Célomètre

Les premiers célomètres utilisaient un tambour rotatif muni d'un réflecteur lumineux à faisceau étroit. Lorsque le tambour tournait autour d'un axe horizontal, le faisceau était projeté vers la base des nuages en effectuant un balayage d'un horizon à l'autre. Une partie du faisceau était alors retourné vers le sol par diffusion là où il touchait la base du nuage. Un récepteur (cellule photoélectrique), à une certaine distance du tambour et ne pouvant voir qu'à la verticale, pouvait alors noter l'angle d'élévation au moment où un signal y était retourné du nuage. Par triangulation entre l'angle du tambour et l'horizon à ce moment, ainsi que la distance tambour-récepteur, la hauteur de la base du nuage peut-être trouvée[6].

Depuis les données 1990, les célomètres laser sont largement répandus. Il s'agit d'un télémètre laser qui émet une impulsion lumineuse verticalement et la hauteur du plafond est calculée par la mesure du temps entre l'émission et le retour du signal ayant été réfléchi par la base du nuage (${\displaystyle \,\delta t}$)[3] :

${\displaystyle distance={\frac {c\delta t}{2}}}$ où ${\displaystyle c}$ est la vitesse de la lumière.

Les célomètres sont des instruments automatiques nécessitant peu d'entretien. Ils fournissent la hauteur de la base des nuages et la couverture nuageuse avec une haute résolution temporelle et spatiale dans presque toutes les conditions. Ils sont installés dans presque tous les aéroports fournissent une information comparable internationalement[4].

En général, les données des célomètres à tambour ne dépassent pas 12 000 pieds (3,7 km)[11] et ceux à laser 25 000 pieds (7,6 km) (CL31, CHM8k, CS135, CBME80)[12]. Pour mesurer les nuages plus élevés, comme les cirrus, il faut utiliser des célomètres plus puissants (CL51, CHM15k)[4] - [13].

Les limitations d'un célomètre sont donc[7] - [11] :

• Il peut annoncer un ciel « dégagé » nonobstant une couverture nuageuse complète, et même en présence de virga, si les nuages sont au-delà de la portée de détection du capteur ;
• Dans certaines conditions de neige, le célomètre peut sous-estimer le niveau du plafond ;
• Le célomètre laser est excessivement sensible au poudrin de glace, ce qui conduit à des observations erronées de ciel couvert ;
• L’algorithme des nuages peut sous-estimer l’étendue des couches, surtout quand elles entrent dans son champ de détection ;
• Comme il ne détecte la nébulosité que lorsque les nuages sont directement au-dessus du capteur, l’algorithme des nuages n’évalue que les nuages sous le vent ;
• Il retient la hauteur la plus basse comme base de la couche et peut donc indiquer des bases quelque peu trop basses ;
• Certaines obstructions à la visibilité vont être notées comme des plafonds nuageux.
• Les virgas sont souvent signalées comme des nuages résultant en une sous-estimation des hauteurs de nuages par rapport à une observation manuelle ;
• Les états du ciel signalés proviennent de l’historique des nuages passés au-dessus du capteur dans les 30 dernières minutes, avec un poids plus importants donné aux 10 dernières, et non un instantané des conditions actuelles.