Ouragan Beta : un cyclone traqué par satellites

Cliché du cyclone Beta pris le 27/10/05 par le satellite Aqua
(Crédit : NASA) 

Ce matin, le dernier rapport du Centre national des ouragans (NHC) de Miami se voulait rassurant : il ne classait le cyclone Beta que parmi les tempêtes tropicales, et prévoyait qu'il perdre encore de l'intensité et se transforme en « dépression tropicale ». Néanmoins, parmi la population du Nicaragua et de l'Honduras, beaucoup avaient encore à l'esprit les 10 000 victimes de l'ouragan Mitch, ainsi que la vague d'ouragans qui a déferlé de l'océan Atlantique cette année. En effet, s'il n'est pas le plus puissant de cette saison, l'ouragan Beta établit à 13 le record d'ouragans en une saison.

L'importance de la contribution des chasseurs de cyclones  à l'étude et au suivi des ouragans n'est plus à prouver. Mais il en est de même de l'imagerie satellitaire, qui s'est rapidement développée ces dernières années, avec la multiplication des satellites météorologiques mis en orbite et l'audacieux projet franco-américain A-Train.

Les grands types d'imagerie par satellite

Alors qu'il y a un demi-siècle on ne pouvait utiliser que des données radar pour suivre l'évolution d'un phénomène météorologique tel que le cyclone Beta, aujourd'hui les satellites d'observation délivrent leurs informations sous plusieurs formes. Les trois principaux types de clichés qu'ils fournissent sont les images visibles, les images vapeur d'eau et les images infrarouges.

• Les images visibles fournies par satellite sont des clichés « classiques », explorant simplement le spectre de la lumière visible. Leurs couleurs sont fonction de la quantité de lumière radiodiffusée par la surface de la Terre et les nuages de son atmosphère. Ainsi, plus les nuages sont épais, plus ils semblent brillants. Sur de telles images, un ciel clair apparaît en noir, et le vortex d'un ouragan tel que Beta en blanc.

Image du cylone Beta prise dans le champ visible le 30/10/05
(Courtesy of MOAA) 

• Les images vapeur d'eau représentent la quantité de vapeur d'eau accumulée dans les couches de l'atmosphère. Sur ces clichés, les zones sèches sont obscures, et les régions humides claires.

Image vapeur-d'eau du cyclone Beta prise le 31 Octobre
(Courtesy of NOAA) 

• Les images infrarouges, quant à elles, sont le résultat de la mesure du rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre et les nuages. Elles permettent de dresser une carte thermique de la surface (plus la température au sol est forte plus la zone est noire) et de mieux distinguer les nuages hauts (qui sont plus froids, donc plus blancs) des nuages bas (plus chauds, donc plus sombres).

Image infrarouge prise le même jour
(Courtesy of MOAA) 

L'imagerie par micro-ondes

Tandis que les images infrarouges et visibles sont masquées par les plus hautes masses nuageuses, le grand avantage des images micro-ondes fournies par les satellites en orbites polaires géostationnaires est qu'elles offrent la possibilité de voir à travers les nuages. Selon la technique utilisée, les images micro-ondes sont deux types :

• Les images actives sont obtenues par envoi d'impulsion de micro-ondes à partir d'un satellite vers la surface.

• Les images passives sont le fruit de la mesure par un satellite des micro-ondes émises par la Terre.

Néanmoins, les satellites utilisés pour l'imagerie micro-ondes cumulent souvent les deux techniques. Ainsi, le Tropical Rainfall Mesuring Mission Satellite, fruit d'une collaboration entre la NASA et la Japan Aerospace Exploration Agency, comporte à la fois un récepteur passif, le TMI, et un capteur actif PR.

Le satellite de la mission TRMM et ses deux capteurs micro-ondes actifs et passifs
(Crédit : NASA) 

A-Train : le train de satellites qui scrute la Terre

Les dernières décennies ont vu le déploiement de nombreux satellites à imagerie infrarouge, visible, vapeur d'eau et micro-onde. Cependant, l'initiative la plus audacieuse reste le A-Train.

Le A-Train a pour objectif de mettre une constellation de six satellites en formation à quelques minutes d'intervalle sur une orbite héliosynchrone.

Si le lancement des deux minis satellites d'observation Calipso (NASA/Cnes) et Cloudsat (NASA/ASC), initialement prévu mercredi 26 octobre, a été repoussé par la NASA au plus tôt au 7 novembre, les satellites Parasol (Cnes), Aqua et Aura (Nasa) sont déjà en orbite.

Ces satellites autonomes mais complémentaires (chacun à sa spécificité, comme le satellite Aqua, dédié à l'étude du cycle de l'eau) permettront d'observer un point du globe avec une acuité encore inégalée et de concentrer un nombre de données sans précédent.

A terme, l'objectif de l'A-Train est d'améliorer les modèles de prévision numérique du temps, de la pollution et du climat.

La constellation de satellite A-Train
(Crédit : NASA)