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Encyclopédie cyclonique
Tout ce que vous avez toujours voulu savoir sur les cyclones, ouragans, typhons, tempêtes et dépressions tropicales

Les satellites et leurs images
Un satellite météorologique a comme mission principale de prendre des données pour la surveillance du temps et du climat de la Terre qui seront retranscrites en images. Avec chaque nouvelle génération, les senseurs à bord de ces satellites deviennent plus performants et divisent l’information en plus de canaux de telle sorte qu’on peut
les utiliser pour différencier les divers phénomènes météorologiques : nuages, précipitations, vents, brouillard, etc.
Il existe 2 types de satellites, géostationnaire et polaire
Les images satellites ainsi fournies sont nombreuses et variées et permettent de tout révéler sur un système cyclonique !
Les images satellites en visible (vis), vapeur d'eau (water vapor) et infraouge (ir) c'est à dire dans les 3 canaux sont utiles mais pas suffisantes
pour faire l'étude des systèmes tropicaux
Il est nécessaire d'étudier d'autres images satellites tel les micro ondes pour affiner le statut du système mais aussi son devenir

Auparavant
(année 1960) on ne pouvait qu'utiliser les images radars (ex : radar Doppler) pour "situer" un système mais elles ne permettaient
que de voir les bandes pluvieuses des systèmes se trouvant à proximité des côtes
Les images micro-onde passive et active permettent de voir à travers les nuages
alors que les images visibles et infrarouges ne couvrent que les sommets des nuages
Les satellites géostationnaires tels que les GOES et Meteosat fournissent des images :
- visibles qui représentent la quantité de lumière visible rétrodiffusée par les nuages ou la surface de la Terre
- infrarouges qui représentent une mesure du rayonnement infrarouge émis par le sol ou les nuages.
- vapeur d'eau représentent une mesure du rayonnement infrarouge influencé par la vapeur d'eau dans l'atmosphère
Les satellites en orbite polaire et géostationnaire tels que :
- l
e TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mision satellite) avec le TRMM PR qui est le capteur actif et qui donne des infos sur les précipitations
et est utile pour fixer le centre du cyclone & le TRMM TMI qui est le capteur passif
- le
SSM/I & TMI qui permet de fixer le centre du cyclone en correspondance avec les images infrarouges. En 1987 le satellite F-8 contient le
1er Special Sensor Microwave Image (SSMI) lancé par le DMSP (Defense Meteorological Satellite Program)
- le PCT (Polarisation Corrected Temperature)
- l'AMSR-E
(dvanced Microwave Scanning Radimeter), instrument à bord du Earth Observing System EOS du satellite Aqua
- le Windsat qui mesure les vents en surface, la température de la mer ainsi que le vent en altitude
fournissent des images en micro-onde (micro-wave) qui donnent des infos sur la structure du système sous les nuages, permet de révéler des yeux très petit,
des bandes nuageuses intenses entourant un oeil très large ou la présence de plusieurs yeux caractéristiques d'intenses cyclones

Nous avons 2 types d'images micro-onde avec celles dites actives qui sont obtenues par le fait d'envoi d'impulsion des satellites jusqu'à la terre
et celles dites passives qui sont obtenues du fait du rayonnement de la terre vers les satellites, ainsi il n'y a pas d'envoi d'onde du satellite
mais réception naturelle des radiations émise par le système terre-océan

Les images satellites dites classiques
Les images des satellites géostationnaires tels que les GOES et Meteosat fournissent des images visibles, en infrarouge et en vapeur d'eau
En bas de chaque image satellite une échelle de température en °C : plus la T° est froide plus les nuages sont élevés.
Ci dessous il s'agit des images du typhon Melor prises le même jour afin de pouvoir les "comparer"
Image visible (VIS)
Elles représentent la quantité de lumière visible
rétrodiffusée par les nuages ou la surface de la Terre
Les nuages et la neige
apparaissent en blanc
et les zones sans nuages en noir
Les nuages épais sont plus brillants que les nuages fins
Par contre il est difficle de distinguer les nuages bas des nuages élevés pour cela il faut utiliser les images infrarouges, et ces images ne sont pas utilisables la nuit

Image vapeur d'eau (WV = Water Vapor)
Elles représentent une mesure du rayonnement infrarouge influencé par la vapeur d'eau dans l'atmosphère
Cela permet de déterminer les zones sèches
et les zones humides

Image infrarouge (IR)
Elles représentent une mesure du rayonnement
infrarouge émis par le sol ou les nuages
Ce rayonnement dépend de la température
Plus l'objet est chaud plus il est noir
et plus l'objet est froid plus il est blanc
Les nuages élevés apparaissent plus blancs

que les nuages bas car ils sont plus froids
Dans les zones sans nuages plus le sol est chaud
plus il est noir

