’une ou l’autre configuration fournit les données nécessaires pour calculer la hauteur de la base du nuage par simple triangulation.
Un télémètre laser est une application spéciale d’un système de détection et de télémétrie par la lumière (LIDAR). À ce titre, ce fut l’une des premières applications de la technologie laser. En météorologie, un télémètre laser est utilisé pour étudier la structure et la composition de l’atmosphère, les concentrations d’aérosols et la formation des nuages. Les profils de rétrodiffusion de la lumière laser peuvent être analysés pour détecter les précipitations, la présence de gaz particuliers et leur concentration, ainsi que la vitesse du vent et la turbulence. La capacité de détecter les conditions de vent actuelles et changeantes a conduit à l’utilisation de cette technologie dans le domaine des énergies renouvelables.