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Toutes les bonnes choses viennent par trois

4 juin 2020, 12 Commentaire(s)

Les nuages ne s’arrêtent pas aux frontières. Ils se déplacent librement au-dessus de la Terre et il n’y a qu’une seule façon pour les observer en un coup d’œil dans leur ensemble : être bien au-dessus d’eux. Exactement là où se trouvent les satellites météorologiques.

Rreprésentation d’un satellite Meteosat. Source : EUMETSAT
Rreprésentation d’un satellite Meteosat. Source : EUMETSAT

Les satellites géostationnaires européens

Les satellites géostationnaires européens (nommés Meteosat) se trouvent à la verticale du golfe de Guinée à une altitude d’environ 36'000 km au-dessus de l’équateur. Ils effectuent une rotation complète autour de la Terre en 24 heures. Par conséquent, ils observent constamment le même hémisphère, dans notre cas une région qui s’étend du pôle Nord au pôle Sud et qui couvre la totalité de l’Europe et de l’Afrique. Ainsi, les images fournies par les satellites peuvent être utilisées pour créer des animations permettant de suivre l’évolution de la couverture nuageuse à grande échelle et en temps réel.

Affichage aggrandi: Illustration 1 : la Terre vue par le satellite géostationnaire européen Meteosat. À gauche, vue des satellites de première génération, à droite, vue des satellites de deuxième génération (image en fausses couleurs.
Illustration 1 : la Terre vue par le satellite géostationnaire européen Meteosat. À gauche, vue des satellites de première génération, à droite, vue des satellites de deuxième génération (image en fausses couleurs.
Source : EUMETSAT

Le premier satellite européen de première génération a été mis sur orbite en 1977. À partir de 2004, les satellites de deuxième génération, toujours actifs aujourd’hui, ont suivi. De 3 images toutes les 30 minutes, la deuxième génération est passée à 12 images toutes les 15 minutes (ou 5 minutes pour la version de scan rapide). Un important progrès pour les météorologues : des images plus fréquentes permettant de suivre le développement de phénomènes rapides tels que les orages ; une résolution spatiale plus élevée pour mieux identifier l’étendue nuageuse, par exemple en cas de brouillard ; des informations plus fiables sur la température au sommet des nuages pour estimer leur hauteur. Il s’agit de 3 exemples d’application des données des satellites géostationnaires européens, sans oublier la possibilité d’utiliser ces données comme point de départ pour les calculs des modèles numériques de prévisions météorologiques. Presque toutes les applications de prévision météorologique bénéficient directement ou indirectement des informations fournies par les satellites météorologiques : des prévisions de mauvais temps aux prévisions spécifiques à l’aviation, de la surveillance des incendies de forêt à la surveillance de la propagation des nuages de cendres générés par les éruptions volcaniques, des prévisions de tempêtes à court terme aux études sur le changement climatique.

Affichage aggrandi: Illustration 2 : les satellites géostationnaires européens de deuxième génération sont équipés de 12 capteurs permettant d’observer l’atmosphère dans 12 bandes différentes du spectre électromagnétique. Chaque capteur fournit des données spécifiques qui, prises ensemble, fournissent non seulement les images colorées de l’illustration 1, mais aussi des informations détaillées sur les principaux phénomènes météorologiques.
Illustration 2 : les satellites géostationnaires européens de deuxième génération sont équipés de 12 capteurs permettant d’observer l’atmosphère dans 12 bandes différentes du spectre électromagnétique. Chaque capteur fournit des données spécifiques qui, prises ensemble, fournissent non seulement les images colorées de l’illustration 1, mais aussi des informations détaillées sur les principaux phénomènes météorologiques.
Source : EUMETSAT

Arrivée de la troisième génération

Les satellites actuels de deuxième génération (MSG) seront remplacés par des satellites de troisième génération (MTG) à partir de 2021, qui seront progressivement mis en orbite : chaque nouveau satellite deviendra un satellite primaire, le précédent sera déplacé et se verra attribuer une nouvelle fonction (par exemple, la tâche d’effectuer des balayages rapides, de collecter des données et des images dans l’océan Indien ou de reprendre les fonctions de secours du satellite primaire). Les satellites de troisième génération ont été développés pour rester en service jusqu’en 2040, environ 20 ans comme leurs prédécesseurs (2004-2025). Il existe plusieurs différences fondamentales entre la deuxième et la troisième génération de satellites géostationnaires européens. Un développement significatif est l’augmentation de la fréquence de balayage complète de la Terre de 15 minutes (pour les MSGs) à 10 minutes (pour les futurs MTGs), pendant que le balayage au-dessus de l’Europe (c’est-à-dire un quart de la Terre) passera de 5 à 2,5 minutes. La résolution spatiale pourra atteindre 2 km pour les canaux infrarouges et 1 km pour ceux du spectre visible (comme les résolutions verticales des satellites). Toutefois, la principale différence entre les deux générations est que la troisième génération sera composée de deux types différents : sur les six satellites prévus, quatre seront équipés pour l’analyse optique (satellites appelés MTG-Imaging) et deux pour la mesure active de l’atmosphère (MTG-Sounding). Ces derniers, en particulier, sont une nouveauté pour l’Europe. Contrairement aux actuels satellites passifs MSG ou aux satellites MET-Imaging, qui reçoivent le rayonnement réfléchi ou émis par le sol et /ou les nuages, les satellites MTG-Sounding sont des satellites actifs. Cela signifie que ce sont des satellites qui peuvent à la fois émettre et recevoir des ondes électromagnétiques. Il sera ainsi possible, par exemple, de reconstruire le profil vertical de température et d’humidité plus fidèlement, comme c’est déjà possible de le faire aujourd’hui avec des ballons-sondes ou des satellites en orbite polaire. Par rapport à la situation actuelle, cela permet une connaissance beaucoup plus détaillée des propriétés de l’atmosphère en 3D. Un pas vers le « cube météorologique 4D », c’est-à-dire la reconstruction des paramètres météorologiques les plus importants dans l’espace (3D) et le temps.