Utilité
Les images en visible permettent de déceler
le centre de basse couche lorsque celui-ci est exposé
ou difficilement identifiable
Mais à part celà...pas grand chose pour prédire l'intensification éventuelle d'un système...
Utilité
Les images en vapeur d'eau permettent de voir
si les flux convergents de basses couches sont chargés
en humidité et peuvent ainsi alimenter correctement un système tropical naissant ou déjà mature
A part celà...pas grand chose à tirer non plus
si ce n'est de belles images..
Utilité
Les images en IR sont importantes dans le sens où elle nous permettent de connaitre la température du sommet des nuages et ainsi de déterminer l'intensité d'une zone perturbée et de voir si celle-ci est en phase
d'intensification ou de dégénérescence
Images infrarouges IRC & BD
Elles ont un rôle essentielle dans l'estimation de l'intensité d'un cyclone puisqu'elles renseignent sur la T° de l'oeil
et du mur de l'oeil, à partir desquelles on peut déterminer l'intensité d'un cyclone grâce à la méthode de Dvorak

Utilité
L'image infrarouge couleur (IRC) donne des infos
sur la température des sommets des nuages et la taille
du sytème

Utilité
L'image infrarouge BD est utlisé par la méthode de Dvorak pour l'estimation de l'intensité des systèmes tropicaux et permet d'avoir entre autre un apercu rapide
sur la température des nuages d'altitude (plus les nuages d'altitudes sont froids plus ces mêmes nuages d'altitude sont hauts) et sur l'extension des nuages froids qui est associé à une intense convection

Les images satellites dites micro ondes
Les images micro-onde passive et active provenant des satellites en orbite polaire et géostationnaire permettent de voir à travers les nuages
et donc d'avoir des données sur la structure cyclonique du système sous les nuages
Les
images micro-onde dites actives sont obtenues par le fait d'envoi d'impulsion des satellites jusqu'à la terre et celles dites passives par le fait du rayonnement
de la terre vers les satellites, ainsi il n'y a pas d'envoi d'onde du satellite mais réception naturelle des radiations émises par le système terre-océan
Les images micro-onde passives permettent donc de voir à travers les nuages non pluvieux et de voir les bandes nuageuses, les yeux et les murs de l'oeil
quand ils sont obscurcis par les nuages de hautes altitudes.

4 différentes images
sont utilisées :
- images du satellite TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) qui sont destinés à l'étude des pluies en zone tropicale mais aussi par extension au suivi
des sytèmes et qui sont pour la plupart superposées à des images soit invisibles, soit infrarouge du satellite Météosat 5
Nous avons les images TRMM IR, TRRM Composite, TRRM 85 Ghz qui permet d'indiquer les amas nuageux les plus actifs à proximité du cente
et TRMM Rain qui permet d'indiquer la quantité d'eau tombée
- images du satellite DMSP qui sont équipés d'un SSMI (Special sensor microwave imager), un radar travaillant dans les gammes de fréquence micro-ondes
et qui sont pour la plupart superposées à des images soit invisibles, soit infrarouge du satellite Météosat 5
Nous avons ainsi les images SSMI Overpass, SSMI Composite et SSMI 85 Ghz qui permet d'indiquer les amas nuageux les plus actifs à proximité du centre
-
images AMSU-B (Advanced Microwave Soudning Unit) qui proviennent des satelites polaires de la NOAA et les données utilisées pour construire la structure
des systèmes tropicaux sont celles de 85 à 150 Ghz

- images AMSR-E (Advanced Microwave Scanning Radiometer) proviennent du satellite Aqua de l'EOS (Earth Observatory System) de la Nasa


Les 2 régions spectrales 37 GhZ et 85Ghz sont utilisées pour l'analyse des systèmes tropicaux
85 Ghz représente le haut du système et 37 GhZ la base du système ce qui permet avec 37 Ghz de donner plus précisément le centre du système à 5 km près
alors que pour 89 Ghz à 20km près
Les radiations à 85 GhZ sont rapidement réduites par les particules de glace alors que les radiations à 37 GhZ ne sont pas affectés par les particules de glace

Ci dessous il s'agit des images du typhon Melor prises le même jour afin de pouvoir les "comparer"
Image micro onde passive 37 Ghz
Elle montre la précipitation dans les basses couches du système
En bas de chaque image satellite une échelle de température en Kelvin
(T° chaude de la pluie au bas niveau en rouge, océan plus froid en bleu)
Utilitié
L'image 37 Ghz H
donne des informations au niveau de l'humidité et de l'eau dans les basses couches du système et peut permettre de comprendre la structure d'un système à un niveau que la fréquence 85/89 Ghz ne permet pas
Utilité
L'image 37 Ghz V
donne des informations au niveau de l'humidité et de l'eau dans les basses couches du système et peut permettre de comprendre la structure d'un système
à un niveau que la fréquence 85/89 Ghzne permet pas
Image micro onde passive 85 Ghz
Elle montre la précipitation (sous forme de glace) dans le haut du système
En bas de chaque image satellite une échelle de température en °Kelvin (T° froide dans les hauts nuages couleur rouge, océan chaud couleur bleu)

