L'imagerie satellitaire et radar est un outil précieux pour connaître l'état actuel des conditions météorologiques. Ce sont des observations concrètes qui complètent les prévisions météorologiques.
Cet article traitera des points suivants :
I. Satellite
Les satellites, situés dans l'espace, nous offrent une perspective totalement différente de celle que nous avons depuis la Terre. Au lieu d'observer les nuages d'en bas, les satellites nous donnent une vue d'en haut.
La plupart des images satellites disponibles en ligne proviennent de satellites géostationnaires . Ces satellites restent en permanence au-dessus du même point de l'orbite terrestre. Ce point de vue fixe leur permet d'observer la même image en permanence, ce qui est idéal pour créer des animations temporelles et observer le mouvement des nuages.
Cinq satellites géostationnaires couvrent le globe, sauf aux très hautes latitudes proches des pôles.
source : https://ncics.org/
Voici différents types d'images créées par ces satellites géostationnaires.
1) Visible
Cette image satellite est identique à ce que vous verriez à l'œil nu si vous étiez à l'intérieur du satellite, en regardant par le hublot. Elle indique la position des nuages et facilite la localisation des grands systèmes météorologiques, comme les vastes zones de basse pression ou les ouragans.
Plus un nuage est blanc, plus il est généralement épais. Ainsi, un nuage épais comme un cumulonimbus sera entièrement blanc, et un nuage fin comme un cirrus sera gris.
L'image ci-dessous, étant visible comme par l'œil humain, n'est disponible que le jour et non la nuit, ce qui constitue une limitation importante.
Source : https://learningweather.psu.edu/
Image visible de l'ouragan Katrina (2015)
Source : https://www.researchgate.net/
2) Infrarouge
Les satellites infrarouges permettent de mesurer la température de l'obstacle touché en premier par le faisceau émis par le satellite. Cette technologie est similaire à celle des lunettes de vision nocturne infrarouge qui permettent de voir les corps et les objets chauds la nuit.
En cas de ciel nuageux, la longueur d'onde émise par le satellite atteint d'abord le sommet du nuage, puis est réfléchie vers le satellite. La température de l'émission au sommet du nuage peut être calculée, ce qui indique l'altitude de ce sommet. Par conséquent :
La couleur blanche indique un nuage dont le sommet est très élevé (par exemple, cirrus, cirrostratus, cumulonimbus).
Une couleur moins blanche indique un nuage de niveau moyen (par exemple, alto stratus, alto cumulus).
La couleur grise indique un nuage de basse altitude (par exemple, un cumulus).
Ci-dessous figure une image satellite infrarouge de PredictWind : plus la couleur est blanche, plus le sommet du nuage est élevé.
3) Infrarouge amélioré
Comme toute image, les images satellites peuvent être traitées pour modifier leurs couleurs et faciliter leur lecture. Une pratique courante consiste à colorer les zones froides correspondant aux nuages à sommet élevé (cumulonimbus, cirrus, etc.). Ces zones colorées représentent généralement des zones de convection profonde et élevée qui s'étendent très haut dans l'atmosphère et peuvent être associées à des phénomènes météorologiques violents (fortes pluies, etc.). Voir l'image ci-dessous :
Une image satellite fixe est utile, mais l'animation de ces images au fil du temps permet de mieux comprendre les nuages et leur mouvement ; voir l'animation ci-dessous :
II. Radar
Un radar pluviométrique est différent d'un satellite météorologique. Premièrement, il est situé sur terre et non dans l'espace. Deuxièmement, il mesure la quantité d'eau qui tombe des précipitations.
Les satellites météorologiques indiquent la couverture nuageuse.
Le radar des précipitations indique la quantité de précipitations à l'intérieur du nuage.
Le radar émet des micro-ondes. En présence d'eau, celles-ci sont réfléchies vers le satellite, et la quantité d'eau en précipitations peut être déduite en fonction de la réflectivité. L'unité de mesure est le décibel (dBm). Plus la couleur est chaude, plus la pluie est intense.
À l'instar des images satellites, les images radar des précipitations peuvent être animées, permettant ainsi de visualiser le déplacement des cellules orageuses. Il est alors possible d'estimer leur trajectoire et la probabilité d'impact.
III. Image combinée satellite et radar par PredictWind
Comme indiqué précédemment, les images satellites et radar sont complémentaires. PredictWind utilise le traitement d'images pour fusionner ces deux types d'images et créer l'image hybride, comme illustré ci-dessous.
Les zones blanches et grises représentent les nuages vus du satellite infrarouge.
Les zones colorées représentent les précipitations détectées par le radar météorologique.
IV. Analyse des images satellitaires et radar
Exemple 1 : Image satellite d’une dépression atlantique
Ci-dessous, une image visible d'une zone de basse pression dans l'hémisphère nord.
Cette image peut être utilisée pour identifier le centre de la dépression, la zone d'air froid et chaud, le front occlus et la zone d'air chaud, comme illustré ci-dessous.
Exemple 2 : Orage violent
Le radar des précipitations permet d'identifier les zones d'orages violents et peut donner une alerte précoce en cas d'événement extrême à court terme.
Par exemple, en mer Méditerranée, à la fin de l'été, les orages peuvent rapidement se transformer en phénomènes météorologiques extrêmes alors que l'eau est encore chaude.
.
Les cellules aux couleurs intenses et celles présentant des formes en arc sont potentiellement intéressantes :
Exemple 3 : Brouillard
Le brouillard est un type particulier de nuage. Ce nuage se forme près du sol à une altitude très basse et sa température est similaire à celle du sol.
En journée, le brouillard est visible sur les images satellites visibles mais pas sur l'image infrarouge car le nuage a la même température que le nuage voisin.
Par conséquent, il est possible d'identifier les zones de brouillard en comparant les images visibles et infrarouges.
Exemple 4 : Zone de convergence intertropicale (calme continental)
Associées à un radar de pluie embarqué, les images satellites permettent de déterminer où se situent les zones de calme équatorial et où il est préférable de traverser.
