Introduction
Nécessité des compositions colorées RVB
La quantité des données provenant des imageurs des satellites météorologiques mondiaux est
impressionnante et augmentera de manière drastique quand les nouveaux satellites
géostationnaires et à orbite polaire deviendront opérationnels. Mais cela posera également un
grand défi, car trouver les moyens d'extraire, de sélectionner et de transformer les données en
produits faciles à interpréter et à utiliser par les prévisionnistes ne sera pas chose aisée.
Le traitement en rouge, vert, bleu ou RVB offre une solution simple, mais puissante. Il fusionne
les informations provenant de différents canaux en produits uniques qui fournissent plus
d'informations que toute autre image dans les canaux simples.
Les produits RVB sont utilisés depuis longtemps dans la recherche, l'éducation et les domaines
appliqués comme la gestion des terres.
Par exemple, depuis les débuts des années 1970, Landsat, un satellite des ressources terrestres,
observe la couverture des terres, la végétation et les ressources en eau pour aider les
planificateurs et les promoteurs municipaux. Avec l'augmentation des produits des compositions
colorées RVB pour les applications environnementales, y compris les analyses météorologiques,
les prévisionnistes ont besoin d'informations sur ce qu'on peut faire avec ces produits et la
manière de les intégrer dans leurs activités opérationnelles.
Exemple de composition colorée RVB
Bien que les images en nuances de gris soient toujours utilisées, elles ne peuvent pas être aussi
efficaces que les produits en composition colorée RVB. En fait, les produits en composition
colorée RVB sont souvent plus utiles que les techniques traditionnelles de traitement des images
en couleur dans les canaux simples.
Prenez cet exemple de composition colorée RVB d'EOS MODIS pour la détection des feux sur l'État
de Géorgie aux USA (EOS et MODIS sont respectivement les sigles en anglais pour
Système d'observation de la Terre et Spectromètre imageur à résolution modérée). Il est facile
de distinguer les feux actifs en rose de la fumée en bleu. Les zones récemment brulées
apparaissent en magenta foncé et celles couvertes de végétation en vert. Le produit a été
élaboré en combinant trois canaux à différentes longueurs d'onde. Chaque canal apporte une
portion d'information clé.
La bonne détection de la fumée dépend fortement du canal 1, c'est-à-dire de l'image dans le
canal visible 0,63 µm (micromètre).
Les traces noires des zones récemment brulées proviennent des longueurs d'ondes plus longues du
canal 2, c'est-à-dire de l'image dans le canal visible 0,86 µm.
Les informations sur les points chauds des feux intenses proviennent du canal 7,
c'est-à-dire de l'image dans le canal infrarouge à ondes courtes 2,1 µm.
En attribuant à chaque canal une couleur de base différente et en les combinant en un seul
produit, on obtient beaucoup plus d'informations qu'aucun canal simple ne peut fournir. Notons
que ce produit MODIS est dénommé composition colorée RVB fausse couleur.
Des produits de composition colorée RVB tels que celui-ci sont couramment utilisés pour la
surveillance des feux, bien que l'imageur MODIS ait été à l'origine conçu comme un instrument de
recherche sans but opérationnel.
Avec l'accroissement des lancements de la prochaine génération de satellites météorologiques
géostationnaires et à orbite polaire, les produits RVB seront couramment utilisés pour un grand
nombre d'applications, dont la surveillance des feux. Le satellite Suomi-NPP, lancé en octobre
2011, a marqué le début de cette nouvelle ère en orbite basse de la Terre.
Concernant l'orbite géostationnaire, les satellites GOES-R américains complèteront la
constellation existante de satellites Meteosat d'EUMETSAT. Cela permettra d'étendre les
capacités RVB de l'Europe et de l'Afrique à toute l'Amérique et à la zone est du Pacifique. Les
produits de compositions colorées RVB se généraliseront également en Asie et dans le Pacifique
occidental car plusieurs pays de cette région lanceront dans la décennie à venir des satellites
météorologiques géostationnaires équipés d'imageurs aussi avancés sur le plan spectral.
Animations des compositions colorées RVB
Ce produit simple de composition colorée RVB de GOES associant des canaux dans le visible et
l'infrarouge montre le cyclone tropical Katrina abordant les côtes de l'État de Mississipi. Le
canal visible détecte la couverture nuageuse tandis que le canal infrarouge est utilisé pour
indiquer la hauteur des nuages.
