Une partie de la chaleur terrestre s’échappe vers l’espace sous une forme que les satellites observaient jusqu’ici assez mal. Deux petits satellites de la NASA suivent désormais directement ce rayonnement au-dessus de l’Arctique et de l’Antarctique. Après deux cycles saisonniers, leurs mesures montrent à quel point ces pertes de chaleur changent selon les régions et les saisons.
Cette chaleur est principalement émise dans l’infrarouge lointain, une partie du rayonnement invisible située au-delà de ce que nos yeux peuvent percevoir. Aux pôles, cette composante représente une fraction importante de l’énergie renvoyée vers l’espace. Pourtant, les observations spatiales précédentes ne couvraient pas directement toute cette gamme de longueurs d’onde.
Image NASA
C’est précisément le rôle de la mission PREFIRE de la NASA. Elle repose sur deux CubeSats, de petits satellites bien moins volumineux que les grandes plateformes d’observation de la Terre. Lancés en 2024, ils passent régulièrement au-dessus des hautes latitudes et mesurent le rayonnement thermique émis par la surface, les nuages et l’atmosphère.
Les données révèlent notamment de fortes différences entre l’hiver et l’été polaires.
Pour comprendre leur intérêt, il faut regarder le bilan énergétique de la Terre. Notre planète reçoit de l’énergie du Soleil puis en renvoie vers l’espace. La quantité qui entre et celle qui ressort influencent les températures. Les régions polaires participent fortement à ces échanges, même lorsqu’elles ne reçoivent presque plus de lumière solaire pendant l’hiver.
Les instruments de PREFIRE permettent de distinguer plus finement la contribution de la vapeur d’eau, des nuages, de la neige et de la glace. Ces éléments ne laissent pas tous s’échapper la chaleur de la même manière. Un ciel dégagé, par exemple, ne produit pas le même signal qu’une atmosphère couverte de nuages au-dessus d’une surface enneigée.
Les deux années d’observation apportent surtout une continuité utile. Un passage isolé montre l’état de l’atmosphère à un instant donné. En répétant les mesures pendant plusieurs saisons, les scientifiques peuvent suivre les changements du rayonnement lorsque la banquise se forme, recule ou se couvre de neige, et lorsque les conditions atmosphériques évoluent.
Ces informations doivent maintenant servir à tester les modèles numériques du climat et de la météo. Les modèles calculent les échanges de chaleur à partir de nombreuses équations et observations. Des mesures directes dans une gamme auparavant peu observée permettent de vérifier si leurs estimations aux pôles correspondent réellement à ce qui quitte la Terre.
La mission doit aussi aider à mieux relier les changements polaires au reste du système climatique. La prochaine étape consiste à intégrer davantage ces observations dans les modèles, afin de déterminer quelles représentations des nuages, de la glace et de l’atmosphère reproduisent le mieux les pertes de chaleur réellement mesurées.