Exercice 1 : Température de surface de la mer
Comme nous l’avons vu auparavant, la température de l’océan est étroitement liée à de nombreux processus globaux. La température de l’eau influe, d’une part, sur le transport d’eau océanique global et, d’autre part, sur le climat mondial. La surface de la mer est en contact direct avec l’atmosphère sus-jacente et il est, par conséquent, important d’en surveiller la température pour, entre autres applications, les prévisions météorologiques et climatiques.
|  | Le Gulf Stream depuis l’espace - Température de surface de la mer (SST) | |
Il existe plusieurs méthodes permettant de mesurer la température de surface de la mer ou SST (de l’anglais « Sea Surface Temperature ») et il y a suffisamment de données disponibles pour les différentes analyses cibles. Dans notre cas, notre objectif est de suivre un système de courants majeur et, à cette fin, la mesure de la SST depuis l’espace (à l’aide de la radiométrie infrarouge thermique ou de la radiométrie micro-onde passive) peut nous fournir des informations précieuses.
Ces deux méthodes ont des avantages et des inconvénients, et les meilleures images sont celles qui combinent des données reçues de ces deux types de capteurs.
Toutes les surfaces émettent des radiations. Plus la température de la surface est élevée, plus l’énergie radiante émise est importante. On parle d’« émission thermique ». Les capteurs de radiométrie infrarouge capturent l’émission thermique du premier 0,01 mm de la mer, que l’on appelle la température de « peau ». Cependant, les particules présentes dans l’atmosphère (en particulier les nuages) absorbent de l’énergie et toutes les radiations émises n’atteignent donc pas les capteurs. Pour cette raison, les mesures infrarouges thermiques sont souvent regroupées en images composites hebdomadaires ou mensuelles, qui rassemblent toutes les informations pour créer des images sans nuage.
L’avantage des micro-ondes passives est que la radiation à onde longue n’est pratiquement pas affectée par les nuages. Cependant, la force du rayonnement étant moindre dans cette région électromagnétique, la précision et la résolution sont moins bonnes par rapport à la SST dérivée des mesures infrarouges thermiques.
Les images composites mensuelles fournies pour l’exercice suivant sont des images multi-capteurs recueillies par à la fois le radiomètre avancé à très haute résolution (AVHRR) embarqué sur le satellite POES (Polar-orbiting Operational Environmental Satellite) de la mission NOAA et le radiomètre à balayage hyperfréquence de pointe - EOS (AMSR-E), qui est l’un des six capteurs à bord du satellite Aqua (EOS PM).
Exercice avec LEOWorks
Ouvrez une des images de SST disponibles via le lien (GulfStream.zip) figurant dans le menu de droite.
1. Comparez l’image de SST avec une carte de votre atlas scolaire Pouvez-vous identifier le Gulf Stream ?
2. Examinez attentivement l’image de SST. Regardez l’échelle de température, elle est en degrés Kelvin. Quelle est la température moyenne de la surface du Gulf Stream ? Vous pouvez la convertir en degrés Celsius.
Réalisez maintenant une animation avec la série de données de SST fournie, qui va de juillet 2011 à juillet 2012. Identifiez le Gulf Stream et observez comment sa température varie pendant l’année.
Ouvrez Tools/Animation. Ajoutez (Add) les images et choisissez une vitesse adaptée pour l’animation. Vous pouvez prévisualiser (preview) l’animation avant de l’enregistrer.
3. Examinez les changements et donnez deux raisons expliquant pourquoi le Gulf Stream est décrit comme un courant dynamique.
4. Identifiez le mois au cours duquel la température du Gulf Stream est la plus basse et celui où elle est la plus haute. Que pouvez-vous en conclure quant aux saisons du Gulf Stream ?
5. Choisissez un mois au cours duquel le Gulf Stream est bien visible dans les images de SST. Quelle est la différence approximative de température avec les eaux environnantes ? Compte tenu de la résistance des grandes masses d’eau aux changements de température et comparé au reste de l’Atlantique Nord, diriez-vous que c’est une différence importante ? La transition est-elle progressive ?
6. La différence de température est-elle plus importante vers les latitudes supérieures ou les latitudes inférieures ? Essayez d’expliquer ce qui cause cette division.
7. Recherchez la dernière image de SST du Gulf Stream. Comparez-la à la série temporelle fournie et décrivez les différences et / ou les similitudes que vous remarquez.
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