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La future sentinelle des mers

22 novembre 2020, 3 Commentaire(s)

Surveiller le niveau de la mer, en restant à plus de 1000 km d’altitude. C’est la tâche principale du nouveau satellite Copernicus Sentinel-6 Michael Freilich, mis en orbite hier. Ainsi, on assure les conditions nécessaires qui garantiront la poursuite d’une série de mesures pluriannuelles, fondamentale pour l’étude du changement climatique.

Image artistique du nouveau satellite Copernicus Sentinel-6 (Source : EUMETSAT)
Image artistique du nouveau satellite Copernicus Sentinel-6 (Source : EUMETSAT)

Depuis hier, 21 novembre 2020, le satellite Copernicus Sentinel-6 Michael Freilich est en orbite autour de la Terre, ce satellite moderne de 1440 kilogrammes et d’environ 5 x 4 x 2 mètres de dimension est destiné à devenir la nouvelle sentinelle des mers, surveillant leur niveau avec une précision jamais atteinte jusqu’à ce jour.

L’élévation du niveau de la mer est l’une des conséquences les plus importantes du changement climatique : elle menace sérieusement la vie de millions de personnes vivant le long des côtes ainsi que les écosystèmes côtiers. Il est essentiel de mesurer précisément son évolution pour améliorer notre compréhension des interactions entre les océans et l’atmosphère, afin de mieux comprendre le rôle des océans dans le changement climatique et, en fin de compte, pour adopter les bonnes politiques d’atténuation du changement climatique et d’adaptation dans les régions côtières. Actuellement, le niveau de la mer augmente à un rythme d’environ 3 mm/an, avec une tendance à l’accélération.

Affichage aggrandi: Évolution du niveau de la mer depuis 1992, année où les mesures par satellite ont débuté.
Évolution du niveau de la mer depuis 1992, année où les mesures par satellite ont débuté.
Source : EUMETSAT

Les premières données mondiales fournies par les satellites remontent à 1992, lorsque le satellite TOPEX/Poseidon a été mis en orbite. À partir de 2001, les trois satellites de la série Jason se sont succédés, dont le troisième est encore actif aujourd’hui. En mettant le satellite Sentinel-6 Michael Freilich en orbite, la continuité de la série de mesures est garantie. Ce satellite deviendra bientôt le satellite d’altitude de référence pour la surveillance du niveau de la mer. La mission Sentinel-6 envisage déjà la mise en orbite d’un deuxième satellite dans environ 5 ans pour assurer la continuité des mesures du niveau de la mer jusqu’en 2030 au moins.

Affichage aggrandi: Figure 3.  Exemple d’une carte d’anomalies (en centimètres) du niveau de la mer, telles que détectées par les satellites Jason 2 et 3 en avril 2018. Une telle carte est le résultat de 10 jours d’orbites autour de la Terre (indiquées par de fines lignes noires). Les couleurs rouges indiquent les régions où le niveau de la mer est supérieur à la valeur de référence, les zones bleues où le niveau de la mer est inférieur.
Figure 3. Exemple d’une carte d’anomalies (en centimètres) du niveau de la mer, telles que détectées par les satellites Jason 2 et 3 en avril 2018. Une telle carte est le résultat de 10 jours d’orbites autour de la Terre (indiquées par de fines lignes noires). Les couleurs rouges indiquent les régions où le niveau de la mer est supérieur à la valeur de référence, les zones bleues où le niveau de la mer est inférieur.

Le satellite Sentinel-6 Michael Freilich sera en orbite “basse” à 1336 km d’altitude, sur la même orbite inclinée à 66° que celle utilisée par les précédentes missions. Cette orbite permet de surveiller en 10 jours (correspondant à 127 orbites) 95% de la surface des océans sans glace. La mesure du niveau de la mer est effectuée au moyen d’un radar altimétrique qui émet une impulsion électromagnétique à micro-ondes et mesure le temps qu’il faut pour revenir au satellite après avoir atteint la surface de la mer. Connaissant l’altitude précise à laquelle le satellite est en orbite, l’altitude du niveau de la mer peut être calculée à partir du temps aller-retour mesuré. Cette mesure doit avoir une grande précision, puisqu’il s’agit de mettre en évidence des variations de quelques millimètres par an, alors que les vagues, à elles seules, peuvent avoir plusieurs mètres de hauteur.