La couleur jaune qui provient du canal visible indique l'absence de cirrus en altitude ou les
zones surplombées de cirrus minces. Par exemple, nous pouvons voir les aspects des basses
couches comme les nuages dans la zone de l'œil du cyclone. La couleur bleue montre les cirrus
périphériques.
Regardez maintenant cette animation sur deux jours du cyclone tropical Katrina. La même
composition colorée RVB discutée précédemment est utilisée dans cette animation, mais au cours
de la nuit, le canal visible est remplacé par le canal infrarouge de courte longueur d'onde.
Il faut noter la quantité d'informations disponibles sur les nuages dans les basses couches de
jour quand le canal visible est disponible par rapport à la nuit oú les canaux infrarouges sont
utilisés.
Étant donné que l'image dans le canal infrarouge est disponible de jour comme de nuit, on ne perd
jamais de vue le développement majeur des orages.
Ce produit satellitaire qui couvre les tropiques est distribué par NESDIS en temps quasi réel.
L'imageur ABI (Advanced Baseline Imager) de prochaine génération embarqué sur le satellite
GOES-R comportera pas moins de 16 canaux spectraux, ce qui permettra d'obtenir des produits
RVB nettement améliorés sur les nuages, enrichis d'informations sur leur composition et leur
évolution à une résolution spatiale et temporelle supérieure.
Produits des compositions colorées RVBs
Certains produits RVB courants élaborés à partir des données de l'imageur SEVIRI de MSG (Meteosat
Seconde Génération) d'EUMETSAT et des imageurs MODIS de Terra et Aqua sont présentés dans le
tableau ci-dessous. Des produits similaires extraits du satellite à orbite polaire Suomi-NPP
sont maintenant mis en ligne et d'autres encore seront possibles grâce aux futurs satellites,
dont GOES-R et les successeurs de Suomi-NPP baptisés JPSS (
système commun de satellites polaires).
Cliquez sur chaque produit pour voir un exemple d'image.
Notons qu'à partir de maintenant les produits des compositions colorées RVB seront désignés
simplement sous le nom de RVB.
Applications des RVB
Ce tableau présente les mêmes informations que le précédent, mais sous une perspective
différente, à savoir les applications plutôt que les produits. Vous pouvez y voir les
utilisations de RVB.
Utilisation opérationnelle des RVB
Certaines des questions que les prévisionnistes se posent souvent par rapport à l'utilisation des
RVB sont présentées ci-dessous. De nombreuses réponses seront élaborées dans d'autres parties du
module.
Cliquez sur chaque question pour faire apparaître une brève réponse.
Les images en composition colorée (RVB) sont généralement plus faciles à
utiliser et plus efficaces pour décrire les phénomènes météorologiques que
les images dans un canal simple. Bien que le jeu de couleurs dans les
compositions colorées soit généralement simple, il faut généralement de
l'entraînement et de l'expérience pour les utiliser correctement. Certaines
compositions colorées sont « intuitives » tandis que d'autres ne
le sont pas et peuvent être mal interprétées.
Les images RVB sont de plus en plus disponibles en temps réel et en temps
quasi réel via Internet. Des efforts sont en cours pour obtenir les RVB dans
les centres de prévision.
Voici quelques sites d'images RVB couramment utilisés :
Un certain nombre de services météorologiques fabrique leurs propres images
RVB en suivant un ensemble de pratiques recommandées par l'Organisation
météorologique mondiale (OMM). Ces directives visent à uniformiser à travers
les organisations internationales l'utilisation d'une gamme commune de
produits en termes de sélection de canaux et d'attribution de couleurs.http://www.wmo.int/pages/prog/sat/documents/RGB-1_Final-Report.pdf
Il peut être utile d'élaborer un produit RVB lorsque vous êtes dans une
situation de prévision unique pour laquelle aucun autre produit n'est
disponible. Toutefois, vous devez être conscient des difficultés et des
embûches qui existent pour élaborer un tel produit. En général, il est
préférable d'utiliser des images RVB normalisées.
Le processus d'élaboration d'images en RVB est une gamme de techniques mises
au point pour extraire, mettre en lumière et optimiser les informations à
partir d'images satellites.
