D1 Télédétection par satellite

Topique

La télédétection par satellite mesure les propriétés de la cryosphère à partir de plates-formes en orbite autour de la Terre, émettant ou recevant des signaux électromagnétiques dans différentes bandes du spectre pour caractériser la glace depuis l'espace. La télédétection par satellite est la seule méthode qui offre une couverture véritablement mondiale, répétée dans le temps et cohérente d'un endroit à l'autre, et cette couverture mondiale, répétée et cohérente est ce qui la rend essentielle pour surveiller l'évolution de l'étendue des glaces, du volume des glaciers et du bilan de masse de la cryosphère dans son ensemble.

Deux des techniques utilisées par la télédétection par satellite mesurent l'élévation de la surface de la glace depuis l'orbite : une mission d'altimétrie laser mesure la distance entre le satellite et la surface de la glace en chronométrant le temps de vol des impulsions de lumière laser, et la différence de cette distance mesurée entre deux passages successifs du satellite révèle à quel point l'épaisseur de la glace a changé entre un passage et le suivant. Une mission d'altimétrie radar, quant à elle, envoie un signal radar qui pénètre partiellement dans la neige sèche avant d'être réfléchi, de sorte que l'élévation que cette mission d'altimétrie radar finit par mesurer correspond à une surface de diffusion située un peu en dessous de la surface visible de la glace.

Une mission de gravimétrie par satellite suit un principe différent : elle détecte les variations du champ gravitationnel terrestre produites par la masse de glace elle-même, de sorte que lorsque la glace perd de la masse, le champ gravitationnel local s'affaiblit d'une manière mesurable depuis l'orbite, et cette mission de gravimétrie par satellite traduit cet affaiblissement du champ gravitationnel directement en un changement de masse de glace, sans avoir au préalable à supposer quelle épaisseur de glace correspond à chaque centimètre d'élévation comme doivent le faire les missions altimétriques.

Un capteur passif à micro-ondes mesure, quant à lui, l'émission naturelle de micro-ondes que la glace de mer elle-même rayonne, et l'émission de micro-ondes que le capteur passif à micro-ondes capte nous permet de calculer à la fois la concentration et l'étendue de la glace de mer au-dessus de l'océan à chaque passage du satellite.

Une technique radar interférométrique combine les phases de plusieurs images radar capturées depuis l'espace sur un même point à des instants différents, et cette combinaison de phases entre images successives permet de calculer les déplacements de la surface de la glace avec une précision de quelques millimètres seulement.

Le comportement attendu de la télédétection par satellite, intégrant toutes ces techniques indépendantes, est que toutes détectent les mêmes tendances d'amincissement, de perte de masse et de réduction de l'étendue des glaces, et cette cohérence entre méthodes indépendantes est précisément ce qui permet d'attribuer avec un haut degré de confiance le changement observé dans la cryosphère, clôturant ainsi le rôle essentiel de la télédétection par satellite en tant que seul outil capable de surveiller l'ensemble de la cryosphère de la Terre avec la couverture globale, répétée et cohérente décrite au début.

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