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Les satellites météo, d’hier à aujourd’hui

La technologie se peaufine constamment et les images sont de plus en plus détaillées.

Un satellite survole l'Europe.

Le satellite météo européen Aerolus.

Photo : ESA

Pascal Yiacouvakis

Les images satellites météo font maintenant partie du quotidien de la majorité d’entre nous. On les voit régulièrement durant les bulletins météorologiques télévisés et on les trouve en abondance sur Internet, et ce, en temps réel.

À l’instar du radar météorologique, les images satellites sont d’une importance capitale en météorologie, offrant une vue d’ensemble de ce qui se passe plus bas.

Deux façons de voir le monde

Il existe deux catégories de satellites météo : les satellites géostationnaires et les satellites circumpolaires (ou à orbite polaire).

Les satellites géostationnaires sont en orbite à environ 36 000 kilomètres d’altitude au-dessus de l’équateur. Ils se déplacent à la même vitesse de rotation que la Terre et observent ainsi toujours la même région du globe. De ce fait, on les qualifie de géostationnaires, donc stationnaires par rapport à la Terre.

Une image captée par le satellite GOES-16. Agrandir l’image (Nouvelle fenêtre)

Une image captée par le satellite GOES-16

Photo : NOAA

Les lois de la physique imposent aux satellites géostationnaires une altitude très élevée afin qu’ils puissent se déplacer en phase avec la Terre.

Malgré cette altitude et leur position équatoriale, les images obtenues sont plus fréquemment utilisées, car en observant toujours la même zone, il est possible de voir évoluer les systèmes météorologiques dans le temps.

Pour les satellites circumpolaires, les choses sont bien différentes.

Ces derniers sont en orbite à environ 850 kilomètres d’altitude et se déplacent en empruntant une trajectoire passant par les pôles.

Du fait de leur basse altitude, ils se caractérisent par une vitesse orbitale beaucoup plus rapide, et ils font un tour complet du globe en deux heures environ.

Contrairement aux satellites géostationnaires, ils n’observent pas toujours la même région, car la Terre tourne pendant leur déplacement d’un pôle à l’autre. Leurs données sont donc moins utilisées (quoique plus précises) pour les besoins opérationnels de la prévision météorologique.

Les premiers satellites

C’est en 1959 que la National Aeronautics and Space Administration (NASA) a mis en orbite le tout premier satellite météorologique, mais sans grand succès.

Un an plus tard, grâce au satellite TIROS-1 (l'acronyme de Television Infrared Observation Satellite), les premières images ont été transmises, et une nouvelle ère scientifique commençait.

La première image télévisée en provenance de l'espace montre en noir et blanc une zone nuageuse au-dessus de l'océan Atlantique.Agrandir l’image (Nouvelle fenêtre)

La première image télévisée en provenance de l'espace a été diffusée en avril 1960.

Photo : NASA

Quelques années plus tard, on a lancé les premiers satellites météo à orbite polaire.

Les satellites géostationnaires ont suivi à la fin de années 60 et au début des années 70.

Depuis ce temps, la plupart des pays développés ont lancé leurs propres satellites, et la flotte internationale de satellites météo géostationnaires et circumpolaires est aujourd’hui constituée d’environ une trentaine de satellites, soit environ 15 de chaque type.

On peut dès lors connaître en tout temps ce qui se passe partout sur le globe.

Cette armada satellitaire nous fournit de précieuses informations non seulement sur les nuages et les systèmes nuageux, mais aussi sur l’atmosphère et la surface terrestre et océanique.

De jour comme de nuit

Les capteurs installés à bord des satellites permettent de faire des mesures dans le spectre visible et dans l’infrarouge. Le spectre visible représente la lumière visible pour l’humain.

En d’autres mots, le satellite voit exactement ce qu’un humain pourrait voir s’il était à bord du satellite.

Cela est bien pratique le jour, mais très peu la nuit.

Pour pallier ce problème, on utilise l’infrarouge pour capter ce qui se passe la nuit, mais aussi le jour. Mesurer les émissions d’énergie dans le spectre infrarouge permet de déterminer assez précisément la température des corps qui émettent cette énergie.

Ainsi, étant donné que les nuages se trouvent en altitude, ils apparaîtront plus froids par rapport à la surface terrestre.

D’ailleurs, les images infrarouges sont les plus utilisées, car elles permettent de suivre l’évolution des systèmes nuageux sur une plus longue période de temps.

De nos jours, on utilise aussi une combinaison des données dans le spectre visible et infrarouge afin de mieux représenter la situation météorologique de jour et de nuit.

Après analyses, ces données satellitaires sont introduites au sein des outils informatiques de prévision du temps (modèles numériques de simulation du temps).

Les satellites météo constituent donc un élément essentiel de la prévision météorologique.

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