Affichage aggrandi: Figure 4. Schéma simplifié du fonctionnement d’un satellite de mesure du niveau de la mer. La flèche orange indique le signal émis par le satellite, la flèche rouge indique le signal réfléchi par la surface de la mer qui revient au satellite. La distance entre le satellite et la surface de la mer peut être calculée à partir du temps qui s’écoule entre l’émission et la réception du signal réfléchi.
Figure 4. Schéma simplifié du fonctionnement d’un satellite de mesure du niveau de la mer. La flèche orange indique le signal émis par le satellite, la flèche rouge indique le signal réfléchi par la surface de la mer qui revient au satellite. La distance entre le satellite et la surface de la mer peut être calculée à partir du temps qui s’écoule entre l’émission et la réception du signal réfléchi.

La surveillance du niveau de la mer n’est pas la seule activité qu’effectuera le satellite Sentinel-6. Il transporte également des instruments permettant de mesurer l’occultation radio des signaux émis par des satellites tels que le GPS (une technique appelée Global Navigation Satellite System Radio Occultation [GNSS-RO]). En surveillant le signal reçu par ces satellites lorsqu’ils disparaissent derrière l’horizon, cette technique permet de reconstituer des informations détaillées sur l’évolution verticale de la température, de l’humidité et de la pression dans l’atmosphère terrestre. En fait, le signal émis par les satellites tels que le GPS est dévié sur son chemin à travers l’atmosphère et cette déviation est influencée par la température, l’humidité et la pression des différentes couches de l’atmosphère que le signal traverse. Ces données sont précieuses pour l’initialisation des modèles numériques de prévision météorologique, car elles fournissent également des informations sur les régions non couvertes par les systèmes de radiosondage classiques, comme les océans.

La mission Sentinel 6 fait partie de Copernicus, le programme d’observation de la Terre de l’Union européenne, qui se consacre à la surveillance de notre planète et de son environnement au profit de tous les citoyens européens (https://www.copernicus.eu/fr). Elle offre des services d’information basés sur l’observation de la Terre par satellite et sur les données mesurées par des stations au sol. Le programme est coordonné et géré par la Commission européenne et est mis en œuvre en coopération avec les États membres, l’Agence spatiale européenne (ESA), l’Organisation européenne pour l’exploitation de satellites météorologiques (EUMETSAT), le Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (ECMWF), les agences de l’EU et Mercator Océan.

La mission Copernicus Sentinel 6 est un exemple parfait de coopération internationale et interinstitutionnelle, chacun ayant ses propres compétences : pour l’Europe, l’UE, l’ESA, EUMETSAT et l’Agence spatiale française (CNES) ; pour les États-Unis, la NASA et le service météorologique américains NOAA. La Suisse, en tant que membre de l’ESA et d’EUMETSAT, soutient indirectement ces missions. Bien que les océans ne touchent pas le territoire suisse, les données fournies par ces satellites sont également importantes pour la Suisse. Les changements climatiques ne s’arrêtent pas aux frontières politiques. Ils ont une portée mondiale et leur impact sur les océans et les zones côtières peut également avoir une influence indirecte sur la situation socio-économique de la Suisse. Il est dans notre intérêt de surveiller les tendances du niveau de la mer et d’améliorer notre compréhension de l’interaction entre les océans et l’atmosphère.

Le satellite a été nommée d’après Michael Freilich (1954 – 2020), océanographe et ancien directeur de la division des sciences de la Terre de la NASA.

Informations complémentaires (en anglais) :
https://www.jpl.nasa.gov/news/press_kits/sentinel-6/ https://www.eumetsat.int/website/home/Copernicus/copernicus-sentinel-6/index.html

Commentaires (3)

  1. Chappuis Fabien, 01.12.2020, 09:38

    Maintenant, on va pouvoir mesurer l'élévation de la mer au millimètre... Et quand un avion tombe en mer, on arrive à peine à récupérer un peu de carcasse... Du n'importe quoi, ça fait depuis que je suis enfant que j'entends que le niveau des océans montent, et Venise est toujours là !

    1. MétéoSuisse, 02.12.2020, 09:45

      Certes, Venise est toujours-là. Mais elle a subi une des pires « alta aqua » le 12 novembre 2019. Certes, il y a d’autres facteurs qui entrent en considération pour produire ce phénomène, mais l’élévation du niveau de la mer est un facteur aggravant.
      La profondeur des océans reste un monde peu connu. On estime que 90 % des fonds marins restent à explorer. Il n’est donc pas étonnant qu’on n’arrive pas à retrouver des débris d’avion s’ils ont coulé.

  2. Claude Guignard, 22.11.2020, 19:28

    L'augmentation du niveau de la mer de 3,12 mm par an peut paraître faible et ne représente guère plus de 6,5 cm par génération. La ville de New York ne sera pas submergée demain et ni ce siècle au rythme actuel...Mais sur la durée elle est finalement très préoccupante. Merci de nous avoir donné ces chiffres rarement communiqués.