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EarthCare : un satellite pour mieux comprendre les nuages

Publié le 28 mai 2024

Cette mission, européenne et japonaise, va étudier les nuages et les aérosols en suspension dans l’atmosphère pour mieux comprendre leur formation et leur distribution. L’objectif est d’améliorer nos modèles et de comprendre les liens avec le réchauffement climatique.

EarthCare : un satellite pour mieux comprendre les nuages

On connait mal les nuages. Sont-ils une protection ou un facteur aggravant du changement climatique ? Dans la nuit du 28 au 29 mai 2024, depuis la base de Vandenberg, une fusée Falcon 9 de SpaceX a placé en orbite le satellite de l’ESA et de la JAXA, EarthCare (Earth Cloud, Aerosol and Radiation Explorer). Il doit permettre de comprendre s’ils jouent un rôle pour se protéger contre les radiations solaires. Il va également étudier leur capacité à emprisonner dans l’atmosphère le rayonnement infrarouge et donc à augmenter la température du globe.

Comment se forment les nuages ?

Un parasol ou une couverture de survie ?

Quelle influence sur notre climat ?

EarthCARE doit permettre de comprendre le rôle que jouent les nuages et les aérosols, tels que la poussière du désert, dans la réflexion du rayonnement solaire et dans le piégeage du rayonnement infrarouge émis par la surface de la Terre.
© ESA

Comment se forment les nuages ?

Les nuages se forment autour de particules de poussière, mais sont-ils plus nombreux qu’avant ?

Le principe, c’est qu’un nuage se forme lorsque des molécules se condensent autour d’une particule de poussière. Cette poussière peut aussi bien être du pollen, du sel, du sable que des polluants carbonés issus de l’activité humaine. L’un des objectifs d’EarthCare sera, donc, aussi, d’évaluer s’il y a davantage de nuages qu’auparavant. Il prendra ainsi le relai de CloudSat et Calipso, deux satellites américain et franco-américain à la retraite depuis un an.

Pas uniformes

Ensuite, chaque nuage a ses caractéristiques propres en fonction de son altitude et des éléments qui ont contribué à sa formation. Ils peuvent, ainsi, être composés de gouttelettes d’eau ou d’infimes morceaux de glace. C’est notamment le cas des nuages situés en très haute altitude comme les cirrus.

Un parasol ou une couverture de survie ?

EarthCare va chercher à comprendre quels sont les nuages qui nous protègent et ceux qui participent au réchauffement climatique

Selon qu’il s’agit de cirrus, de cumulus ou de nimbus, les nuages ne vont pas avoir le même effet. Les cumulus par exemple semblent très importants pour éviter le réchauffement de la planète. Ils retiennent les rayons du soleil comme un miroir qui renvoie ce rayonnement dans l’espace. En revanche, ils laissent passer le rayonnement infrarouge à la surface de la Terre, ce qui a pour effet d’atténuer le réchauffement.

À l’inverse, les cirrus, vont laisser passer le rayonnement solaire et emprisonner le rayonnement infrarouge de la Terre comme le couvercle d’une cocotte minute. La température monte.

L’équilibre fragile entre rayonnement solaire et le rayonnement infrarouge émis par la Terre est un facteur important dans la régulation de la température de la Terre.

Quatre instruments sont à bord d’EarthCare. Le radar va permettre d’analyser la structure verticale des nuages.
© ESA

Quelle influence sur notre climat ?

La mission EarthCare va s’aider de quatre instruments pour comprendre l’impact des nuages sur l’évolution du climat

L’objectif est, donc, de mieux comprendre ces dynamiques. Cela va permettre d’affiner les modèles climatiques et météorologiques. Pour cela, EarthCare embarque quatre instruments :

Un radar qui va donner un profil vertical des nuages. Il va permettre de comprendre leur structure et leur dynamique.
Un lidar atmosphérique qui se concentrera sur le sommet des nuages
Un imageur multispectral pour appréhender un espace donné sur plusieurs longueurs d’onde.
Enfin, un radiomètre à large bande va, lui, mesurer le rayonnement solaire réfléchi et le rayonnement infrarouge sortant. Cette mesure va permettre d’établir un bilan radiatif de la Terre.