Satellite météorologique - Définition et Explications

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Introduction

Satellite METEOSAT de première génération

Un satellite météorologique est un satellite artificiel qui a comme mission principale le recueil de données utilisées pour la surveillance du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) et du climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une...) de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...). Chaque nouvelle génération de satellite (Satellite peut faire référence à :) comporte des senseurs plus performants et capables d'effectuer des mesures sur un plus grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de canaux ce qui permet de les utiliser pour différencier les divers phénomènes météorologiques : nuages, précipitations, vents, brouillard (Le brouillard est le phénomène météorologique constitué d’un amas...), etc.

Plusieurs pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue...) lancent et maintiennent des réseaux de satellites météorologiques : les États-Unis, les pays européens avec l’agence spatiale européenne (ESA), l’Inde, la Chine, la Russie et le Japon. Tous ces satellites assurent une couverture globle de l’atmosphère.

Historique

Le premier satellite météorologique (Un satellite météorologique est un satellite artificiel qui a comme mission principale le...), le Vanguard 2, fut lancé le 17 février 1959 pour mesurer la couverture nuageuse. Malheureusement, lors de sa satellisation (La satellisation, dans le domaine de l'astronautique, est l'action d'imprimer à un engin spatial...), son axe de rotation fut mal orienté et il ne put donner que peu d’informations. Le TIROS-1 (TIROS-1 (ou TIROS-I) fut le premier satellite météorologique ayant été lançé et opéré avec...) fut le premier succès dans ce domaine. La NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de...) le lança le 1er avril 1960 et transmis durant 78 jours. Il fut l’ancêtre du programme Nimbus qui mena au développement des satellites météorologiques modernes lancés par la NASA et opérés par le NOAA.

Pour répondre à leurs besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est...) spécifiques, différents pays ou association de pays ont démarré ensuite leur propre programme. En Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un...), les satellites Météosat, de première génération, ont été réalisés dans le Centre spatial (Un Centre spatial est un lieu dédié à l'activité astronautique. Il peut...) de Cannes Mandelieu par un consortium créé à cet effet: COSMOS, sous maîtrise (La maîtrise est un grade ou un diplôme universitaire correspondant au grade ou titre de...) d'oeuvre d'Aerospatiale. Leur premier satellite (Satellite peut faire référence à :), Météosat 1, a été lancé le 23 novembre 1977.

Instrumentation

Les satellites météorologiques sont munis à l'origine de deux types de senseurs :

  • Des radiomètres pour relever la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) de l’atmosphère et des hydrométéores qui s’y trouvent. Ils opèrent dans le spectre infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde...). Les premiers instruments ne « regardaient » que quelques longueurs d’onde alors que les nouvelles générations divisent ce spectre en plus de 10 canaux
  • Des radiomètres dans le visible pour noter la brillance de la réflexion solaire sur les différentes surfaces. Ces données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) sont corrigées par les programmes d’analyse au sol selon l’angle du soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...) pour uniformiser les informations.

Plus récemment, on y a ajouté :

  • Un sondeur qui effectue un sondage ( Un sondage peut désigner une technique d'exploration locale d'un milieu particulier. Un...) aérologique de l'atmosphère terrestre (L'atmosphère terrestre est l'enveloppe gazeuse entourant la Terre solide. L'air sec se compose...) à distance pour en tirer la structure de température et d'humidité (L'humidité est la présence d'eau ou de vapeur d'eau dans l'air ou dans une substance...).

Satellites géostationnaire et polaire

Il existe deux types de satellites météorologiques : les satellites géostationnaires et circumpolaires.

Satellite géostationnaire (Un satellite géostationnaire est un satellite artificiel qui se trouve sur une orbite...)

Vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et...) de la Terre par un satellite météorologique GOES (Source: NOAA)

Situés directement au-dessus de l’équateur et à une distance telle (35 880 km), les satellites géostationnaires orbitent de façon synchrone avec la Terre. Les satellites géostationnaires peuvent donc prendre des informations en continu de la même portion du globe, surtout dans les spectres visibles et infrarouges.

Ces informations sont utilisées par les météorologues pour suivre les systèmes météorologiques visuellement en plus d’extraire des données dérivées (température et albédo) pour connaître la structure de l’atmosphère et des nuages, données qu’on injectera dans les modèles de prévision numérique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information...). Les médias (On nomme média un moyen impersonnel de diffusion d'informations (comme la presse, la radio, la...) agrémentent également leurs bulletins météo d’animations en boucle venant de ces satellites.

