à Jason-2 - Eumetsat

Jason-2
Des données océaniques mondiales, pour la
surveillance planétaire du temps et du climat

16/01/08 - “’Big climate impact’ on UK coasts”
(BBC Online)
mars 2008 - “Le réchauffement global stérilise les océans”
(Sciences et Avenir)
19/2/2008 - “Schmelzendes Grönlandeis lässt
Meeresspiegel schneller steigen”
(Spiegel Online)
Des données
océaniques globales
pour relever les dés
mondiaux
Les changements climatiques, météorologiques et environnementaux constituent
pour l’humanité un véritable enjeu qui nécessite d’améliorer encore les capacités
de prévision du temps, notamment, à moyenne et longue échéances. En ayant
une idée plus claire de ce qui se produira dans les 10 prochains jours, dans les
mois à venir – ou même la saison suivante – la population et l’industrie pourront
mieux se préparer à affronter des situations météorologiques instables.
Ceci ne saurait être sans une meilleure compréhension des facteurs climatiques
mondiaux à l’origine de phénomènes tels qu’El Niño et La Niña dans l’Océan
Pacique, les ouragans et typhons dévastateurs, et surtout une meilleure
connaissance de l’impact du taux actuel d’élévation du niveau de la mer qui
risque d’aggraver les submersions sur les côtes basses.
Les océans recouvrent 71 % de la surface de la planète et la seule possibilité
de déterminer les causes profondes du changement des régimes de temps est
de cartographier les variations des conditions des vastes surfaces aqueuses de
notre planète et d’utiliser l’information obtenue pour modéliser et simuler le
comportement des océans. L’utilisation combinée des modèles atmosphériques
et océaniques permet alors d’obtenir des prévisions de la précision requise tant
à courte qu’à longue échéance. Le couplage océan-atmosphère est indispensable
pour avoir une idée bien précise de la dynamique des océans à méso-échelle – un
élément essentiel pour la prévision du temps au-delà de deux semaines.
Les océans jouent un rôle important dans le processus du changement climatique
et la montée du niveau des eaux est reconnue dans le monde entier comme l’une
des conséquences les plus dévastatrices du réchauffement climatique.
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Images: Stefan Lins

“Who hasn’t dreamed of one day living on a far-off island in the South Pacic?
Paul Gauguin and Marlon Brando famously found their bliss among the Polynesians.
But there is trouble in paradise, especially if you live on an island nation as narrow and
at as Tuvalu, where the average elevation is a mere six feet above sea level. When you
live that close to the water’s edge you pay very close attention to the ocean, especially
if it begins to rise. And that is what’s happening around Tuvalu, slowly, almost
imperceptibly, the sea is rising.”
(Extrait de l’introduction de l’ouvrage “Tuvalu: That Sinking Feeling. Global Warming,
Rising Seas,” PBS Frontline/World Rough Cut Series, Elizabeth Pollock, décembre 2005)
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La recherche climatique se base sur l’observation des variations du niveau moyen
de la mer utilisées dans des modèles climatiques couplés océan-atmosphère
et sur des séries de données mondiales pour déterminer le mécanismes
d’interaction de la chaleur résultant du réchauffement global entre les océans et
l’atmosphère.
La détermination des tendances moyennes des variations du niveau de la
mer est essentielle pour la validation des modèles climatiques couplés océan-
atmosphère sur lesquelles se base la recherche climatique. La disponibilité de
séries de données mondiales est tout aussi essentielle pour mieux appréhender
comment les océans absorbent la chaleur résultant du réchauffement global et
ses répercussions sur l’atmosphère globale. Ces capacités d’observation globale
exigent la mise à disposition sans la moindre interruption d’une riche palette de
données océaniques extrêmement stables, non seulement sur un mois ou sur un
an mais en fait sur plusieurs décennies.
L’observation et l’étude des océans s’avèrent difcile en détail, du fait
de leurs dimensions et de la densité et de la dynamique de leur contenu.
Jusqu’au lancement du premier satellite d’altimétrie au début des années 90,
les océanologues ne disposaient que de données relativement isolées pour
représenter les vagues et courants, la topographie, la salinité et la température,
observées par des sondes embarquées sur des navires ou transmises par des
balises, mais dont l’interprétation était nécessairement inuencée par les
conditions locales. Qui plus est, le réseau in situ ne sera jamais sufsamment
étendu ni adéquat pour fournir des mesures constantes sur de vastes distances
– sans que cela n’enlève de la valeur aux mesures locales très précieuses, entre
autres pour l’étalonnage, comme le démontre si bien le réseau de otteurs
ARGO.
La solution à ce problème est arrivée avec les observations par satellites, ables,
de dimension mondiale et pratiquement sans lacune. L’altimétrie océanique
qui utilise un système radar pour mesurer la distance entre le satellite et la
surface océanique, est la source d’une véritable mine d’informations sur le
comportement des océans et les études scientiques réalisées ont révolutionné
notre compréhension du régime océan et de son interaction avec le temps et le
climat. Aujourd’hui, les satellites altimétriques mesurent la hauteur de la surface
des océans à quelques centimètres tous les 10 à 35 jours.
L’altimétrie océanique de haute précision à partir de l’espace est un bel
exemple de réussite. Son histoire a commencé en 1992 avec TOPEX/Poséidon,
une expérience rendue possible grâce à une coopération internationale entre
l’Administration nationale aéronautique et spatiale des États-Unis (NASA) et
le CNES, l’agence spatiale française. Neuf ans plus tard, le 7 décembre 2001,
ils lancent le premier satellite Jason, plus petit mais doté d’instruments plus
performants. Jason-2 prend maintenant la relève. Les informations vitales
qu’il fournira serviront aussi bien l’océanographie que la météorologie et la
climatologie.

