À gauche, une image acquise par l’instrument Seviri à bord du satellite géostationnaire Meteosat de seconde génération, le 5 janvier 2014. À droite, les vents dérivés à partir de cette image, les couleurs représentant l’altitude du vecteur vent. © Eumetsat

Planète

Climatologie : exploiter les anciennes données satellites

ActualitéClassé sous :météorologie , prévisions météorologiques , EUMETSAT

Eumetsat, l'organisation en charge de l'exploitation des satellites météorologiques européens depuis 1986, est à la tête d'un patrimoine de plus de trente années de données météorologiques. Une équipe se charge d'exploiter ces archives grâce à des algorithmes constamment améliorés. Marie Doutriaux-Boucher, qui en fait partie, nous explique tout l'intérêt de retraiter ces données avec de nouvelles méthodes.

La semaine dernière, près de 500 chercheurs, décideurs et représentants d'agences spatiales et de l'industrie se sont réunis à Darmstadt, en Allemagne, afin de discuter de la façon dont les satellites d'observation de la Terre actuels et futurs contribueront à relever les grands défis scientifiques définis par le Programme mondial de recherche sur le climat (PMRC).

Cette nécessité de mieux comprendre les changements climatiques à venir, et dont les premiers effets commencent à se manifester, s'explique notamment par des incertitudes persistantes sur l'amplitude et les conséquences futures de ce changement.

Une série temporelle du nombre de vents restitué pour une heure donnée à partir des images Seviri dans le canal infrarouge (IR 10.8). La courbe bleue montre le nombre de vents opérationnels dérivés en temps réel et la courbe rouge montre le nombre de vents restitués a posteriori par le système de retraitement. À noter que la courbe rouge est maintenant stable sur la période. Des études climatiques peuvent éventuellement être réalisées à partir des données retraitées mais pas des données brutes, destinées à être utilisées en temps réel. © Eumetsat

D'anciennes données climatiques reprises par des outils d'analyse modernes

L'étude de la machine climatique passe par une discipline peu connue, qui consiste à « retraiter et re-étalonner d'anciennes données de satellites d'observation de la Terre ». C'est ce que nous explique Marie Doutriaux-Boucher, en charge de ce travail à Eumetsat, dont une équipe offre une deuxième vie aux données de ses anciens satellites, « ceux retirés du service mais également ceux encore en activité ».

S'il peut paraître surprenant de devoir retraiter des données de satellites en activité, c'est néanmoins une « nécessité si l'on veut utiliser ces données dans un but climatique ». Il y a une valeur ajoutée à ce retraitement car les algorithmes d'étalonnage et de traitement sont améliorés en continu tout au long de la mission de chaque satellite. Les produits évoluent donc au cours du temps et seul un « retraitement homogène permet de distinguer les signaux climatiques ». À Eumetsat, ce travail se fait sur toutes les générations des satellites météorologiques, ceux en orbite géostationnaire (Météosat) et ceux en orbite polaire de la série Metop.

Le principal intérêt du ré-étalonnage et du retraitement est d'obtenir « une série homogène de données sur une période aussi longue que possible ». C'est évidemment très important pour les études climatiques. Les satellites d'Eumetsat, en effet, sont avant tout utilisés pour des services opérationnels de prévisions météorologiques. Ils sont donc avant tout conçus pour répondre aux besoins identifiés par ces utilisateurs mais moins adaptés à l'étude du climat« En résumé, on regarde prioritairement ce qui se passe à l'instant T. »

Au tout début de l'utilisation des données de la première génération de satellite Météosat (fin 1977), les clichés produits chaque jour, utilisés en temps réel, n'étaient même pas conservés. « À l'époque, on pensait que cela n'avait aucun intérêt. » Elles ont commencé à être archivées en août 1981. Plus tard, des chercheurs se sont rendu compte du grand potentiel de ces anciennes images. « Aujourd'hui on dispose de plus de trente ans de données, que l'on peut exploiter et à partir desquelles on peut obtenir de nouvelles informations grâce à de nouveaux algorithmes plus développés et puissants que ce qui se faisait à l'époque. » Concrètement, à partir de ces anciens clichés, les scientifiques sont capables d'extraire une quantité significative d'information sur l'atmosphère terrestre, comme la température, la quantité et la hauteur des nuages, le vent, ou encore les particules atmosphériques.

Pour les vieux satellites, il faut également recalibrer les images. C'est important pour que les « séries soient bien homogènes entre elles de façon à ne pas créer de discontinuités lors des changements de satellite ». Enfin, si l'on souhaite comparer des données produites par deux instruments différents, qui observent le même paramètre climatique, il est aussi « nécessaire de procéder à des intercalibrations » pour assurer la cohérence des mesures.

Cela vous intéressera aussi