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MetOp-A, premier satellite polaire européen dédié à la météorologie

20/10/2006

Le satellite MetOp-A a été lancé avec succès jeudi 19 octobre 2006 à 18h28 (heure de Paris) du cosmodrome de Baïkonour (Kazakhstan). Ce satellite météorologique dit "polaire" ou "défilant" observera la totalité du globe avec une précision inédite grâce à des instruments innovants, notamment le sondeur Iasi développé par le CNES.

Copyright Eumetsat

MetOP est le premier d'une série de 3 satellites polaires destinés à fournir des données météorologiques opérationnelles pour la période 2006-2020. Deux autres satellites MetOp seront lancés au cours des prochaines années.

Les satellites MetOp constituent la partie européenne d'un système polaire d'observation météorologique partagé avec les Etats-Unis. Ce réseau comprend deux satellites placés sur des orbites complémentaires permettant une meilleure couverture du globe. MetOp-A remplacera à terme l'un des satellites polaires américains actuellement en orbite.

Avec les satellites Meteosat et MetOp, l'Europe dispose pour la première fois d'un ensemble de satellites répondant aux besoins de la prévision du temps, de quelques heures à plusieurs jours.

Vue d'artiste du satellite MetOP


Les phases du déploiement de MetOp-A
Une fois en orbite, MetOP-A passera sous le contrôle du Centre européen des opérations spatiales (ESOC) de l'Agence Spatiale Européenne (ESA) qui le placera sur son orbite définitive, déploiera les antennes et éxécutera les manœuvres de mise à poste. Eumetsat, l'organisation européenne de satellites météorologiques, prendra ensuite le contrôle du satellite pour la phase de mise en service. D'une durée de 6 mois, elle portera sur la vérification du satellite et la validation scientifique des produits générés par les instruments.
Cette phase terminée, le satellite défilant européen sera opérationnel et reprendra le service du matin fourni jusque là par le satellite américain NOAA-17.

Une couverture mondiale et une précision remarquable
A la différence des satellites géostationnaires (qui surveillent en permanence la même zone à 35 700 km d'altitude), MetOP-A tournera autour de la Terre sur une orbite quasi circulaire passant près des pôles, à une altitude de 840 km environ. Il fera le tour de la Terre en 100 minutes. À chaque passage au-dessus de l'équateur, sa trace au sol sera décalée vers l'ouest, ce qui lui permettra de couvrir le monde entier en 24 heures.

Copyright ESA

MetOp-A gravitera à une altitude environ 42 fois plus proche de la Terre qu'un satellite géostationnaire : il observera des détails beaucoup plus fins de l'atmosphère et des surfaces sous-jacentes avec une précision remarquable. Il recueillera des données sur tous les points du globe, mais seulement deux fois en 24 heures sur la même zone.

Cette couverture mondiale permet d'obtenir des images de la couverture nuageuse des hautes latitudes, ce que les satellites géostationnaires, à l'aplomb de l'équateur, ne peuvent pas réaliser. L'altitude basse de l'orbite est quant à elle mise à profit pour « sonder » l'atmosphère dans le détail afin de recueillir des mesures des profils de température et d'humidité de précision inégalée.





Les principaux instruments embarqués : un imageur et un sondeur
Les satellites météorologiques défilants sont équipés, comme les géostationnaires, d'un imageur à plusieurs canaux qui vise la surface de la Terre. L'imageur de MetOp-A permettra de surveiller les masses nuageuses, y compris dans les régions de haute latitude (la Scandinavie, par exemple) qui échappent aux satellites géostationnaires.

Pour les météorologistes, le principal atout des satellites défilants est un autre type d'instrument : les sondeurs. Ces instruments mesurent, comme les imageurs, le rayonnement arrivant au satellite et provenant d'un élément de la surface et de l'amosphère terrestre. Mais ils observent,à l'aide de nombreux canaux, des longueurs d'onde qui permettent d'analyser les propriétés de l'atmosphère.

De cette analyse, on peut déduire deux fois par jour, sur la totalité de la surface de la Terre le profil vertical de la température, de l'humidité et des concentrations d'autres gaz dans l'atmosphère.

Metop embarque 6 instruments de sondage différents et complémentaires (HIRS, AMSU, MHS, GRAS, IASI et GOME-2), observant de l'infrarouge aux micro-ondes, dont quatre nouveaux instruments européens. Leur combinaison permet d'observer les profils de température et d'humidité, même à travers les nuages, mais également l'ozone et certains des gaz à effet de serre.

Les profils de température et d'humidité mesurés par les sondeurs satellitaires alimentent les modèles de prévision du temps, de la même façon que les observations collectées par les instruments météo plus traditionnels. C'est une mesure de même nature que celle fournie par les

radiosondages

.