Importance croissante de l’altimétrie
océanique satellitaire…
Les données altimétriques reçues en continu de TOPEX-Poséidon et Jason-1
depuis 15 ans contribuent déjà de façon tangible à la prévision du temps et à la
surveillance des changements climatiques. Elles suggèrent, par exemple, que le
niveau moyen de la mer s’élève d’environ 3 millimètres par an depuis 1993 – soit
le double des estimations des marégraphes pour le siècle dernier, ce qui peut être
une indication d’une accélération récente de la montée des eaux – à suivre par
Jason-2.
Autres mesures essentielles à fournir par Jason-2: les oscillations décennales des
grands bassins océaniques tels que l’Atlantique, la variabilité mésoéchelle, les
conditions de vent et l’état de la mer. Le Centre européen pour les prévisions
météorologiques à moyen terme (CEPMMT/ECMWF) entend assimiler les
mesures de Jason-2 dans ses modèles pour améliorer la prévision des conditions
atmosphériques et océaniques globales.
…pour la surveillance des climats et
l’océanographie
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Les données altimétriques rendent possibles des observations et des analyses
à l’échelle du globe et décennales des phénomènes El Niño et La Niña. Elles
permettent de nouvelles découvertes sur la circulation océanique et ses effets sur
le climat. Elles procurent de nouvelles connaissances sur les marées océaniques et
internes, les tourbillons turbulents de haute mer et la gravité marine.
Enn, les données sur de longues périodes fournies par la mission de
topographie de la surface des océans (OSTM) seront cruciales pour la
modélisation des climats. Par exemple, les climatologues mesurent la variabilité
mésoéchelle des courants pour obtenir des informations pertinentes sur la
formation des tourbillons de haute mer et établir le bilan mondial du transport
de chaleur par les océans. Ils peuvent alors construire des modèles des régimes
climatiques – utilisés comme référence pour des observations effectives des
climats sur de plus longues échéances. Nous pourrons ainsi contribuer à
une détermination précise de ce que représentera exactement le changement
climatique pour les habitants de la planète.
L’observation du niveau moyen de la mer à partir des données de TOPEX-Poséidon
et de Jason-1 révèle une élévation moyenne de 3,5 mm par an (Crédits: University of
Colorado, LEGOS/CNES)

Les paramètres obtenus de la mesure en continu de la surface de la mer
permettent de disposer de données aidant à prévoir sur des périodes allant
jusqu’à neuf mois la température et la probabilité d’un arrêt saisonnier des pluies.
En corrélant des observations de la variabilité océanique collectées sur de longues
périodes avec les occurrences constatées de phénomènes extrêmes tels que les
sécheresses, les inondations et même l’activité cyclonique, les météorologues
peuvent améliorer la prévision saisonnière, qui joue un rôle essentiel dans
la prévision des conditions météorologiques potentiellement dangereuses
– nécessaire pour émettre des alertes encore plus précoces sur toutes sortes de
phénomènes extrêmes, an de sauver les vies et de protéger les biens.
La prévision saisonnière intéresse aussi plusieurs secteurs d’activités où elle peut
tout simplement permettre la planication des approvisionnements énergétiques,
la planication agricole ou la gestion des ressources en eau.
…et pour la prévision du temps.
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Le CEPMMT se sert des données d’altimétrie océanique pour améliorer les
techniques de modélisation utilisées pour les prévisions numériques sur
lesquelles sont fondés ses bulletins. Il analyse les données océaniques en temps
réel sur des cycles de 8 heures et de 12 jours pour construire des modèles de
l’océan, de l’état de la mer et de l’atmosphère – utilisés pour trois types de
prévisions: à moyenne échéance (jusqu’à 15 jours), mensuelles (à 30 jours) et
saisonnières (jusqu’à 12 mois à l’avance).
Et il ne faut pas oublier tous ceux qui habitent ou travaillent en mer: les
nombreux marins, pécheurs et autres travailleurs en mer, par exemple sur des
plates-formes pétrolières. Ils ont tout à gagner d’une amélioration des prévisions
de courte à moyenne échéances de paramètres aussi importants que la hauteur
des vagues et les vitesses du vent – et pas seulement sur les océans, mais aussi
dans les bassins tels que la Méditerranée et la Mer d’Aral. Les données aideront à
optimiser les routes des navires de gros tonnage. Elles permettront de sauver des
vies et de préserver des moyens d’existence en mer.
Le CEPMMT assimile les données Jason-2 dans ses modèles de simulation des
océans, vagues et atmosphère pour améliorer la prévision globale à moyen terme et
saisonnière
Anomalie du niveau de la mer observée par Jason,
février 2008 (Crédits: NASA)