- Les images en niveaux de gris affichent des
informations provenant de canaux simples en utilisant un éventail de
gris ; ces produits utilisent 256 couleurs.
- Les couleurs affichées dans les canaux simples sont
similaires aux images en niveaux de gris, mais les informations sont
affichées en utilisant un jeu de couleurs attribuées plutôt que des
nuances de gris afin de mettre en évidence les caractéristiques
spécifiques telles que les températures au sommet de nuages froids
associées à la convection profonde ; ces produits utilisent 256
couleurs.
- Les RVB utilisent généralement trois (3) canaux
spectraux ou différences de canaux, chacun est attribué à l'une des
trois couleurs de base et le produit final décrit des caractéristiques
spécifiques ; les produits sont fabriqués à partir de millions de
couleurs.
- Les produits quantitatifs représentent différentes
classes non quantitatives de phénomènes tels que la classification des
nuages (stratus, cirrus et cumulus, etc.) à l'aide d'échelle de
couleurs.
- Les produits quantitatifs décrivent quelques grandeurs
physiques, telles que la température de surface de la mer et la quantité
totale d'eau précipitable dans diverses couleurs à l'aide d'une barre de
couleurs graduée ; pour plus d'informations, reportez-vous au
module COMET L'élaboration de produits météorologiques à partir de
données satellitaires: https://www.meted.ucar.edu/training_module.php?id=511
À propos du module
Ce module donne un aperçu de l'élaboration et de l'utilisation des RVB météorologiques et
environnementales.
Le processus de développement des RVB est décrit dans le contexte de deux RVB, à savoir les RVB
couleur naturelle et
poussière. Cette description sera suivie d'une discussion sur les RVB futures, quand les
satellites géostationnaires et à orbite polaire auront pour la plupart plus de canaux qu'ils
n'en ont aujourd'hui.
Dans la deuxième moitié du module, c'est-à-dire la section des « Applications »,
l'accent sera mis sur l'utilisation des RVB à travers des exemples, des exercices
d'interprétation et des informations de base sur nombre de produits couramment utilisés.
Le module s'adresse aux prévisionnistes opérationnels, aux étudiants en météorologie et en
télédétection à partir du premier cycle universitaire ou équivalent, aux scientifiques et à tous
ceux qui utilisent les produits satellitaires pour des informations environnementales.
À propos des couleurs et produits RVB
Modèle de couleur RVB, 1
Avant d'explorer le processus d'élaboration des RVB, il est utile d'avoir des notions simples sur
le modèle des couleurs RVB.
- Le modèle des couleurs RVB est utilisé pour produire les couleurs sur les appareils
électroniques
- Il comprend trois couleurs de base : rouge, vert, bleu
- Leur combinaison donne les couleurs secondaires (jaune, magenta, cyan), les gris, le noir,
le blanc
Plusieurs modèles sont utilisés pour décrire les couleurs, mais le modèle des couleurs RVB est
celui utilisé en électronique pour produire les couleurs visibles sur les appareils
électroniques comme les téléviseurs et les écrans d'ordinateur.
Le modèle RVB est composé de trois couleurs principales ou couleurs de base : le rouge, le
vert et le bleu. Ces trois couleurs peuvent êtres combinées de différentes manières pour
produire une large gamme de couleurs allant des couleurs secondaires que sont le jaune, le
magenta et le cyan aux gris, noir et blanc. La compréhension de la manière dont ces couleurs
sont produites est importante pour l'élaboration et l'interprétation des produits RVB.
Cliquez sur chaque case colorée sur l'image. Un graphique avec des chiffres
indiquant la contribution du rouge, du vert et du bleu dans la composition de la couleur dans la
case sera affiché. Ces chiffres varient de 0 à 255, représentant l'intensité de la couleur de
base.
Modèle de couleur RVB, 2
Cliquez sur chaque case colorée sur l'image. Un graphique avec des chiffres
indiquant la contribution du rouge, du vert et du bleu dans la composition de la couleur dans la
case sera affiché. Ces chiffres varient de 0 à 255, représentant l'intensité de la couleur de
base.
Complètez les affirmations suivantes sur la manière de produire les
couleurs. (Utilisez la boîte de sélection pour choisir la réponse qui complète mieux
la phrase.)
