Eumetsat vient de dévoiler les premières images acquises par le sondeur infrarouge (IRS) à bord du Sondeur 1 de Meteosat troisième génération (MTG-S1), le tout premier satellite européen en orbite géostationnaire à embarquer un sondeur atmosphérique hyperspectral. Cet instrument innovant a la capacité de surveiller les variations de l'atmosphère avant et pendant les phénomènes météorologiques violents. « Cet instrument constitue une avancée majeure pour la prévision du temps en Europe », a déclaré Phil Evans, directeur général Eumetsat.

Cet instrument constitue une avancée majeure pour la prévision du temps en Europe

Des données précises pour des prévisions fiables

Ce sondeur est capable de fournir des données plus précises et en trois dimensions sur l'atmosphère, ce qui, selon Dorothée Coppens, responsable du domaine de compétences en imagerie hyperspectrale à Eumetsat, « permettra aux services météorologiques d'améliorer, entre autres, la précision et la fiabilité de la prévision des événements extrêmes ». La capacité de ce sondeur à « dévoiler des instabilités atmosphériques avant les phénomènes météorologiques pourrait transformer les méthodes de prévision et de réaction aux événements climatiques violents », ajoute Phil Evans.

Amélioration de la prévision météorologique

Concrètement, le MTG-S1 balayera l'Europe toutes les 30 minutes, analysant près de 2 000 longueurs d'onde infrarouges. Il livrera des informations en trois dimensions sur la température, l'humidité et la composition atmosphérique à différentes altitudes et permettra de détecter des changements subtils dans les tendances atmosphériques. Cela améliorera significativement la prévision immédiate, la prévision numérique du temps, ainsi que la réactivité des services de secours face aux événements météorologiques.

Surveillance de la qualité de l’air

En plus de ses applications météorologiques, le sondeur aura un impact important sur la surveillance de la qualité de l’air et les politiques de prévention dans ce domaine. Avec une résolution d'environ sept kilomètres, il sera en mesure de différencier les variations quotidiennes des polluants atmosphériques.

Les données améliorées sur la qualité de l'air seront particulièrement utiles dans les zones urbaines, où la pollution est souvent plus concentrée. Enfin, avec sa capacité à surveiller les variations dans la composition atmosphérique et le suivi des polluants, ce sondeur jouera un rôle crucial dans la recherche sur le changement climatique.

En résumé, le satellite MTG-S1 et son sondeur infrarouge représentent une avancée majeure pour l'Europe en matière de surveillance météorologique. Ils offrent de nouvelles opportunités pour améliorer les prévisions et mieux comprendre les enjeux climatiques et environnementaux. Ces avancées soulignent l'importance croissante de la technologie spatiale dans notre capacité à gérer les défis liés au climat et à la météo. Le MTG-S1 travaillera en tandem avec d'autres satellites pour renforcer la compréhension des événements météorologiques, créant ainsi un réseau solide d'observation de l'atmosphère.

La parole à Dorothée Coppens, responsable du domaine de compétences en imagerie hyperspectrale à Eumetsat.

Futura : Que révèlent ses premières images en matière de performance technique/observation ?

Dorothée Coppens : D'un point de vue technique comme scientifique, ces premières images sont très encourageantes. Elles confirment que l'instrument répond aux attentes en matière de sensibilité, de résolution et de stabilité, et qu'il apportera une contribution majeure à l'amélioration de la surveillance de l'atmosphère et de la prévision météorologique.

Futura : Quelles sont les principales différences entre les images fournies par le sondeur MTG-S1 et celles des satellites précédents ?

Dorothée Coppens : La principale différence réside dans le fait que le sondeur infrarouge de MTG-S1 est un spectro-imageur. Contrairement aux imageurs des satellites géostationnaires précédents, il ne se limite pas à observer l'aspect des nuages ou de la surface : il permet de mesurer avec précision des profils verticaux de température, d'humidité et de gaz atmosphériques comme l'ozone.

Grâce à cette capacité, MTG-S1 offre une vision tridimensionnelle de l'atmosphère - à la fois en image et en profondeur - ce qui n'était pas possible avec les imageurs des satellites géostationnaires antérieurs.

Futura : Quelles ont été les plus grandes difficultés rencontrées lors du développement de cet instrument ?

