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Dix ans de données, satelittes et réponses

Dossier - La nouvelle course vers l'espace !
DossierClassé sous :climatologie , technologie , changement climatique

Unesco - Planète Science

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Le climat change et de façon rapide, c'est pourquoi les climatologues s'évertuent à comprendre comment la température des 11 premiers kilomètres de l'atmosphère (la troposphère) s'élève beaucoup plus lentement que ne le prévoient les modèles.

  
DossiersLa nouvelle course vers l'espace !
 
  • Dix ans de données, une goutte d'eau dans un seau

Le rapport approuvé du thème sur l'océan a été publié en janvier 2001. L'adoption de son programme a abouti à un accord entre deux agences de recherche spatiale, la NASA (É.-U.) et le CNES (France) et deux agences opérationnelles de l'espace, NESOLS (É.-U.) et Eumestat (Europe) pour le lancement, en collaboration, de Jason-2, en 2005. Ce satellite poursuivra la mission de Jason-1 et de Topex/Poseidon, les satellites franco-américains qui ont révolutionné nos connaissances océanographiques.

Faisant le tour de la Terre en 112 minutes, Topex/Poseidon (lancé en 1992) a été le premier satellite capable de mesurer la hauteur de la surface de l'océan avec une précision de quelques cm, ce qui a permis aux scientifiques d'en déduire la dynamique de l'ensemble de l'océan sous la surface.

C'est ce type de données qui les met en mesure d'observer les grands courants océaniques qui régulent le climat en assurant la circulation de la chaleur autour de la planète. Pour la première fois, les scientifiques ont été en mesure d'observer le déroulement d'événements capitaux, tels qu'El Niño, un phénomène engendré par un régime de vents inhabituel qui draine les eaux chaudes vers la zone équatoriale du Pacifique et perturbe les conditions météorologiques habituelles dans le monde. Topex/Poseidon a également fourni une méthode efficace pour mesurer la variation du niveau moyen de l'océan à l'échelle mondiale en corrélation avec le changement climatique planétaire.

Les succès inestimables de Topex/Poseidon ont décidé les Etats-Unis et la France à lancer Jason-1 en 2001, afin de poursuivre la mission. Les mesures de la surface des mers que le satellite envoie ont une résolution de 1 cm, une précision jamais obtenue auparavant. Jason-1 devrait fonctionner pendant une dizaine d'années.

Vue par satellite de la formation d'un ouragan © Nasa

Même ainsi, du point de vue des scientifiques, une décennie de données représente tout juste une goutte d'eau dans un seau. « Nous savons aujourd'hui qu'El Niño ou l'oscillation de l'Atlantique Nord une « balançoire » atmosphérique qui oriente les tempêtes hivernales d'ouest en est à travers l'océan ne sont pas de simples phénomènes annuels ; ils obéissent à des cycles décennaux, explique Colin Summerhayes, de la COI de l'UNESCO. « Grâce à des données à plus long terme, la prévision météorologique pourrait fournir des informations utiles aux activités agricoles, en particulier dans les régions arides. »

  • Les satellites ne sauraient apporter toutes les réponses

À eux seuls, cependant, les satellites ne peuvent apporter de réponse à la plupart des questions primordiales auxquelles sont confrontés les scientifiques. Ainsi, la mesure des niveaux de CO2 absorbés par la forêt ou le rythme de l'érosion côtière leur échappent. En conséquence, IGOS développe des stratégies destinées à associer les données d'origine spatiale et celles recueillies à la surface du globe. Les images satellites de l'érosion du littoral sont susceptibles de modifier en profondeur les travaux d'un biologiste marin. Réciproquement, les agences spatiales ont besoin d'informations venues du sol pour interpréter les signaux envoyés par les satellites.

  • Une étude satellite

Ces deux interférogrammes montrent le volcan Akutan, sur une île lointaine des Aléoutiennes, en Alaska (É.-U.). En 1996, une salve d'éruptions volcaniques violentes a ébranlé cette île faiblement peuplée. Craignant de voir se réveiller le volcan endormi (ce qui n'arriva pas), les scientifiques ont utilisé deux paires d'images satellites, produites par des radars de longueurs d'ondes différentes, pour mesurer les modifications de la topographie du volcan.

El Nino - Surveillance Topeix © Nasa

L'interférogramme de la bande C (image du haut), de longueur d'ondes inférieure, a été construit à partir d'images prises par une sonde embarquée sur le satellite ERS de l'Agence spatiale européenne ; l'interférogramme de la bande L (image du bas) provient du satellite japonais J-ERS. Pour établir un interférogramme, il faut au moins deux images de la même cible prises à des moments différents. Les satellites actuels mesurent la même cible environ une fois par mois. On superpose les deux images pour montrer où les modifications se sont produites. Les paires d'images ayant servi à produire les interférogrammes présentés ci-contre révèlent une déformation de la surface du volcan due à une intrusion de magma, qui s'est déplacé du sommet vers l'est. Cette déformation a pu être « saisie » parce qu'une image a été prise avant l'intrusion et l'autre après (les bandes de couleur indiquent les modifications).

La bande C peut être plus sensible à de petites déformations que la bande L, mais elle ne convient pas pour mesurer des déformations qui déplacent la cible de plus de quelques centimètres entre deux observations. La présence de végétation et le mouvement des nuages dévient le trajet des rayons. Du fait que les surfaces naturelles ne sont généralement pas composées de roche compacte mais comprennent aussi des sols, des débris etc. (comme dans le cas de cette île), le radar de la bande L,plus longue, semblerait bien plus utile que celui de la bande C pour mesurer les géorisques, même en l'absence de végétation.

Aucune mission de survol n'est en cours dans la bande L, si bien que des observations telles que celle de l'image du bas ne sont plus possibles. L'Agence spatiale japonaise se prépare cependant à mettre en orbite le satellite ALOS (bande L). Plusieurs autres satellites sont en service avec des équipements d'interférométrie de la bande C : le RadarSat canadien, l'ERS-2 et Envisat européens.