Les images satellitaires sont devenues familières pour tout le monde, depuis que les bulletins de la télévision y font appel. Parlons un peu de la façon dont elles sont obtenues, et de ce que les satellites apportent aux météorologistes.
Les types de satellites
Il y a deux types complémentaires : les satellites géostationnaires, et les satellites héliosynchrones.
Les satellites géostationnaires sont placés à une altitude (35800 km au dessus du sol) telle que leur période de révolution est égale à un jour sidéral (23h 56 min 4s : c'est la période de rotation de la terre sur elle-même). Ainsi, ils restent en permanence au dessus du même point de la surface.
Le gros avantage est que l'on couvre une grande surface d'un seul coup et ce, en permanence, mais il y a deux inconvénients : ces satellites sont assez éloignés, et donc ne permettent pas de faire des images à haute résolution (plus de 1 km par pixel), et ils sont obligatoirement à la verticale d'un point de l'équateur, ce qui fait qu'ils ne voient pas les régions polaires.
En effet, bien que la terre apparaisse comme une boule depuis cette altitude, on n'en voit que 42% et non la moitié.
Les premiers satellites de ce type ont été lancés en 1977 (Météosat entre autres), il y en a plusieurs (6 ou 7 sont nécessaires) qui pointent vers les différentes parties de la terre : Europe et Afrique, Amériques, Asie, etc.
Les satellites héliosynchrones sont à environ 800 km d'altitude et peuvent donc faire des observations à plus haute résolution (quelques dizaines de mètres par pixel). Ils tournent en passant presque au dessus des pôles (orbites polaires), de telle sorte qu'ils survolent toujours le même endroit à la même heure.
L'avantage, outre la meilleure résolution des images, est que toute la surface terrestre est balayée (d'ailleurs, les satellites d'observation SPOT utilisent le même principe), mais seulement deux fois par jour.
Ce que les satellites mesurent
Les satellites météo sont équipés de radiomètres, c'est à dire en quelque sorte de caméras étalonnées pour donner les flux de rayonnement qui sont visualisables sous forme d'images.
Les Météosat procèdent par balayage, point par point et ligne par ligne, ils ne font donc pas tout à fait des photos instantanées : il leur faut une demi-heure (un quart d'heure pour les modèles de deuxième génération) pour obtenir une image complète.
Ces images sont prises dans différents "canaux", en lumière visible bien sûr, ce qui donne des photos représentant fidèlement ce qu'un cosmonaute pourrait voir de là-haut, et surtout en infrarouge, ce qui permet de voir la nuit, et de visualiser les températures. Voici un exemple pris aujourd'hui à 18h00 (en temps universel, c'est à dire 19h00 en France), alors qu'en fait il faisait nuit sur la plus grande partie de la surface observée :
Un canal spécial, correspondant à un domaine infrarouge où la vapeur d'eau absorbe bien le rayonnement, permet de voir la répartition de cette vapeur d'eau, très intéressante évidemment pour les météorologistes. Voici la même que précédemment (même jour même heure), dans ce canal :
Peut-on tout faire par satellite ?
La réponse, est, bien évidemment, non. Même en mesurant très précisément le rayonnement infrarouge, il est impossible d'avoir une bonne précision sur la température, la pression est quasiment impossible à évaluer ainsi, la vitesse du vent également, etc.
En perfectionnant les satellites (augmentation du nombre de canaux d'observation), on peut obtenir des indications supplémentaires, mais les stations au sol restent indispensables.
Par exemple, on ne voit pas ce qui est en dessous des nuages, et si l'on mesure une température dans les zones couvertes, ce sera au mieux celle qui règne au sommet des nuages !
Pire encore : on ne voit pas tous les nuages, ceux qui sont très bas et très fins sont quasiment indétectables. L'interprétation des mesures satellitaires est donc loin d'être simple !
Finalement, les satellites sont complémentaires des stations au sol et des ballons-sondes ou autres mesures aéroportées.
Les types de satellites
Il y a deux types complémentaires : les satellites géostationnaires, et les satellites héliosynchrones.
Les satellites géostationnaires sont placés à une altitude (35800 km au dessus du sol) telle que leur période de révolution est égale à un jour sidéral (23h 56 min 4s : c'est la période de rotation de la terre sur elle-même). Ainsi, ils restent en permanence au dessus du même point de la surface.
Le gros avantage est que l'on couvre une grande surface d'un seul coup et ce, en permanence, mais il y a deux inconvénients : ces satellites sont assez éloignés, et donc ne permettent pas de faire des images à haute résolution (plus de 1 km par pixel), et ils sont obligatoirement à la verticale d'un point de l'équateur, ce qui fait qu'ils ne voient pas les régions polaires.
En effet, bien que la terre apparaisse comme une boule depuis cette altitude, on n'en voit que 42% et non la moitié.
Les premiers satellites de ce type ont été lancés en 1977 (Météosat entre autres), il y en a plusieurs (6 ou 7 sont nécessaires) qui pointent vers les différentes parties de la terre : Europe et Afrique, Amériques, Asie, etc.
Les satellites héliosynchrones sont à environ 800 km d'altitude et peuvent donc faire des observations à plus haute résolution (quelques dizaines de mètres par pixel). Ils tournent en passant presque au dessus des pôles (orbites polaires), de telle sorte qu'ils survolent toujours le même endroit à la même heure.
L'avantage, outre la meilleure résolution des images, est que toute la surface terrestre est balayée (d'ailleurs, les satellites d'observation SPOT utilisent le même principe), mais seulement deux fois par jour.
Ce que les satellites mesurent
Les satellites météo sont équipés de radiomètres, c'est à dire en quelque sorte de caméras étalonnées pour donner les flux de rayonnement qui sont visualisables sous forme d'images.
Les Météosat procèdent par balayage, point par point et ligne par ligne, ils ne font donc pas tout à fait des photos instantanées : il leur faut une demi-heure (un quart d'heure pour les modèles de deuxième génération) pour obtenir une image complète.
Ces images sont prises dans différents "canaux", en lumière visible bien sûr, ce qui donne des photos représentant fidèlement ce qu'un cosmonaute pourrait voir de là-haut, et surtout en infrarouge, ce qui permet de voir la nuit, et de visualiser les températures. Voici un exemple pris aujourd'hui à 18h00 (en temps universel, c'est à dire 19h00 en France), alors qu'en fait il faisait nuit sur la plus grande partie de la surface observée :
Un canal spécial, correspondant à un domaine infrarouge où la vapeur d'eau absorbe bien le rayonnement, permet de voir la répartition de cette vapeur d'eau, très intéressante évidemment pour les météorologistes. Voici la même que précédemment (même jour même heure), dans ce canal :
Peut-on tout faire par satellite ?
La réponse, est, bien évidemment, non. Même en mesurant très précisément le rayonnement infrarouge, il est impossible d'avoir une bonne précision sur la température, la pression est quasiment impossible à évaluer ainsi, la vitesse du vent également, etc.
En perfectionnant les satellites (augmentation du nombre de canaux d'observation), on peut obtenir des indications supplémentaires, mais les stations au sol restent indispensables.
Par exemple, on ne voit pas ce qui est en dessous des nuages, et si l'on mesure une température dans les zones couvertes, ce sera au mieux celle qui règne au sommet des nuages !
Pire encore : on ne voit pas tous les nuages, ceux qui sont très bas et très fins sont quasiment indétectables. L'interprétation des mesures satellitaires est donc loin d'être simple !
Finalement, les satellites sont complémentaires des stations au sol et des ballons-sondes ou autres mesures aéroportées.
inscrit le 17/10/05
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