Depuis les années 1980, les satellites météorologiques observent le climat tout autour du globe. Ils fournissent également des données en continu pour la Suisse. L'accent est mis sur l'observation de la couverture nuageuse, des flux de rayonnement ainsi que sur la température de surface.
A l'aide des données fournies par les satellites météorologiques européens Météosat, MétéoSuisse élabore des données climatiques afin de saisir les modifications du cycle de l'énergie et de l'eau. Pour ce faire, MétéoSuisse collabore avec d'autres partenaires européens du centre de traitement des données satellitaires pour l'observation du climat de l’Organisation européenne pour l'exploitation de satellites météorologiques EUMETSAT. Les données satellitaires de haute qualité sont utilisées par les autorités, les instituts de recherche, les universités et les entreprises privées de Suisse.
Depuis les années 1980, les satellites météorologiques offrent de nouvelles possibilités de détection des nuages. Ils mesurent la nébulosité sur de grandes surfaces et complètent parfaitement les mesures au sol : les satellites observent les couches nuageuses supérieures qui ne peuvent pas être détectées depuis le sol. Inversement, les stations au sol fournissent des données sur les nuages plus bas qui sont cachés aux satellites sous les couches nuageuses plus élevées.
Couverture nuageuse moyenne en Suisse dérivée des données satellitaires de Météosat. Nébulosité moyenne en pourcent pour les années 2004 à 2020 pour janvier (à gauche) et juillet (à droite).
La répartition spatiale de la nébulosité en Suisse varie fortement en fonction de la saison. En janvier, le ciel est obscurci à 70 % sur le Plateau suisse et autour des grands lacs, alors que dans les Alpes et surtout au Tessin et en Valais, les nuages sont nettement moins nombreux (environ 50 %). Cela est dû aux brouillards ou stratus fréquents sur le Plateau [lien interne termes météorologiques]. En juillet, la nébulosité est plus forte en montagne (jusqu'à 65 %), car des nuages convectifs se développent souvent en montagne au cours de la journée ; le Tessin, la plaine de la vallée du Rhône et l'ouest du Plateau présentent une faible couverture nuageuse.
Les mesures du satellite Météosat permettent de calculer le bilan radiatif total de la surface terrestre en Suisse toutes les heures en remontant jusqu'aux années 1980. Le bilan radiatif est la différence entre le rayonnement que la Terre reçoit du soleil sous forme de rayonnement à ondes courtes (rayonnement solaire) et celui qu'elle émet dans l'espace sous forme de rayonnement thermique à ondes longues. MétéoSuisse élabore des données de rayonnement pour toutes les composantes du bilan radiatif de la surface terrestre à partir des mesures satellitaires. Le rayonnement solaire est particulièrement important pour la production de chaleur et d’électricité solaire.
Par rayonnement solaire, on entend l'ensemble du rayonnement à ondes courtes qui frappe la surface de la Terre sur une surface horizontale. La moyenne annuelle du rayonnement solaire atteint 170 à 190 W/m2 dans les Alpes, ce qui correspond à une énergie cumulée annuelle d'environ 1600 kWh/m2. Avec 140 à 160 W/m2, le Plateau suisse reçoit nettement moins de rayonnement solaire. Les raisons en sont les situations de brouillard hivernal, une turbidité atmosphérique accrue et l'absence de réflexion par la neige.
Dans le cadre de la stratégie énergétique 2050 de la Confédération, l'application interactive facade-au-soleil.ch [lien externe :] a été créée pour tous les biens immobiliers de Suisse, en tant que projet commun entre l'Office fédéral de l'énergie, l'Office fédéral de la topographie Swisstopo et MétéoSuisse. Il s'agit d'une analyse du potentiel solaire de tous les bâtiments de Suisse basée sur les données satellitaires de rayonnement solaire. En quelques clics, chaque Suisse peut ainsi estimer si le toit ou la façade de son bâtiment se prête à la production de chaleur et d'électricité solaire.
Les satellites mesurent la température de la couche la plus externe de la Terre. MétéoSuisse a développé des algorithmes spéciaux qui permettent de déduire la température de surface à partir des mesures satellitaires Météosat jusqu'aux années 1990 avec une précision d'environ un degré. En combinant ces données de température de surface avec les données de végétation, il est possible de calculer l'indice de santé de la végétation VHI (vegetation health index en anglais) et ainsi de savoir si et comment la sécheresse se développe, informations primordiales pour l'agriculture, la sylviculture et l'énergie. Comme la végétation ne peut pas être déduite des anciennes mesures de Météosat, MétéoSuisse combine les données de température de surface de Météosat avec les données de végétation basées sur les satellites de l'Agence météorologique des États-Unis (NOAA).
L'indice de sécheresse VHI montre à quel point la surface de la Terre était chaude et la végétation brune en Suisse par rapport à la période standard 1991-2020. Ces données permettent de visualiser la sécheresse en Suisse depuis 1991. Un sol sec est nettement plus chaud et la végétation nettement plus brune qu'un sol humide. Les années 2003, 2015 et 2018 ont été nettement plus sèches par rapport à la période 1991-2020. L'année 2003 a été la première année depuis 1991 où la sécheresse a touché l'ensemble de la Suisse. En 2015 et 2018, c'est surtout le Plateau suisse qui a été très sec.