Utilité
L'image 85 GHz H
est très sensible à la convection profonde. La faible brillance des températures (couleur verte) est clairement évidente dans les bandes pluvieuses
et le mur de l'oeil. Elle peut rapidement être utilisée pour évaluer les caractéristiques structurales d'un système
Utilité
L'image 85 GHz V
est la même image qu'à gauche sauf qu'elle utilise une table de couleur différente qui souligne
la brillance des températures. Les dépressions tropicales
et les tempêtes sont plus faciles à voir en utilisant
cette table de couleur
Utilité
L'image 85 GHz PCT
qui est la Polarization Correction Temperature (PCT) est crée en prenant une différence linéaire entre les images 85 GHz Horizontal et Verticale
Image micro onde passive Rain
Image micro onde passive Composite
Utilité
Elle montre la structute de la pluie dans
les bandes nuageuses et le mur de l'oeil
(en inches par heure ; 1 inche = 25.4 mm)
Utilité
Elle permet à l'utilisateur de voir les images IR, et micro-onde passive coïncidant dans le même temps pour un système donné et
donne des informations sur la formation des bandes de pluies et des bandes spiralées, le développement du mur de l'oeil, la formation de plusieurs murs de l'oeil concentriques, de CDO (central dense overcast) et sur le cissaillement
Les images micro-onde actives permettent de forunir des informations complétaires au images micro-onde passives.
Image micro onde active Quikscat
Elle fournisse des informations sur la vitesse moyenne des vents à 10 mètres en knots
au-dessus du niveau de l'océan (explication des barbes )

Les images satellites dites radars
Les données provenant des radars Doppler situés sur Terre donne des indications quant à la quantité de pluie et montre également le système en approche des côtes
Sur cette image on voit très nettement le centre de l'ouragan arrivant sur la côte de Floride

Un exemple d'images satellites pour l'analyse d'un système tropical
Ci dessous des images satellites du cyclone Dina, qui a frappé l'île de la Réunion, tirés des satellites TRMM & DMSP à un même moment
(
images provenant du site Météo Réunion)
Les images suivantes ont été réalisées par le satellite TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) destiné à l'étude des pluies en zone tropicale
mais aussi par extension au suivi des systèmes dépressionnaires
Les images issues des équipements de ce satellite permettent d'obtenir des informations que les images classiques (visibles et infrarouges) ne peuvent pas révélées
Elles sont pour la plupart superposées à des images soit visible soit infrarouge de Météosat 5 prises à quelques minutes d'intervalles
Image infrarouge colorisée TRMM
Image micro-onde composite TRMM Color
Image micro-onde TRMM 85 GHz
Elle permet sur cette gamme de fréquence d'indiquer les amas nuageux
les plus actifs à proximité du centre
.
La couleur noire ou rouge foncé montre les amas nuageux les plus actifs. La couleur bleu indique les amas nuageux les moins actifs. Les couleurs correspondent en fait à la température en Kelvin du sommet des nuages
avec une température température en Kelvin = - 273 °C

Image micro-onde TRMM Cloud
Elle permet d'indiquer la "teneur en eau" des nuages
La couleur violette montre les zones où les pluies sont les plus importantes
La couleur bleu indique les zones où les pluies sont les moins importantes
Image micro-onde TRMM Rain
Elle permet d'indiquer la quantité d'eau tombée

La couleur violette montre les zones où les pluies sont les plus importantes
La couleur bleu indique les zones où les pluies sont les moins importantes
L'unité utilisé est le pouce par heure / 1 pouce/heure = 25,4 mm/h
Ainsi : - 0,2 pouce/heure = 5 mm/heure - 0,6 pouce/heure = 15 mm/heure
- 1 pouce/heure = 25 mm/heure - 1,4 pouce/heure = 36 mm/heure
Image micro-onde TRMM 37 GHz
Elle permet sur cette gamme de fréquence d'indiquer les zones
de précipitations dans les couches inférieures de l'atmosphère

La couleur marron montre les zones où les précipitations sont les plus importantes . La couleur bleu indique les zones où les précipitations
sont les moins importan
tes
Les images suivantes ont été réalisées par les satellites DMSP (satellite météorologique défilant militaire américain)
qui sont équipés d'un SSMI (Special Sensor Microwave Imager), un radar travaillant dans les gammes de fréquence micro-ondes
Les images issues des équipements de ces satellites permettent d'obtenir des informations que les images classiques (visibles et infrarouges) ne peuvent pas révélées
Elles sont pour la plupart superposées à des images soit visible soit infrarouge de Météosat 5 prises à quelques minutes d'intervalles
Image infrarouge colorisée SSMI
Image micro onde composite SSMI
Image micro-onde SSMI 85 GHz
Elle permet sur cette gamme de fréquence d'indiquer les amas nuageux
les plus actifs à proximité du centre

La couleur noire ou rouge foncé montre les amas nuageux les plus actifs
La couleur bleu indique les amas nuageux les moins actifs. Les couleurs correspondent en fait à la température en Kelvin du sommet des nuages
Température en degré celsius = température en Kelvin - 273
 

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