Paramètres atmosphériques qui influent sur le rayonnement (cliquez sur l'image)
Exercice 2 : La température de surface de la mer
Les satellites mesurent la température de surface de la mer en utilisant la partie infrarouge du spectre électromagnétique et en capturant l’émission thermique. Toutes les surfaces émettent un rayonnement dont l’intensité dépend de leur température. Plus la température est élevée, plus l’énergie rayonnante est importante. La température Skin (SSTskin) est définie comme étant la température mesurée par un radiomètre infrarouge fonctionnant normalement aux longueurs d’ondes de 3,7 à 12 µm qui représentent la température d’une couche de surface d'environ 10 à 20 µm.
Le rayonnement infrarouge capturé par le capteur dépend aussi d’autres variables telles que l’émissivité de la surface (0,98 à 0,99 sur la mer) et la géométrie de visualisation. La contribution atmosphérique au signal est faible mais, étant donné que l’atmosphère est bien plus froide que la surface de la mer, elle ne peut être ignorée. Pour un relevé précis de la SST, il faut tenir compte de toutes les variables qui influent sur l’absorption et l’émission atmosphériques.
Les satellites mesurent la température de brillance de la surface. Une équation permet de calculer un ensemble de coefficients d’algorithme SST qui peuvent être appliqués aux données de température de brillance afin d'en éliminer le bruit causé par l'atmosphère. Certains algorithmes de relevé de SST multispectraux utilisent les canaux qui mesurent le rayonnement dans la plage spectrale comprise entre 11 et 12 µm pendant la journée. Ce sont ce que l’on appelle des algorithmes split-window car la fenêtre de transmission atmosphérique dans laquelle le rayonnement quitte la surface pour l’espace (entre 9,8 et 13,5 µm) est divisée (split) en deux canaux (11 et 12 µm). De nuit, un canal supplémentaire de 3,7 µm, qui fournit davantage d’informations sur l’atténuation atmosphérique du rayonnement de la surface de la mer, peut être utilisé. On parle alors d'algorithme par fenêtre triple. La formule générale du split-window peut être écrite comme suit :
Où a, b, c et d sont spécifiques à chaque algorithme car ils dépendent des caractéristiques du capteur et des conditions atmosphériques locales.
Dans des conditions normales, le Pacifique équatorial oriental est plus froid que le Pacifique équatorial occidental, bien que la zone orientale reçoive naturellement plus de chaleur nette. Les alizés qui soufflent le long de l’Équateur causent un phénomène d’upwelling dans la zone, entraînant l’eau froide à l’est, près de la surface, tout en transportant l’eau chaude vers l’ouest car l’eau froide est bien plus profonde dans cette zone. Si les alizés faiblissent, l’eau chaude peut surgir à l’est de l’Équateur et les températures de surface de la mer chaudes s’étendre loin dans le Pacifique équatorial central. Dans l’est, les températures de surface de la mer sont en général de 3° C plus élevées que la normale.
Exercice avec LEOWorks
Réalise une animation avec les séries de données fournies par le satellite.
Nous disposons de trois séries de données : une de 1997-1998, une de 2005-2006 et une de 2007-2008. Compose trois animations avec ces trois séries et étudie-les. Décris ce qui se passe dans chaque période et établis des comparaisons.
Dans le logiciel de traitement d’images LEOWorks, ouvre Tools/Image Animation pour afficher la fenêtre Select Files for Animation. Sélectionne la vitesse appropriée pour l’animation. Tu peux voir le numéro de l'image en activant l'Active Slider.
1. Peux-tu indiquer celle des trois séries d’images qui correspond à une année El Niño ?
2. Quel est l'effet de El Niño sur les modèles climatiques du Pacifique occidental et de l’Asie ?
3. Que se passe-t-il dans le Pacifique oriental et sur l’Amérique du Sud ?
4. En utilisant les dernières informations, évalue la situation actuelle.