Le digramme montre comment les trois couleurs de base sont
combinées pour donner les couleurs secondaires, avec le blanc au centre. En
résumé :
- Les couleurs de base sont le rouge, le vert et le bleu
- Les couleurs secondaires sont :
- Le jaune (comprenant des teintes de jaune, orange et marron), qui
s'obtient en mélangeant le rouge et le vert
- Le cyan, qui s'obtient en mélangeant le vert et le bleu
- Le magenta, qui s'obtient en mélangeant le rouge et le bleu
- Le gris s'obtient en mélangeant trois couleurs quelconques en proportions
égales (autres que juste les trois couleurs de base)
- Le blanc s'obtient en mélangeant les trois couleurs de base en proportions
égales
- Le noir est l'absence des couleurs de base
Un exemple simple de composition colorée RVB
La composition colorée RVB la plus connue est peut être le produit couleur vraie. Il met en
exergue les cibles atmosphériques et les aspects de surface qui sont difficiles à distinguer sur
les images dans les canaux simples. Il imite la manière dont l'œil humain observe une scène.
Parmi les satellites météorologiques actuels, les produits couleur vraie sont disponibles à
partir des imageurs MODIS de Terra et Aqua et VIIRS de Suomi-NPP, car tous deux disposent des
canaux visibles requis. Des capacités RVB supplémentaires seront mises en ligne avec le
lancement de nouveaux imageurs, dont :
- Le radiomètre imageur VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) à bord des
satellites à orbite polaire américains JPSS (
système commun de satellites polaires)
- L'imageur FCI (Flexible Combined Imager) à bord des satellites géostationnaires
Meteosat Troisième Génération (MTG)
- Le radiomètre imageur visible et infrarouge à bord des satellites à orbite polaire chinois
FY-3
- L'imageur AHI (Advanced Himawari Imager) à bord des satellites météorologiques
géostationnaires japonais de troisième génération
La RVB couleur vraie est élaborée à partir des trois longueurs d'onde visibles qui correspondent
aux composantes rouge, vert et bleu de la lumière visible. Le premier canal spectral est
attribué au rouge, le deuxième canal au vert et le troisième au bleu.
Dans la RVB ainsi obtenue, il est facile de distinguer le petit panache de fumée sur l'Australie
de la grande zone de chasse-
poussière. Les particules de
poussière en suspension apparaissent en marron clair parce qu'elles réfléchissent mieux aux
longueurs d'onde plus grandes du rayonnement visible, c'est-à-dire les bandes spectrales rouge
et vert. La fumée issue de la végétation qui brûle apparaît en gris indiquant une
réflexion du rouge, du vert et du bleu du rayonnement visible dans des proportions relativement
égales. En général, les nuages peuvent être facilement distingués des particules de
poussière en suspension sur les images en couleur vraie.
Le petit groupe de pixels rouges à l'extrémité ouest du panache de fumée montre les points chauds
ou les feux. Ces pixels rouges ont été insérés après l'élaboration de la composition colorée, en
utilisant des informations provenant des canaux dans les courtes longueurs d'onde infrarouges de
MODIS qui sont sensibles à la chaleur. Nous discuterons plus tard des produits RVB couleur
naturelle qui présentent non seulement des similarités avec la RVB couleur vraie, mais aussi
quelques différences importantes.
Plus de détails sur l'élaboration des RVB
Couleur naturelle RGB
Le processus d'élaboration des RVB
Le processus d'élaboration des RVB est à la fois scientifique et artistique, basé en partie sur
une exploration aléatoire et en partie sur une expérimentation méthodique. Avec le temps, une
série de bonnes pratiques ont été établies pour guider le processus d'élaboration des RVB.
Tandis que certains bons RVB découlent d'expérimentations aléatoires, il est nécessaire de
suivre une procédure bien définie pour avoir de bonnes chances de réaliser un produit utile.
Même si vous ne disposez d'aucune expérience en matière de composition de RVB, la connaissance
du processus vous aidera à mieux connaitre et à mieux interpréter les produits.
Le processus d'élaboration d'une RVB comporte cinq étapes.
