Surveillance du climat

Des services climatologiques à développer pour relever les défis posés par les changements climatiques

An overview of satellite observations contributing to sustained climate applications, reflecting the large spectrum of benefits of satellite data for different applications.

Gouvernements et décideurs ont besoin de mieux comprendre l’évolution du climat et ses effets pour définir et mettre en œuvre des politiques d’adaptation et d’atténuation appropriées, qui impliquent des investissements dans de grandes infrastructures au long cours.

Pour cela, il convient de développer des services climatologiques fondés sur la science, en synergie avec les services météorologiques, au sein du Cadre mondial pour les services climatologiques (CMSC) récemment établi par l’Organisation météorologique mondiale. Les services climatologiques s’appuient sur la combinaison de longues séries d’observations bien étalonnées, de modèles numériques à même d’élaborer des prévisions climatiques saisonnières jusqu’à décennales et des projections à plus lointaine échéance (pour répondre aux scénarios d’émissions), et de données socioéconomiques.

Les exigences correspondantes pour les observations des Variables climatologiques essentielles (ECV) sont établies et gérées dans le cadre du programme du Système mondial d’observation du climat (SMOC).
 

Exploitation optimale des programmes de satellites météorologiques opérationnels

Monitoring ClimateTotalisant plus de 30 années de données cohérentes, les satellites météorologiques constituent un atout précieux pour la surveillance du climat et la compréhension de son évolution, et sont voués à jouer un rôle de plus en plus important à l’avenir, via les prochaines générations de systèmes.

L’exploitation de ce potentiel nécessite cependant des efforts internationaux spécifiques pour ré-étalonner et retraiter les données, extraire les relevés climatiques et les rendre accessibles à des applications en aval et aux milieux scientifiques.

Chaque instrument ou satellite a sa propre caractéristique, telle que la sensibilité aux signaux de la Terre, l’évolution des performances dans le temps ou la stabilité de l’orbite. De plus, les algorithmes d’étalonnage et de traitement sont améliorés en continu tout au long d’une mission. Par conséquent, une simple concaténation de données dans le temps afficherait des sautes lors d’un changement de satellite ou des tendances artificielles pour certains satellites d’une série, et ne serait pas utile à l’analyse du climat. La figure sur la gauche montre les différences (en Kelvin) entre les températures de brillance dans l’infrarouge en ciel clair des satellites Meteosat successifs et celles calculées à partir des données de nuit par radiosondes disponibles chaque mois. Le ré-étalonnage et l’inter-étalonnage sont un préalable essentiel pour parvenir à des séries temporelles de mesures homogènes entre satellites successifs et permettre leur utilisation pour l’étude du climat.

Après ré-étalonnage et inter-étalonnage, il est possible et nécessaire de retraiter les données en mesures physiques de base (radiances, réflectances, etc.) pour produire de longues séries appelées relevés de données climatiques fondamentales (FCDR).

Ces relevés FCDR forment la matière première des analyses climatiques, permettant de retraiter des paramètres géophysiques, en particulier des Variables climatologiques essentielles, pour constituer des relevés de données climatiques thématiques (TCDR), qui peuvent ensuite être validés par rapport à des données climatiques indépendantes.

Ces relevés climatiques peuvent alors être utilisés directement ou assimilés dans les meilleurs modèles de prévision numérique disponibles, utilisés en mode « réanalyse » pour produire des relevés climatiques cohérents d’une plus large gamme de variables.
 

Le rôle d’EUMETSAT dans la surveillance du climat

Les activités de surveillance climatique d’EUMETSAT font intervenir ses installations centrales à Darmstadt et son réseau de Centres d’applications satellitaires (SAFs) – un rôle de premier plan revenant au SAF Climat.

Elles s’appuient sur les capacités développées pour effectuer toutes les tâches requises pour la fourniture de relevés validés de données climatiques thématiques et fondamentales émanant des archives de données, à savoir le réétalonnage et l’interétalonnage, le retraitement, le contrôle qualité, et enfin la livraison à la communauté climatologique. Ces relevés incluent des archives de données, des bibliothèques logicielles et des environnements de retraitement dédiés disponibles à Darmstadt et dans les Centres d’applications satellitaires, en particulier au SAF Climat.

Concernant l’étalonnage, EUMETSAT est un contributeur clé du Système mondial d’interétalonnage des instruments satellitaires (GSICS), projet proposant une plateforme internationale pour la création de produits d’étalonnage afin d’améliorer la cohérence des données provenant de divers satellites. Le GSICS élabore des méthodologies communes et met en œuvre des procédures opérationnelles visant à assurer la qualité et la comparabilité des mesures satellitaires prises en différents lieux et moments, par différents instruments, exploités par diverses agences satellitaires.

Jason-2 sea level trends, July 2008 - November 2012Les méthodologies élaborées au sein du GSICS sont appliquées au retraitement de données historiques, par exemple dans le cadre d’un projet conduit par EUMETSAT au sein de l’initiative Traitement suivi et coordonné des données de satellites environnementaux à des fins climatologiques (SCOPE-CM), qui fournit des mesures physiques cohérentes issues de tous les satellites géostationnaires d’EUMETSAT, de la JMA et de la NOAA.

EUMETSAT contribue également, avec la NOAA, la NASA et le CNES, aux opérations du satellite altimétrique Jason-2dédié au climat, qui prolonge les relevés climatiques exceptionnels sur le niveau de la mer initiés en 1992 par le satellite précurseur Topex-Poséidon. EUMETSAT prévoit d’exploiter les prochains satellites de la mission d’altimétrie océanique de haute précision (HPOA) pour le compte de la Commission européenne, au titre de l’initiative Copernicus.

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Contribution aux projets climatiques européens

EUMETSAT contribue à plusieurs projets climatiques associant des partenaires internationaux, en particulier ceux co-financés par le 7e PC de la Commission européenne, tels que le projet ERA-CLIM.

Lancé en 2011, le projet ERA-CLIM associe un consortium coordonné par le CEPMMT. Son objectif est de développer des jeux de données d’observation (atmosphériques, océaniques et terrestres) et une capacité de réanalyse globale à haute résolution pour permettre de réaliser une réanalyse globale du siècle dernier jusqu’aux années 2014-2016, dans le cadre d’un projet subséquent appelé ERA-CLIM2.

EUMETSAT fournit à ERA-CLIM des relevés de données fondamentales et thématiques concernant tous ses instruments et certaines missions tierces. À l’avenir, le projet s’étendra afin d’appuyer le service climatique de Copernicus en cours de définition par la Commission européenne.

Disponible aussi en:  English - Français - Deutsch

 
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