Le satellite Aeolus pour cartographier les vents


Le 22 août 2018, l’ESA a lancé et mis en orbite avec succès le satellite Aeolus (nom du dieu du vent dans la mythologie grecque). Ce satellite, placé sur une orbite polaire héliosynchrone à 400 km d’altitude, aura pour mission d’étudier les vents de l’atmosphère terrestre. Durant ses trois années de vie, Aeolus délivrera des cartes des vents allant de 0 à 30 km d’altitude. Ces cartes permettront de réaliser de meilleures prévisions météorologiques et de mieux comprendre les mécanismes à l’œuvre dans l’atmosphère.

Moyens techniques

Pour réaliser sa mission, le satellite peut s’appuyer sur la technologie d’Aladin (Atmospheric Laser Doppler Instrument). Cette technologie, de type Lidar-Doppler, a été développée entre autres grâce à l’expertise des laboratoires français LATMOS, LMD et IPS. Pour le fonctionnement, un laser émet des 100 impulsions lumineuses par secondes dans l’ultraviolet proche (335 nm). Ces impulsions traversent l’atmosphère et sont diffusées par les molécules, aérosols et particules nuageuses qu’elles rencontrent. Un télescope d’un diamètre de 1,5 m réceptionne ensuite la lumière rétrodiffusée et l’analyse via les capteurs embarqués. La différence de temps entre l’émission et la réception du signal permet de calculer la position des particules. Les variations de fréquence (effet Doppler) permettent de retrouver la vitesse et direction de déplacement de ces mêmes éléments. Aladin permettra ainsi d’avoir des mesures de vent précises à 1 ou 2 m près suivant l’altitude, en réalisant en moyenne 100 mesures de profils par heure couvrant chacune 87 km.

 

Schéma représentant le fonctionnement d’Aladin. Un laser émet un faisceau en direction de l’atmosphère. Un télescope récolte ensuite la lumière rétro-diffusée et le détecteur l’analyse pour obtenir vitesse et direction du vent.

 

Intérêt du satellite Aeolus

Les moyens de mesure actuels de vitesse et direction du vent sont ponctuels et ne représentent pas la dynamique de l’atmosphère. En effet, les mesures actuelles sont réalisées à partir de radars fixes, de ballon sondes ou d’anémomètres et girouettes, et ne couvrent ainsi pas le territoire de façon continue dans l’espace et dans le temps. Par conséquent, les météorologistes et les scientifiques étudiant l’atmosphère attendent fortement les résultats de ce satellite, notamment pour la zone intertropicale et l’hémisphère sud où les stations terrestres sont moins nombreuses. Il leur permettra ainsi d’avoir accès à des cartes en 3D de la dynamique des vents, sur toute la surface du globe et sur une épaisseur atmosphérique de 30 km durant 3 ans. Par ailleurs, une importante amélioration de la prévision des systèmes cycloniques est attendue grâce à cette connaissance des vents, entraînant des bénéfices sociaux économiques forts dans la prévention de ces évènements destructeurs.

Ce graphique présente les premiers résultats des mesures réalisées par le satellite Aeolus. Ces mesures mettent en valeur notamment les jets tropicaux et le vortex polaire.

 

Sources

Site officiel présentant la mission du satellite : https://aeolus.cnes.fr/

Lancement du satellite relayé et expliqué par Météo France : http://www.meteofrance.fr/actualites/65253910-evenement-lancement-du-satellite-aeolus

Méthodes de mesure actuelles des vents par MétéoFrance : http://education.meteofrance.fr/ressources-pour-les-enseignants/observer-et-mesurer/le-vent1#

Premiers résultats obtenus et commentés par le Laboratoire de Météorologie Dynamique : http://www.lmd.jussieu.fr/news/actualites-scientifiques/13-septembre-2018-premieres-mesures-de-vent-par-le-satellite-aeolus-de-l2019agence-spatiale-europeenne

 

Toutes les images de cet article sont issues du site de l’esa : http://www.esa.int/spaceinimages/Images

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