Dorothée Coppens : La principale difficulté a été d'adapter une technologie jusqu'ici utilisée uniquement sur des satellites en orbite polaire, à environ 780 kilomètres d'altitude, à une orbite géostationnaire située à près de 36 000 kilomètres. Ce changement a posé des défis majeurs, d'autant plus que l'instrument vise une résolution géométrique bien plus fine, avec des pixels d'environ 4 kilomètres contre 12 pour les sondeurs polaires.

Cela a nécessité certains compromis, notamment sur la couverture spectrale et le niveau de bruit. Les performances restent toutefois excellentes et pleinement adaptées aux objectifs de la mission, ouvrant de nouvelles perspectives pour l'observation continue de l'atmosphère.

Futura : Quelles sont les limites de cet instrument ?

Dorothée Coppens : Comme tout instrument embarqué sur un satellite géostationnaire, le sondeur infrarouge de MTG-S1 présente des limites géographiques. Sa couverture est optimisée pour l'Europe, mais l'observation devient moins performante vers les hautes latitudes, notamment au nord de l'Europe, et ne permet pas de mesurer aussi précisément les régions polaires. Contrairement aux instruments similaires placés sur des orbites polaires, il ne s'agit donc pas d'un instrument « global ».

Sur le plan spectral, le sondeur ne couvre pas l'ensemble des espèces atmosphériques observables depuis l'espace : ses bandes spectrales sont plus limitées et sa résolution spectrale légèrement inférieure à celle des sondeurs hyperspectraux infrarouges en orbite polaire. Enfin, sa résolution spatiale est moins fine que celle des imageurs géostationnaires, un compromis nécessaire pour accéder à des informations tridimensionnelles sur l'atmosphère.

Dorothée Coppens : Les prévisionnistes ont besoin d'indicateurs précis de l'instabilité de l'atmosphère pour anticiper le développement de phénomènes météorologiques violents, comme les orages. Ces indicateurs reposent notamment sur des profils de température et d'humidité à différentes altitudes, qui doivent être observés très fréquemment, car ces phénomènes peuvent se développer en seulement 30 minutes à une heure.

Le sondeur infrarouge va répondre précisément à ce besoin. Il fournira des profils tridimensionnels de température et d'humidité toutes les 30 minutes, permettant de suivre l'évolution rapide de l'atmosphère avant même l'apparition des premiers nuages. C'est aujourd'hui le seul instrument européen capable de fournir ces informations de manière aussi détaillée.

Futura : Quelles informations spécifiques l’instrument peut-il fournir sur l’atmosphère qui étaient auparavant difficiles à obtenir ?

Dorothée Coppens : Le sondeur infrarouge de MTG-S1 fournit des informations en 3D sur l'état de l'atmosphère qui étaient jusqu'à présent difficiles, voire impossibles, à obtenir depuis l'orbite géostationnaire. Contrairement aux imageurs classiques, il permet de mesurer des profils verticaux de température, d'humidité et de certains gaz atmosphériques, offrant ainsi une vision de l'atmosphère non seulement en surface et en image, mais aussi en profondeur. Cette combinaison unique de mesures tridimensionnelles et de haute fréquence d'observation constitue un changement majeur par rapport aux capacités des satellites géostationnaires précédents.

Dorothée Coppens : Le sondeur infrarouge jouera un rôle clé dans le suivi du changement climatique en fournissant des données régulières sur l'évolution de la composition de l'atmosphère. Il permettra de mesurer sur le long terme les variations de certaines espèces chimiques, telles que l'ozone, l'ammoniac, les gaz volcaniques et certains aérosols, qui sont étroitement liées aux processus climatiques.

Les observations de l'ammoniac (NH₃) contribueront également à l'analyse des tendances à la hausse de la fréquence et de l'extension spatiale des incendies, un indicateur important du changement climatique.

Futura : Y a-t-il des exemples concrets de situations dans lesquelles les données de MTG-S1 pourraient avoir un impact significatif sur la sécurité ou l'économie ?

Dorothée Coppens : En matière de sécurité, une meilleure détection des conditions menant à des phénomènes météorologiques violents permettra d'émettre des alertes plus précises et mieux ciblées, améliorant la protection des populations et des infrastructures. Sur le plan économique, des alertes plus précoces et plus fiables permettront d'anticiper les impacts, de réduire les dégâts et de limiter les perturbations pour les activités économiques et les services essentiels.