Détail des instruments emportés par les satellites MetOp

(en bas de page)

IASI : un sondeur performant pour de meilleures prévisions
MetOP est équipé d'un sondeur infrarouge de conception nouvelle : Iasi est un interféromètre doté de plus de 8 000 canaux. Il fournira aux météorologistes des profils atmosphériques d'une précision jusque là inégalée : une résolution verticale d'1 km, une précision d'1 °C pour la température et de 10 % pour l'humidité.

Copyright CNES / Pierre Jalby

En comparaison, HIRS, le sondeur infrarouge actuel des satellites défilants de la NOAA*, ne possède que 19 canaux. Ses profils ont une résolution verticale de quelques kilomètres et une précision de l'ordre de 2 °C pour la température et de 30 % pour l'humidité relative.

Iasi a été conçu et développé dans le cadre d'un partenariat entre EUMETSAT et le CNES. Le Centre de recherches et le Centre de météorologie spatiale (CMS) de Météo-France ont été impliqués dans la définition de l'instrument et des méthodes de traitement de ses données, en étroite coopération avec le CNES. Le CMS participera aux travaux d'étalonnage et de validation des premières données Iasi, pendant les six mois de la recette en vol de MetOp-A.

Détail en macrophotographie du sondeur Iasi


* NOAA : l'agence américaine de satellites météorolgoiques (National Oceanic and Atmospheric Administration)
** HIRS : High resolution infrared radiation sounder

En savoir plus
Eumetsat, l'organisation europénne de satellites météorologiques

Dossier : 40 ans de météorologie spatiale
Dossier : Les satellites météorologiques

Détail des instruments emportés par les satellites MetOp


AVHRR/3

(Advanced very high resolution radiometer)

Radiomètre imageur (6 canaux visible et proche infrarouge) à haute résolution horizontale (1 km) permettant de visualiser la couverture nuageuse et de mesurer, en l'absence de nuages, la température de surface de la mer, l'étendue et les caractéristiques des couvertures de glace, de neige et de végétation.

HIRS/4

(High resolution infrared radiation sounder)

Sondeur atmosphérique (19 canaux infrarouge dans la bande 3,8-15 μm et un canal visible) permettant d'effectuer, par temps clair, des profils de température et d'humidité et de mesurer la température de surface (résolution horizontale 10 km). Fourni également des informations sur certaines caractéristiques des nuages et sur l'ozone total.

AMSU-A1 et A2

(Advanced microwave sounding unit A1 and A2)

Sondeur micro-onde (15 canaux dans la bande de fréquence 23 à 90 GHz) pour des sondages de température quelles que soient les conditions météorologiques. Résolution horizontale 50 km.

MHS

(Microwave humidity sounder)

Radiomètre (5 canaux micro-onde dans la bande 89 à 190 GHz) fournissant une information sur la vapeur d'eau atmosphérique. Auto-calibré et balayage en travers de la trace au sol. Résolution horizontale au nadir : 15 km.

A-DCS

(Advanced data collection system)

Récepteur UHF (401,65 MHz) et traitement du signal pour localiser et/ou collecter des informations météorologiques en provenance de plus de 5000 plates-formes terrestres ou aériennes, fixes ou dérivantes (balises Argos).

SARP/3

(Search And Rescue Processor)

Transpondeur VHF/UHF et traitement du signal pour recherche, localisation et collecte d'information en provenance de balises de détresse Sarsat-Cospas 406 MHz de type ELT (Emergency locator transmitters) ou EPIRB (Emergency position indicating radio beacons).

SEM

(Space environment monitor)

Spectromètre de particules multi-canal pour mesurer le flux des particules chargées du plasma solaire. Il comprend deux capteurs séparés : TED (Total energy detector) et MEPED (Medium energy proton and electron detector).

IASI

(Infrared atmospheric sounding interferometer)

Interféromètre Michelson à infrarouge pour le sondage de température, de vapeur d'eau et d'ozone par temps clair. Iasi couvre le domaine spectral de 3,62 à 15,5 μm, a une fauchée instrumentale de 2 112 km et une résolution horizontale de 12 km au nadir. La température est mesurée à 1 °C près, l'humidité à 10 % et la résolution est de 1 km sur la verticale.

ASCAT

(Advanced scatterometer)

Diffusiomètre opérant en bande C (5,2555 GHz) pour la mesure des vents à la surface de la mer (vitesse et direction). Ascat délivre des mesures le long de deux fauchées de 500 km de large, de part et d'autre de sa trace, à raison d'une mesure tous les 12,5 km.

GRAS

(Global navigation satellite system receiver and atmospheric sounding)

Récepteur GPS mesurant l'atténuation du signal au cours de la traversée des hautes couches de l'atmosphère (sondages « aux limbes »). Permet d'accéder à la température et à l'humidité de la haute troposphère et de la stratosphère.

GOME/2

(Global ozone monitoring experiment)

Spectromètre ultraviolet et visible, opérant à la verticale et mesurant le rayonnement rétrodiffusé par l'atmosphère et réfléchi par la surface terrestre dans la bande 240 à 790 nm. Pour la surveillance globale de l'ozone.

Actualité par Météo-France