Les radiomètres micro-ondes

Qu'est-ce qu'ils mesurent ?

Selon la longueur d'onde utilisée, les radiomètres micro-ondes permettent, au-dessus des océans, de fournir les informations suivantes :

  • Température de surface de la mer
  • Salinité
  • Contenu intégré en vapeur d'eau de l'atmosphère (et correction altimétrique associée)
  • Contenu intégré en eau liquide des nuages
  • Atténuation atmosphérique
  • Pluie : taux de précipitation
  • Glace de mer : concentration, dérive

Principe de la mesure

Les radiomètres sont des capteurs passifs (c'est à dire que contrairement aux radars, ils n'émettent pas d'onde) mesurant l'intensité du champ électro-magnétique émis naturellement par la zone observée dans des longueurs d'ondes appelées "micro-ondes" (entre 3 mm (fréquence : 100 GHz) et 30 cm (fréquence : 1 GHz)). En fonction de cette longueur d'onde, la résolution peut varier de quelques kilomètres (>100 GHz) à plusieur dizaines (<30 GHz)

Les capteurs infra-rouges sont aussi des radiomètres mais observant à des longeurs d'onde plus courtes (voir : radiomètres infra-rouge).

Dans la pratique, le radiomètre délivre une tension.
À partir de cette mesure brute, une température de brillance (l'intensité du champ électro-magnétique émis) est restituée à l'aide des caractéristiques instrumentales (diagramme de rayonnement de l'antenne, variation en température des composant électroniques, ...).
Les données géophysiques (température, mais aussi salinité) sont alors déduites des températures de brillances (Tb) à l'aide des connaissances a priori sur la constante diélectrique du corps qui émet et la rugosité de la surface émettrice.


Carte de température de surface issue du capteur AMSR-E (Crédits Nasa)

 

Instruments actuellement en fonctionnement

  • SSM/I sur la série DMSP (Nasa, USA)
  • TMI sur TRMM (Nasa, USA)
  • AMSR-E sur Aqua (Nasa, USA et Jaxa, Japon)
  • AMR sur Jason-2 et 3 (Cnes, France, Eumetsat, Europe, Noaa et Nasa, USA) (mais ces deux instruments sont en fait essentiellement utilisés pour corriger les mesures des altimètres embarqués sur ces mêmes satellites des effets de l'eau dans l'atmosphère)