La Mission CRYOSAT et l'instrument SIRAL

Le role de l'espace dans l'étude des changements climatiques

Etat des lieux

La glace des pôles terrestres joue un rôle central :

sur la stabilité du climat global

sur l’augmentation du niveau moyen des mers

sur la modification de la circulation des grands courants océaniques.

Les satellites d’observation indiquent que, depuis 1950, la glace océanique a diminué de 10 à 15 %. Des mesures sous-marines ont donné, pour certaines régions, une diminution d’épaisseur de la banquise de 40 %. En revanche, l’épaisseur de glace sur le Groenland et l’antarctique semble avoir augmenté…

L'Altimétrie en raccourci

Une mission d’altimétrie spatiale permet de mesurer depuis une orbite l’altitude relative ou absolue de la surface survolée. Les missions concernent l’observation de la Terre, avec en particulier le relevé de la topographie des océans et des glaces. La technique pour mesurer une altitude est basée sur le calcul du temps mis par une onde pour parcourir la distance aller-retour séparant le capteur de cette surface.

En connaissant la vitesse de propagation de l’onde et la position du satellite (orbite) il est simple de remonter à l’élévation de la surface. L’atmosphère et la ionosphère ayant un impact sur la vitesse de propagation il convient d’en tenir compte pour atteindre la précision altimétrique requise. Le gros avantage de la technique radar est d’être indépendant du jour ou de la nuit et de la couverture nuageuse.

L’altimétrie spatiale est un formidable outil pour voir vivre les océans et appréhender le climat de la terre. Prévoir le temps, mieux naviguer, mieux gérer les ressources halieutiques, sécuriser les constructions, avoir une météo plus fiable…autant de domaines pour lesquels l’altimétrie est un outil d’investigation inégalé.

Un cas d'application : L'Altimétrie Océanique

La mesure d’altitude (...par mer calme)

Le radar altimètre envoie un messager (impulsion radioélectrique) qui va se réfléchir sur la surface de la mer et revenir au point de départ

on connaît la vitesse du messager
on chronomètre la durée de la course
on en déduit la distance parcourue [elle vaut 2 fois l’altitude]

Le messager est très rapide: il va à 300 mille kilomètres à la seconde, ou autrement dit il lui faut 1millième de millionième de seconde pour parcourir 30 cm

Pour être précis au centimètre il faut donc un chronomètre très très ... très précis

Force du vent
2 cas de figures:

Quand la mer est calme, sa surface est comme un miroir
Que la brise se lève et le miroir s’en trouve dépoli
- le messager se réfléchit sans déformation mais son image s’en trouve atténuée
- plus la brise est forte plus l’atténuation est grande
ainsi la mesure de l’atténuation de l’écho permet de connaître la “force du vent”

Hauteur des vagues

Si le vent souffle suffisamment longtemps, il va déformer la surface de la mer en créant les vagues.
Le messager se réfléchit donc sur une surface déformée et son image s’en trouve modifiée

Arrivée dans l’altimètre :

	elle est comparée à des modèles correspondant aux différents états de mer,
	une fois le modèle le plus ressemblant sélectionné, on y lit :
	- la hauteur moyenne des vagues
	- la position de la mer sans les vagues

... d'où l'altitude