- Étape 1 : Déterminer l'usage du produit
- Étape 2 : Sur la base d'expériences ou d'informations scientifiques, sélectionner
les trois canaux ou combinaisons de canaux (par exemple une différence de canaux) appropriés
qui fournissent des informations utiles pour le produit
- Étape 3 : Faire un prétraitement des images de manière appropriée pour s'assurer
qu'elles fournissent ou mettent en exergue les informations les plus utiles
- Étape 4: Attribuer les trois couleurs RVB aux trois canaux ou combinaisons de canaux
- Étape 5 : Revoir le produit final (son apparence et son efficacité)
Nous allons examiner ces différentes étapes dans les pages suivantes, en les appliquant pour
élaborer deux produits : la RVB couleur naturelle et la RVB
poussière.
Étape 1 : déterminer l'usage du produit
Une bonne RVB doit fournir des informations qu'il sera difficile d'évaluer ou dont l'évaluation
prendra beaucoup de temps à partir d'une ou plusieurs images satellitaires individuelles. Dans
la mesure du possible, le produit ne doit souffrir d'aucune ambigüité et doit avoir des couleurs
intuitives pour mettre en exergue les phénomènes météorologiques les plus importants et les
aspects de surface.
À titre d'exemple, considérons que nous voulons élaborer un produit pour faire ressortir des
aspects comme la topographie, la végétation, les nuages bas et l'enneigement sur l'Europe à
partir d'un satellite géostationnaire avec la possibilité de faire des animations. Cela veut
dire que nous allons utiliser l'imageur SEVIRI (imageur visible et infrarouge amélioré non
dégyré) du satellite Meteosat Seconde Génération (MSG) d'EUMETSAT. Il n'est pas possible de
produire des images RVB en couleur vraie puisque l'instrument n'a pas les canaux visibles bleu
et vert. Nous allons donc élaborer un produit équivalent que les scientifiques d'EUMETSAT
appellent RVB « couleur naturelle ».
Étape 2 : sélectionner les canaux ou combinaisons de canaux appropriés
Passez votre souris sur chaque canal pour afficher sa description.
Maintenant que nous avons identifié l'usage du produit, nous pouvons choisir les canaux spectraux
sensibles aux aspects que nous voulons faire ressortir.
L'imageur SEVIRI de MSG possède douze canaux, ce qui dépasse le nombre de canaux disponibles sur
les autres satellites géostationnaires opérationnels actuels. MSG offre également le meilleur
aperçu du prochain satellite GOES-R qui emporte l'imageur ABI muni de 16 canaux.
Pour commencer, faisons un tour d'horizon à travers la boîte à outils de MSG pour connaitre les
canaux qui peuvent être combinés dans les RVB. Passez votre souris sur chaque canal pour
afficher sa description.
Sélection des canaux
Passez votre souris sur chaque canal pour afficher sa description.
Maintenant nous sommes prêts à choisir les canaux qui seront
utilisés pour élaborer notre produit. Parmi les combinaisons suivantes, laquelle
produira le meilleur produit RVB « couleur naturelle » qui fera mieux
ressortir des aspects tels que la topographie, la végétation et la couverture
neigeuse ? (Sélectionnez la meilleure réponse).
Notez que pour une meilleure lisibilité, nous avons enlevé le symbole du micromètre
placé après la longueur d'onde de chaque canal.
La bonne réponse est D.
Les canaux Vis 0,6 µm,
Vis 0,8 µm et NIR (proche infrarouge) 1,6 µm
représentent les longueurs d'onde solaires efficaces pour la caractérisation des
aspects de terrain et de l'occupation des sols. La plupart des autres canaux
opèrent dans l'infrarouge à ondes courtes, moyennes et longues, et seuls
quelques-uns peuvent être utilisés pour détecter les aspects de surface.
S'il vous plaît faire une sélection.
Étape 3 : faire un prétraitement approprié des images
Avant de combiner les images, nous pourrions avoir besoin de les prétraiter pour augmenter leur
netteté ou pour faire ressortir des informations cruciales de manière plus marquante. Le
prétraitement peut par exemple transformer une image d'entrée d'apparence non contrastée en une
image plus contrastée.
Dans notre cas, aucun prétraitement n'est nécessaire puisque les images ont un contraste de
brillance suffisamment important. Plus tard, lorsque nous élaborerons la RVB
poussière, nous verrons combien ce processus peut être complexe.