Affichage aggrandi: Illustration 3 : la construction d’un satellite météorologique nécessite des années de préparation et des tests avant l’assemblage final. La photo montre un des instruments (Flexible Combined Imager) qui sera installé dans les satellites géostationnaires européens de troisième génération lors d’un test à l’Agence spatiale européenne.
Illustration 3 : la construction d’un satellite météorologique nécessite des années de préparation et des tests avant l’assemblage final. La photo montre un des instruments (Flexible Combined Imager) qui sera installé dans les satellites géostationnaires européens de troisième génération lors d’un test à l’Agence spatiale européenne.
Source : ESA

Les nouveaux satellites de troisième génération transporteront également de nouveaux instruments : par exemple, des outils pour surveiller la foudre ou améliorer la surveillance de la qualité de l’air. Pour profiter de ces avantages, la capacité de réception et de traitement des données devra être considérablement accrue : les estimations suggèrent que les données à distribuer et à traiter seront environ dix fois plus importantes qu’aujourd’hui.

Commentaires (12)

  1. Stéphanie, 09.06.2020, 07:01

    Bonjour, un tout grand merci pour vos précieuses informations. Comment sont recyclés les anciens appareils n’ayant plus leur utilité ? Ils reviennent sur Terre, ils restent en tant que « déchets «  dans l’espace ? Cordialement

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    1. MétéoSuisse, 09.06.2020, 09:39

      Ces déchets restent pour la plupart en tant que déchets dans l'espace. Vous trouverez des explications circonstanciées sous les liens suivants :
      https://www.rts.ch/play/radio/cqfd/audio/les-debris-spatiaux-comment-nettoyer-lespace?id=11098130
      et
      https://fr.euronews.com/2017/11/23/debris-spatiaux-comment-nettoyer-l-espace
      Bonne écoute pour le premier(émission cqfd de la RTS) et bonne lecture pour le second.

  2. Dominique Rheme, 07.06.2020, 19:49

    Sujet intéressant, comme toujours sur ce blog.
    Les satellites géostationnaires observent nos régions avec un angle incident de 45 deg ou plus. Peut-on estimer la perte de précision ou la dégradation de qualité induite par ce fait?

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    1. MétéoSuisse, 07.06.2020, 21:58

      Avec un angle incident de 45°, la qualité est encore très bonne. En revanche, les données d’un satellite géostationnaire deviennent de moins au moins exploitables au-delà du cercle polaire.

  3. Daniel, 05.06.2020, 10:27

    Passionnant! Il s’agit d’un projet à l’échelle européenne auquel la Suisse participe ?

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    1. MétéoSuisse, 05.06.2020, 11:36

      Oui, EUMETSAT est une organisation qui regroupe 30 États européens dont la Suisse.

  4. Michel, 05.06.2020, 06:08

    Bonjour,
    Que sait-on de l'impact de ces satellites et de leurs instruments sur la nature ?
    Quels sont les effets des balayages d'ondes sur la faune et la flore ?
    Je trouve dommage que nos vieux mais précieux proverbes météorologiques se perdent... Il y en a de fameux dans un "passe-moi les jumelles" de 2003 intitulé : "le ciel dans tous ses états"
    Belle journée
    Michel

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    1. MétéoSuisse, 05.06.2020, 11:32

      Bonjour, les satellites météorologiques utilisés jusqu'à aujourd'hui n'ont aucun impact sur la nature. Ces satellites n'émettent pas d'ondes, ils mesurent simplement les ondes émises par la Terre et les nuages. Les satellites de nouvelle génération ne seront plus seulement passifs et emmétrons également des ondes qui n'ont pas d'impact prouvé sur l'environnement.

  5. Cédric, 05.06.2020, 05:40

    Bonjour,
    Merci pour cet article. Je suis étonné de voir les deux premières photos satellites de Meteosat-7 et 8 centrées sur l'Afrique de l'est au lieu de la Guinée. Auriez-vous une explication ?

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    1. MétéoSuisse, 05.06.2020, 11:23

      Bonjour, votre observation est pertinente. Les satellites Meteosat-7 et 8 ont pour but d'observer l'océan Indien et non l'Europe. Meteosat-8 opère à 41,5° E afin de réaliser une synergie optimale avec les satellites indiens INSAT-3D positionnés à 82° E et Meteosat-10 situé à 0°. Vous trouverez d'avantage d'explications sur le site d'EUMETSAT (vous devez passer pas notre site internet pour pouvoir cliquer sur le lien) : https://www.eumetsat.int/website/home/News/DAT_3363062.html?lang=FR&pState=1

  6. dalida à ma manière, 04.06.2020, 14:15

    Bonjour, avec ce système pouvez vous nous donner des prévisions fiable sur trois semaines sans se tromper ? Je trouverai ca génial, mais est ce faisable ? Ou cela pourrait il avoir des lacunes ? Merci

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    Répondre à dalida à ma manière

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    1. MétéoSuisse, 05.06.2020, 11:57

      Bonjour, ces nouveaux satellites amélioreront peut-être la fiabilité sur quelques jours, mais ils ne permettront pas de faire des prévisions fiables sur plusieurs semaines. À de telles échéances, nous pourront toujours donner des tendances, mais pas une prévision précise.