Une première : EarthCARE révèle les secrets intimes des nuages
Moins d’un mois après son lancement, le satellite EarthCARE de l’ESA a renvoyé la première image d’un de ses instruments – une image qui, pour la première fois depuis l’espace, dévoile la structure interne et la dynamique des nuages.
Cette première image remarquable, capturée par le radar de profilage des nuages du satellite, offre un simple aperçu du plein potentiel de l’instrument une fois qu’il sera entièrement calibré.
EarthCARE embarque quatre instruments sophistiqués conçus pour fonctionner en harmonie afin d’apporter un éclairage nouveau sur le rôle que jouent les nuages et les aérosols dans le réchauffage et le refroidissement de l’atmosphère de la Terre, contribuant ainsi à une meilleure compréhension du changement climatique.
Lancé il y a quelques semaines à peine, le 29 mai, EarthCARE a déjà livré sa première image de l’instrument radar de profilage des nuages fourni par la JAXA, l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale.
Les premières données des trois instruments européens du satellite – le radiomètre à large bande, le lidar atmosphérique et l’imageur multispectral – sont attendues dans les semaines et les mois à venir.
Takuji Kubota, responsable scientifique de la mission JAXA pour le radar de profilage des nuages, a déclaré : « Nous sommes ravis de pouvoir présenter cette première image, qui révèle des détails sur la structure interne de la dynamique des nuages au-dessus de l’océan, à l’est du Japon, le 13 juin.
« C’est la première image de ce type : nous n’avions encore jamais mesuré ce type d’informations depuis l’espace. C’est tout ce que nous espérions, et plus encore. Je pense que le radar de profilage des nuages permettra diverses découvertes scientifiques. »
L’image est en deux parties. A gauche, les données dévoilent la concentration verticale des particules nuageuses, mesurée au moyen de leur réflectivité radar. On voit bien que la partie la plus dense du nuage est en son centre, où se trouvent des particules plus grosses.
A droite est représentée la vitesse de chute des particules nuageuses. Les faibles valeurs dans la couche supérieure indiquent des cristaux de glace et des flocons de neige qui sont en suspension ou tombent lentement. Dans la couche inférieure, les valeurs de vitesse de chute beaucoup plus élevées indiquent de la pluie.
Les deux images montrent une limite claire à une altitude d’environ 5 km, à laquelle la glace et la neige fondent, formant des gouttelettes d’eau qui tombent sous forme de pluie.
Le radar de profilage des nuages utilise sa capacité de vélocimétrie Doppler pour mesurer la vitesse verticale de déplacement de la glace, de la neige et de la pluie.
Ces informations détaillées sur la densité, la répartition par taille et la vitesse des particules permettent aux scientifiques de distinguer les constituants du nuage et donc de mieux comprendre la physique à l’œuvre.
Grâce à EarthCARE, c’est la première fois que cette mesure est fournie depuis l’espace.
Pour apporter contexte à ces premiers résultats, l'image de droite montre le même système nuageux tel qu’observé par le satellite météorologique Himawari-9 en orbite géostationnaire, à environ 36 000 km de la Terre, sur laquelle a été superposée la trajectoire orbitale d‘EarthCARE.
Le radar de profilage de nuages d'EarthCARE a collecté ses premières données entre les points A et B représentés sur l’image.
Les deux images suivantes montre la concentration verticale des particules nuageuses, mesurée au moyen de leur réflectivité radar, et la vitesse verticale des particules nuageuses obtenues à partir des données du radar de profilage des nuages d'EarthCARE entre les repères A et B de l'image.
Traditionnellement, ces données ne peuvent être obtenues que par des radars à nuages au sol ou embarqués à bord d’avions. Ces méthodes ne permettent de mesurer que des zones limitées, alors que le radar de profilage des nuages à bord du satellite EarthCARE permet de mesurer uniformément la structure des nuages sur l’ensemble de la planète.
La directrice des programmes d’Observation de la Terre de l’ESA, Simonetta Cheli, a ajouté : « C’est un premier résultat fantastique de la part de nos partenaires de la JAXA, et une véritable indication de ce à quoi nous pouvons nous attendre à l’avenir, une fois que le satellite et tous ses instruments seront entièrement étalonnés et mis en service.
« Nous attendons maintenant avec impatience les premiers résultats des trois autres instruments d’EarthCARE.
« La clé de cette mission, c’est que les quatre instruments travailleront ensemble pour nous donner une compréhension globale des interactions hautement complexes entre les nuages, les aérosols, le rayonnement solaire entrant et le rayonnement thermique sortant qui nous aidera à mieux prédire les tendances climatiques futures. »
