32 ans de flux radiatifs au sommet de l’atmosphère !

L’IRM a récemment publié une série temporelle des flux radiatifs mesurés au sommet de l’atmosphère, en étroite collaboration avec le Centre d'applications satellitaires consacré à la surveillance du climat (CM SAF).
Le CM SAF est un organisme européen ayant pour tâche de récupérer, archiver et distribuer des données climatiques permettant l’étude et la surveillance du climat. Plusieurs instituts météorologiques européens, dont l’IRM, collaborent étroitement au sein du CM SAF avec pour objectif de fournir des données de haute qualité issues de l'exploitation des mesures par satellite. Le CM SAF récupère et conserve ainsi de précieuses informations sur les variables climatiques essentielles (ECV) du système terrestre.

 

La mesure et le suivi des flux radiatifs au sommet de l’atmosphère sont particulièrement importants pour l’étude du bilan radiatif terrestre et donc pour l’étude du climat. Grâce à l’utilisation combinée de deux générations de satellites européens Meteosat, la création d’une longue série de mesures a été rendue possible. Cette série s’étend de février 1983 à avril 2015 et couvre donc 32 ans. En plus de couvrir une longue période, cette série dispose d’une très bonne résolution spatiale et temporelle. Les flux sont fournis sous forme de moyennes journalières et mensuelles en plus du cycle diurne moyen mensuel. L’excellente résolution temporelle des instruments à bord des satellites Meteosat est particulièrement profitable à l’étude de ce cycle diurne.

 

Les données sont accessibles gratuitement sur le site web du CM SAF via le Web User Interface.

 

Cette toute nouvelle série de flux radiatifs mesurés au sommet de l’atmosphère offre de nombreuses opportunités. Il est par exemple possible de calculer la moyenne sur la période 1983-2015 des flux solaires réfléchis (voir Figure 1) et thermiques émis (voir Figure 2). La Figure 1 met bien en évidence des valeurs de flux solaires réfléchis plus importantes sur les continents que sur les océans. En effet, les océans sont plus sombres et réfléchissent donc moins le rayonnement reçu du Soleil. A l’inverse, les déserts de sable sont très clairs et réfléchissent donc très fortement le rayonnement, comme on le voit par exemple sur la Figure 1 au-dessus du Sahara. Dans les régions tempérées et à l’équateur, la réflexion sur les nuages provoque une augmentation du flux solaire réfléchi. La Figure 2 montre quant à elle des flux thermiques émis qui sont plus élevés aux tropiques et qui diminuent progressivement vers les pôles.

 

Figures 1 et 2: Moyenne des flux solaires réfléchis (à gauche) et thermiques émis (à droite) au sommet de l’atmosphère sur la période 1983-2015.

Une autre application possible de cette série climatique est l’analyse de la tendance des flux radiatifs au sommet de l’atmosphère sur la période 1983-2015. A titre d’exemple, la tendance des flux solaires réfléchis est représentée dans la Figure 4. On y observe une augmentation des flux principalement dans la zone intertropicale.
Les flux au sommet de l’atmosphère peuvent également être comparés à ceux de surface. Cette comparaison a été réalisée par l’Institut Météorologique Allemand (Deutscher Wetterdienst) qui a comparé ses mesures de surface du flux solaire incident (Figure 3) à nos mesures au sommet de l’atmosphère du flux solaire réfléchi (Figure 4). Globalement, on constate que ces flux sont anti-corrélés, c’est-dire que là où les flux en surface sont élevés, les flux au sommet de l’atmosphère sont faibles, et réciproquement.

 

Figures 3 et 4: Tendance sur la période 1983-2015 des flux solaires incidents mesurés en surface (à gauche) et des flux solaire réfléchis mesurés au sommet de l’atmosphère (à droite).

Le principal utilisateur de cette toute nouvelle série climatique est le Centre Européen pour les Prévisions Météorologiques à Moyen Terme (ECMWF) qui utilise les mesures des flux radiatifs au sommet de l’atmosphère pour valider ses modèles de prévision, également utilisés par l’IRM.