Les bases de la télédétection satellitaire dans le visible et l’infrarouge

Absorption sélective »Introduction

Cette partie sera consacrée à l’examen des différentes bandes d’absorption du rayonnement infrarouge émis par la Terre. Sur la 1ière figure, la courbe discontinue présente le rayonnement émis par la Terre et reçu par le satellite aux longueurs d’ondes indiquées sur l’axe des x. Les lignes continues représentent les courbes d’émission de Planck à différentes températures. Sur la 2nde figure sont indiqués quelques-uns des constituants atmosphériques responsables de l’absorption du rayonnement terrestre émis détecté par le satellite.

Absorption sélective »Bande d’absorption de la vapeur d’eau

La vapeur d’eau bloque presque la totalité du rayonnement ascendant en provenance de la basse atmosphêre entre 5 et 8 µm.

Absorption sélective »Bande infrarouge fenêtre de grande longueur d’onde

Il existe dans la région fenêtre atmosphérique une três faible atténuation du rayonnement par les gaz. En conséquence la luminance énergétique atteignant le sommet de l’atmosphêre est dominée par l’énergie en provenance de la surface terrestre. Deux régions dans cette fenêtre sont le siêge d’une atténuation significative. Il s’agit de la bande de la vapeur d’eau des basses couches prês de 12,5 µm et de la bande de l’ozone prês de 9,7 µm. Ces canaux sont disponibles sur les satellites de la série Meteosat Seconde Génération.

Absorption sélective »Bande d’absorption de l’ozone

La fenêtre atmosphérique contient une région présentant une forte absorption par l’ozone. Au centre de cette bande, une crête orientée vers le haut indique le réchauffement atmosphérique au dessus de la tropopause.

Il faut noter que ce canal est disponible sur les satellites Meteosat Seconde Génération mais pas sur ceux de la Premiêre Génération.

Absorption sélective »Bande d’absorption de la vapeur d’eau dans les couches basses

Une bande d’absorption de la vapeur d’eau dans les basses couches est centrée sur 12,5 µm, entre la bande d’absorption du gaz carbonique (autour de 15 µm) et la fenêtre atmosphérique (centrée sur 10,7 µm). La vapeur d’eau de la basse troposphêre est à l’origine de la réduction de la luminance énergétique ascendante dans cette région.

Absorption sélective »Bande d’absorption du gaz carbonique

Une quantité négligeable de l’énergie en provenance de la surface terrestre atteint le sommet de l’atmosphêre dans la bande d’absorption du gaz carbonique. Plus prês du centre de la bande d’absorption, la luminance énergétique ascendante correspond aux températures três froides, ce qui indique que l’énergie est émise plus haut dans la troposphêre. La crête au centre de la bande d’absorption est causée par le réchauffement atmosphérique avec l’altitude au dessus de la tropopause. Aux bords de la bande d’absorption, la température d’émission augmente tandis que l’absorption diminue, et le rayonnement en provenance de la basse atmosphêre atteint le satellite. En principe, les canaux spectraux dans la bande d’absorption du CO₂ sont utilisés pour mesurer les variations de la température de l’atmosphêre avec l’altitude.

Absorption sélective »Résumé

Résumé:

• Le rayonnement infrarouge émis par la surface terrestre et l’atmosphêre, enregistré par le capteur du satellite varie en fonction de la longueur d’onde
• Les CO₂, H₂O et O₃ atmosphériques sont responsables des bandes d’absorption dans les courbes d’émission de Planck
• Il existe entre 8 et 13 µm une fenêtre atmosphérique dans laquelle se produit une absorption minimale
• L’O₃ possêde une bande d’absorption à 9,7 µm, H₂O en a à 6,7 et 12,5 µm et le CO₂ à 15,0 µm et 4,5 µm
• Les canaux spectraux sont utilisés dans différentes parties de la bande d’absorption du CO₂ pour mesurer les variations de la température de l’atmosphêre avec l’altitude (connu sous le nom de sondage)

Plan Conceptuel »Plan conceptuel

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Les bandes d’absorption sont des bandes spectrales dans lesquelles le rayonnement thermique est absorbé et n’atteint pas le satellite.