Télédétection

Par définition, un instrument de télédétection est capable de réaliser des mesures à distance. Pour les sciences de l’atmosphère, ce type d’instrument est très intéressant car il permet d’accéder à des volumes atmosphériques difficiles d’accès (par exemple, mesures en altitude avec un instrument positionné au sol, ou observation à l’échelle de la planète par télédétection spatiale).

En revanche, les variables atmosphériques accessibles sont limitées, et la qualité des mesures est généralement moindre qu’avec les plus classiques capteurs in-situ. En télédétection, la mesure d’un paramètre se fait en effet de manière indirecte par l’analyse d’un rayonnement (onde radio, lumière, son…) capté par l’instrument. L’analyse, que l’on appelle souvent « inversion » extrait l’information géophysique des propriétés du rayonnement détecté. Elle est toujours délicate, parfois mal posée mathématiquement, et souvent non-linéaire, de sorte que les bruits de détection, qui ne peuvent jamais être totalement supprimés, peuvent conduire à des erreurs de mesures importantes et pas toujours maitrisables.

Il existe deux grands domaines dans la télédétection : la télédétection passive capte des rayonnements émis naturellement par le milieu ausculté, et la télédétection active émet le rayonnement à la source de la mesure.

Le CNRM conduit des actions de recherche dans les 2 domaines.

Le groupe GMAP conduit depuis des années des développements destinés à rendre les observations des instruments de télédétection spatiale exploitables par les systèmes de prévision numérique du temps. Au cours des dernières années, il s’est par exemple lourdement investi dans l’exploitation du radiomètre infrarouge hyperspectral IASI développé par le CNES, dont le premier exemplaire fut mis en orbite en 2006 à bord du satellite METOP A et dont le nombre et la finesse des canaux spectraux permet de remonter à des profils de température et d’humidité d’une qualité jamais atteinte auparavant.
Le groupe GMEI s’est doté quant à lui de moyens de télédétection fonctionnant depuis le sol (radar profileur de vent, radar pluie, lidar, sodar) qu’il met en œuvre pendant les campagnes de mesure organisées par la communauté des sciences de l’atmosphère et dont l’objectif est d’observer avec un maximum de détails et de précision tel ou tel phénomène atmosphérique dont on souhaite mieux comprendre la physique.

Le groupe participe également au développement et à la mise au point de nouveaux instruments (lidar Doppler spatial ADM-AEOLUS en cours de développement à l’Agence Spatiale Européenne par exemple), ou de nouvelles techniques d’exploitation d’instruments anciens (observation du brouillard par télédétection acoustique, ou sodar), ou encore assure des transferts de technologie vers les services opérationnels d’observation de Météo-France (observation des cisaillements de vent dans les zones d’approche des aéroports par télédétection optique, ou lidar)...

• Publications de référence :

Dabas A., M. L. Denneulin, P. Flamant, C. Loth, A. Garnier, A. Dolfi-Bouteyre, 2008 : Correcting winds measured with a Rayleigh Doppler lidar from pressure and temperature effects. Tellus, 60A, 206 – 215.

Bousquet O., P. Tabary, J. Parent du Chatelet, 2008 : Operational Multiple-Doppler Wind Retrieval Inferred from Long-Range Radial Velocity Measurements. Journal of applied meteorology and climatology, 47, 2929-2945.