Les satellites géostationnaires ont une résolution maximale à leur sous-point, le point (Graphie) de l'équateur à la verticale (La verticale est une droite parallèle à la direction de la pesanteur, donnée notamment par le...) duquel ils sont situés. Cette résolution diminue en allant vers les bords du disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une...) terrestre à cause de la parallaxe (La parallaxe est l'incidence du changement de position de l'observateur sur l'observation d'un...) de l’angle de visée de plus en plus rasant. Ainsi, par exemple, au-dessus de 65 degrés de latitude (La latitude est une valeur angulaire, expression du positionnement nord-sud d'un point sur Terre...) Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) ou en dessous de 65 degrés de latitude Sud (Le sud est un point cardinal, opposé au nord.), ils deviennent presque inutilisables.

Les différents pays cités plus haut maintiennent une flotte de ces satellites :

  • États-Unis : La série GOES couvrant les Amériques et une partie de l’Atlantique et du Pacifique. Les GOES-11 et GOES-12 sont ceux actifs en 2006 mais fin mai, le GOES-N a été mis en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps...) et deviendra GOES-13 une fois activé.
  • Agence spatiale (Une agence spatiale est un organisme d'État ayant pour but d'étudier l'Espace et de développer...) européenne : L'ESA maintient la série des Meteosat (METEOSAT ou Météosat (Meteosat en anglais) est une famille de satellites...) avec les numéros 6, 7 et 8 couvrant l’Atlantique et le numéro 5, l’océan indien.
  • Japon : Le MTSAT-1R est positionné à 140°E et couvre le Pacifique.
  • Inde : Le METSAT-1 / KALPANA-1 stabilisé à 74°E.
  • Russie : A positionné le GOMS à la longitude (La longitude est une valeur angulaire, expression du positionnement est-ouest d'un point sur Terre...) de Moscou ().
  • Chine: Utilise la série Feng-Yun(風雲) dont le plus récent est le FY-2C à 105°E lancé en octobre 2004.

Satellites circumpolaires

Pour complémenter les satellites géostationnaires, les satellites circumpolaires orbitent autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) de la Terre à basse altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau...) (~720 - 800 km) selon une trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et...) avec une forte inclinaison (En mécanique céleste, l'inclinaison est un élément orbital d'un corps en orbite autour d'un...) passant près des pôles. Ils sont héliosynchrones, c’est-à-dire que leur axe de rotation est perpendiculaire (En géométrie plane, on dit que deux droites sont perpendiculaires quand elles se coupent en...) à l’axe entre le Soleil et la Terre. Ils passent deux fois au-dessus de n’importe quel point de la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) du globe à chaque jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) à la même heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur...) solaire.

Comme ils sont plus rapprochés de la surface, ces satellites ont une meilleure résolution. Ils peuvent distinguer plus facilement les détails de température des nuages et leur forme visible. Les feux de forêt (Une forêt ou un massif forestier est une étendue boisée, relativement dense,...) et la brume sont beaucoup plus évidents. On peut même en extraire des informations sur le vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface...) selon la forme et le déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles...) des nuages. Malheureusement, comme ils ne couvrent pas continuellement la même surface terrestre, ils ont un usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) plus limité pour surveiller la météo en temps réel. Ils sont surtout utiles dans ce domaine dans les régions polaires où des images composites venant des différents satellites sont plus fréquentes et permettent de voir ce qui est presque invisible aux satellites géostationnaires.

Cependant, pour des utilisations de plus longue haleine (L'haleine est l'air qui est chassé des poumons d'un sujet au moment de l'expiration, et qui...), ces satellites donnent des informations importantes. Les données infrarouges et visibles recueillies par ces satellites permettent de suivre le déplacement à moyens termes de phénomènes tels les courants marins comme le Gulf Stream (Le Gulf Stream est un courant océanique qui prend sa source entre la Floride et les Bahamas et se...) et El Nino et les masses d’air avec une précision beaucoup plus grande.

Les États-Unis utilisent la série TIROS de NOAA en binômes sur des orbites opposées (un vers le nord et l’autre vers le sud). Actuellement, les NOAA/TIROS 12 et 14 sont en réserve en orbite alors que les 15, 16, 17 et 18 sont utilisés (2006). La Russie possède les séries Meteor et RESURS. La Chine et l’Inde ont également des satellites circumpolaires.

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