Étape 4 : attribuer les couleurs
Pour attribuer les couleurs de base appropriées aux différents canaux, nous devons connaître
comment se comportent les différentes cibles atmosphériques et les différents aspects de surface
dans chaque canal. À partir de ce schéma global, nous pouvons voir que la quantité relative de
rayonnement réfléchi dans les trois canaux solaires varie en fonction de la cible observée. Le
degré relatif de réflectance est sensiblement égal pour certaines cibles comme l'océan, alors
qu'il existe des différences importantes pour d'autres cibles comme les nuages de glace. Nous
exploiterons ces différences lorsque nous attribuons une des couleurs de base à un canal.
Voici un résumé des réflectances relatives dans le cas hypothétique de notre paysage.
- Le sol nu, surtout lorsqu'il est sec, a une réflectance élevée dans le
canal proche infrarouge 1,6 µm.
- La végétation a une réflectance élevée dans le canal visible
0,8 µm.
- Les nuages de gouttelettes d'eau ont sensiblement la même réflectance dans
les trois canaux.
- Les nuages de glace et la neige ont une réflectance élevée
dans les canaux Vis 0,6 µm et Vis 0,8 µm et faible dans le canal
NIR 1,6 µm puisque les cristaux de glace réfléchissent peu à cette longueur
d'onde.
- L'océan est un mauvais réflecteur dans les trois canaux.
Sélection de la meilleure combinaison RVB
Voyons comment utiliser cette information pour élaborer la RVB couleur naturelle. On peut
attribuer une des trois couleurs à chacun des trois canaux d'entrée, ce qui signifie qu'il
existe six combinaisons possibles pour élaborer la RVB couleur naturelle. Toutes les
combinaisons contiennent les mêmes informations puisqu'elles sont toutes basées sur les trois
mêmes canaux d'entrée, mais elles ont des couleurs radicalement différentes.
Quelle est la combinaison qui aboutit à un produit qui ressemble
plus aux couleurs naturelles dans lequel la végétation sera verte, les déserts
brunâtres et les nuages bas blancs ? Visualisez les produits en cliquant sur
les six liens de visualisation des produits RVB. Puis choisissez le produit
qui se rapproche le plus des couleurs naturelles en cliquant sur le bouton radio
à côté du lien, puis sur Terminé. Cliquez ici pour revoir la théorie des couleurs RVB.
F est la bonne réponse.
Avec les nuages bas en blanc, le désert brunâtre et la
végétation en vert, la combinaison nº6 est celle qui a une apparence qui se
rapproche plus du naturel. Nous discuterons plus en détail cette RVB dans les
pages suivantes.
S'il vous plaît faire une sélection.
Informations supplémentaires
Voici quelques informations supplémentaires sur la composition colorée RVB couleur naturelle.
Le sol nu (y compris le sol désertique) apparaît dans une couleur rouge brunâtre
à cause de la forte contribution du canal proche infrarouge 1,6 µm auquel est
associée la couleur rouge et de la faible contribution du canal visible 0,8 µm
associé au vert. Il y a une petite contribution du canal visible 0,6 µm associé
au bleu.
La végétation, y compris une grande partie du sol en Europe, réfléchissent
beaucoup dans le canal visible 0,8 µm, ce qui donne la couleur verte associée à
la couverture végétale dans le produit.
Les nuages d'eau ont une forte réflectance dans les trois canaux et leur
combinaison donne des nuages d'eau en blanc.
Vous avez probablement remarqué que la couverture neigeuse apparaît en cyan.
Ceci s'explique par la forte réflectance de la neige dans les canaux visibles
0,8 µm et 0,6 µm. La combinaison des couleurs verte et bleue,
associées respectivement aux canaux visibles 0,8 µm et 0,6 µm, donne
le cyan. Bien que cette couleur ne soit en apparence pas naturelle, des couleurs non
intuitives sont courantes dans les RVB, mais elles sont faciles à interpréter si vous
connaissez le schéma des couleurs.
Les nuages de glace apparaissent également en cyan.
Enfin, l'eau apparaît sombre à cause de sa faible réflectance et donc des
faibles contributions des trois canaux.
Traitement des ambigüités
Une composition colorée RVB presque identique est disponible avec les données MODIS de Terra et
Aqua. Elle ressemble à la composition colorée RVB couleur naturelle d'EUMETSAT, mais utilise le
canal NIR 2,2 µm à la place du canal NIR 1,6 µm. La composition
colorée couleur fausse de MODIS a le même schéma d'interprétation des couleurs et est utilisée
pour identifier les mêmes cibles et les mêmes aspects de surface. Elle détecte cependant mieux
les feux. Les produits de la RVB couleur fausse de MODIS sont disponibles en temps quasi réel.
