Satellite

    Un satellite météorologique est un satellite artificiel qui a comme mission principale le recueil de données utilisées pour la surveillance du temps et du climat de la Terre. Chaque nouvelle génération de satellite comporte des appareils plus performants et capables d'effectuer des mesures sur un plus grand nombre de critères, ce qui permet de les utiliser pour différencier les divers phénomènes météorologiques : nuages, précipitations, vents, brouillard, etc.

Plusieurs pays lancent et maintiennent des réseaux de satellites météorologiques : les Etats-Unis, les pays européens avec l'agence spatiale européenne (ESA), l'Inde, la Chine, la Russie et le Japon. Tous ces satellites assurent une couverture globale de l’atmosphère.

    Le premier satellite météorologique, le Vanguard 2, fut lancé en 1959 pour mesurer la couverture nuageuse. Malheureusement, lors de son lancement, son axe de rotation fut mal orienté et il ne put donner que peu d’informations. Le TIROS-1 fut le premier succès dans ce domaine. La NASA le lança le 1^er avril 1960 et transmis durant 78 jours. Il fut l’ancêtre du programme Nimbus qui mena au développement des satellites météorologiques modernes lancés par la NASA et opérés par le NOAA.

Il existe deux types de satellites météorologiques : les satellites géostationnaires et circumpolaires.

    Situés directement au-dessus de l’équateur et à une distance d'environ 35 880 km, les satellites géostationnaires orbitent de façon synchrone avec la Terre, c'est-à-dire, qu'ils tournent autour de la Terre en même temps qu'elle, de façon à rester au dessus d'un même endroit. Les satellites géostationnaires peuvent donc prendre des informations en continu de la même portion du globe.

    Ces informations sont utilisées par les météorologues pour suivre les systèmes météorologiques, en plus d’extraire des données telle que la température, et pour connaître la structure de l’atmosphère et des nuages. Par la suite, toutes ces données sont injectées dans les modèles de prévision numérique. Les médias agrémentent de même leurs bulletins météo d’animations venant de ces satellites.

Les satellites géostationnaires ont une résolution maximale à leur sous-point, c'est-à-dire, le point à la verticale au dessus duquel ils sont situés. Cette résolution diminue en allant vers les bords du disque terrestre à cause de la parallaxe de l’angle de visée de plus en plus rasant, en effet la distance est plus grande. Ainsi, par exemple, au-dessus de 65 degrés de latitude Nord ou en dessous de 65 degrés de latitude Sud, ils deviennent presque inutilisables.

Les différents pays cités plus haut maintiennent une flotte de ces satellites :

·         États-Unis : La série GOES couvrant les Amériques et une partie de l’Atlantique et du Pacifique. Les GOES-11 et GOES-12 sont ceux actifs en 2006 mais en 2007, le GOES-N a été mis en orbite et deviendra GOES-13 une fois activé.

·         Agence spatiale européenne : L'ESA maintient la série des Meteosat avec les numéros 6, 7 et 8 couvrant l’Atlantique et le numéro 5, l’océan indien.

·         Japon : Le MTSAT-1R est positionné à 140°E et couvre le Pacifique.

·         Inde : Le METSAT-1 / KALPANA-1 stabilisé à 74°E.

·         Russie : A positionné le GOMS à la longitude de Moscou.

·         Chine: Utilise la série Feng-Yun dont le plus récent est le FY-2C à 105°E lancé en octobre 2004.

    Pour complémenter les satellites géostationnaires, les satellites circumpolaires orbitent autour de la Terre à basse altitude (entre 720 et 800 km) selon une trajectoire avec une forte inclinaison passant près des pôles. Ils sont héliosynchrones, c’est-à-dire que leur axe de rotation est perpendiculaire à l’axe entre le Soleil et la Terre. Ils passent deux fois au-dessus de n’importe quel point de la surface du globe à chaque jour à la même heure solaire.

Comme ils sont plus rapprochés de la surface, ces satellites ont une meilleure résolution. Ils peuvent distinguer plus facilement les détails de température des nuages et leur forme visible. Les feux de forêt et la brume sont beaucoup plus évidents. On peut même en extraire des informations sur le vent selon la forme et le déplacement des nuages. Malheureusement, comme ils ne couvrent pas continuellement la même surface terrestre, ils ont un usage plus limité pour surveiller la météo en temps réel. Ils sont surtout utiles dans ce domaine, dans les régions polaires où des images composites venant des différents satellites sont plus fréquentes et permettent de voir ce qui est presque invisible aux satellites géostationnaires.

Cependant, pour des utilisations de plus longue durée, ces satellites donnent des informations importantes. Les données infrarouges et visibles recueillies par ces satellites permettent de suivre le déplacement à moyens termes de phénomènes tels les courants marins comme le Gulf Stream et les masses d’air avec une précision beaucoup plus grande.

Les États-Unis utilisent les satellites TIROS de NOAA en binômes sur des orbites opposées (un vers le nord et l’autre vers le sud). En 2006, les NOAA/TIROS 12 et 14 sont en réserve en orbite alors que les 15, 16, 17 et 18 sont utilisés. La Russie possède les séries Meteor et RESURS. La Chine et l’Inde ont également des satellites circumpolaires.

Les satellites météorologiques sont munis à l'origine de deux types de senseurs :

·         Des radiomètres pour la mesure de la température de l’atmosphère. Ils opèrent dans le spectre infrarouge. Les premiers instruments ne « regardaient » que quelques longueurs d’onde alors que les nouvelles générations divisent ce spectre en plus de 10 canaux.

·         Des radiomètres dans le domaine du visible pour noter la brillance de la réflexion solaire sur les différentes surfaces. Ces données sont corrigées par les programmes d’analyse au sol selon l’angle du soleil pour uniformiser les informations.

Plus récemment, on y a ajouté :

·         Un sondeur qui effectue un sondage aérologique de l'atmosphère terrestre à distance pour en tirer la structure de température et d'humidité.

Les informations des satellites météorologiques peuvent être complémentaires à d’autres types de satellites environnementaux pour suivre les changements de végétation, l’état de la mer, la fonte des glaciers. Leurs données sont également traitées pour en tirer la structure de l’atmosphère (température, vents et humidité) ce qui complète les données de stations terrestres et aérologiques pour alimenter les modèles de prévision numérique du temps.

En plus des informations purement météorologiques sur la température et la couverture des nuages on peut mentionner :

·         Mesure de la température de surface de la mer, de la couverture de glace en hiver et des déplacements des icebergs pour les marins ;

·         Études climatologiques de la progression des glaciers, des déserts pour l’hydrologie (en rapport avec la présence d'eau) ;

·         Évolution de la fumée venant des feux de forêt, des cendres volcaniques, des tempêtes de sable au Sahara, etc ;

·         Étude de la pollution atmosphérique et des traînées de mazout en mer ;

·         Suivre l’évolution de la luminosité des villes pour des études de pollution lumineuse ou pour repérer une perte de courant nocturne ;

·         L'apparition de conditions favorables au développement des insectes nuisibles, aux épidémies, au gel, etc. ;

·         Les aurores boréales.