Comment fonctionnent les satellites météorologiques
Comment fonctionnent les satellites météorologiques?
Les satellites météorologiques transportent des instruments appelés radiomètres (non caméras) qui balayent la Terre pour former des images. Ces instruments ont généralement une sorte de petit télescope ou une antenne, un mécanisme de balayage, et un ou plusieurs détecteurs qui détectent soit visible, l'infrarouge ou le rayonnement micro-ondes dans le but de surveiller les systèmes météorologiques à travers le monde.
Les mesures de ces instruments, sont sous la forme de tensions électriques, qui sont numérisées puis transmises aux stations de réception au sol. Les données sont ensuite transmises à divers centres de prévision météo à travers le monde, et sont disponibles sur Internet sous la forme d'images. Parce que le temps change rapidement, le temps de la mesure par satellite à la disponibilité de l'image peut être inférieure à une minute.
La plupart des satellites et des instruments qu'ils portent sont conçus pour fonctionner pendant 3 à 7 ans, bien que beaucoup d'entre eux durent beaucoup plus longtemps que cela.
Les satellites météorologiques sont mis dans l'un des deux types d'orbites autour de la Terre, dont chacune présente des avantages (et inconvénients) pour la surveillance météorologique. La première est une orbite « géostationnaire », avec le satellite à une altitude très élevée (environ 22.500 miles) et en orbite au-dessus de l'équateur au même rythme que la Terre tourne. Cela permet au satellite de voir la même zone géographique continue, et est utilisé pour fournir la plupart des images satellites que vous voyez à la télévision ou sur Internet.
Par exemple, GOES-Est et GOES-Ouest offrent une couverture d'une grande partie de l'hémisphère occidental, de la côte occidentale de l'Afrique au Pacifique Ouest et l'Arctique à l'Antarctique. Le satellite Météosat de l'Agence spatiale européenne offre une couverture de l'Europe et l'Afrique.
Les inconvénients d'une orbite géostationnaire sont (1) l'altitude très élevée, ce qui nécessite des télescopes élaborés et mechanisisms de balayage précis pour l'image de la Terre à haute résolution (actuellement, à 1 km au mieux); et (2) une partie seulement de la Terre peut être considérée.
L'autre type d'orbite est appelée quasi-polaire héliosynchrone (ou tout simplement « polaire »), où le satellite est mis en orbite d'altitude relativement faible (environ 500 miles) qui transporte le satellite près du pôle Nord et le pôle Sud environ toutes les 100 minutes. Contrairement à l'orbite géostationnaire, l'orbite polaire permet une couverture complète de la Terre que la Terre tourne en dessous.
Ces orbites sont « héliosynchrone », ce qui permet au satellite de mesurer le même endroit sur la Terre deux fois par jour à la même heure locale. Bien sûr, le diadvantage de cette orbite est que l'image peut par satellite un endroit particulier que toutes les 12 heures, plutôt que de façon continue comme dans le cas du satellite géostationnaire. Pour pallier cet inconvénient, deux satellites mis en orbite à différents moments héliosynchrone ont permis jusqu'à 6 surveillance horaire.
Mais à cause de l'altitude inférieure (500 miles au lieu de 22.000 miles), les instruments du satellite en orbite polaire transporte à l'image de la Terre ne doivent pas être aussi élaborée pour parvenir à la même résolution au sol. En outre, l'orbite inférieure permet radiomètres micro-ondes à utiliser, qui doit avoir des antennes relativement importantes afin d'obtenir des résolutions suffisamment fines pour sol utile. L'avantage de radiomètres micro-ondes est leur capacité à mesurer à travers les nuages pour détecter les précipitations, la température dans les différentes couches de l'atmosphère, et caractéristiques de surface comme les vents de surface de l'océan.
En raison de leur couverture mondiale, certaines des mesures des satellites en orbite polaire sont mis dans les modèles de prévision météorologiques informatisés, qui sont la base pour les prévisions météorologiques.