Dans cet exemple d'hivers centré sur le nord de la Californie, on peut distinguer entre les
cirrus près de la côte en cyan et les nuages d'eau en blanc emprisonnés dans les vallées
au-dessus de l'Oregon. Mais il est difficile, en utilisant la couleur seule, de discriminer les
cirrus de la couverture de neige sur les montagnes. Les deux apparaissent en cyan à cause de la
faible réflectance des cristaux de glace dans le canal proche infrarouge (associé au rouge),
alors qu'ils réfléchissent fortement dans les canaux visibles (auxquels on a attribué le vert et
le bleu).
On peut souvent résoudre les problèmes associés à de telles situations ambigües de différentes
manières, par exemple :
- Vérifier la situation sur d'autres RVB si elles existent ; dans le cas présent, il sera
intéressant de vérifier la composition RVB pour identifier les nuages au-dessus de la neige
décrite dans la section des applications.
- Animer les images pour discriminer entre les aspects de surface et les cibles
atmosphériques.
- En notant que les aspects de surface comme la couverture de neige sont souvent associés aux
topographies qui nous sont familières, telles que les chaines de montagnes, alors que les
cibles atmosphériques, telles que les nuages, ne le sont généralement pas.
RVB
poussière
Étape 1 : déterminer l'usage du produit
La RVB couleur naturelle permet une très bonne détection de l'Afrique du Nord. Toutefois, elle ne
permet pas de bien identifier l'important front de
poussière, indiqué par les flèches. Ceci est dû au fait que les canaux d'entrée à savoir
le Vis 0,6 µm, le Vis 0,8 µm et le NIR 1,6 µm,
et la composition colorée RVB qui en découle, n'ont pas un contraste suffisant entre la
poussière et la surface terrestre sous-jacente. Ainsi, nous avons besoin d'une autre composition
colorée RVB (RVB
poussière) pour l'observation de la
poussière en suspension dans l'atmosphère. Comme vous le verrez, cette composition colorée RVB
est plus complexe que celles discutées précédemment.
Étape 2 : sélectionner les canaux ou combinaisons de canaux appropriés
Voici ci-dessous cette tempête de
poussière telle qu'observée de jour sur l'Afrique du Nord par les canaux solaires, vapeur d'eau
et infrarouges à ondes longues de MSG.
Quel groupe de canaux détecte mieux la limite du front de
poussière à l'avant ? Regardez la zone dans l'ellipse noire sur les images
Vis 0,6 µm et IR 10,8 µm (Sélectionnez la meilleure
réponse).
La bonne réponse est C.
Les canaux infrarouges thermiques de grandes longueurs d'onde
(8,7 µm et plus) détectent mieux la
poussière à cause du contraste thermique entre la
poussière et la surface en arrière-plan, permettant ainsi de mieux distinguer le
front de
poussière.
Les canaux solaires ne sont pas le meilleur choix ici puisque
la réflectance de la
poussière tend à ne pas permettre sa distinction par rapport au désert brillant
en arrière-plan.
Les canaux vapeur d'eau ne peuvent pas détecter la
poussière et les aspects de surface puisqu'ils ne peuvent pas voir jusqu'à la
couche de la surface oú réside souvent la
poussière.
S'il vous plaît faire une sélection.
Étape 3 : faire un prétraitement approprié des images
Avant de combiner ces canaux en composition colorée RVB, les images d'entrée doivent être
prétraitées pour mieux faire ressortir les cibles qui nous intéressent.
La première image, le canal infrarouge 10,8 µm, a besoin de ce qu'on appelle une
« accentuation des contrastes ».
Pour comprendre pourquoi, considérons la manière dont le canal détecte les couches de
poussière en haut. La température rayonnante de la surface est plus élevée que celle de la
poussière au-dessus, permettant ainsi de distinguer la
poussière par rapport à la surface sous-jacente.
Mais le contraste est souvent limité. Par exemple de nuit, les températures de la
poussière et de la surface sous-jacente sont similaires.
Pour obtenir le meilleur parti du contraste limité et mettre la
poussière en évidence, nous avons limité la température dans un intervalle relativement étroit
comme indiqué sur la figure. La limite supérieure des températures chaudes est de 289 Kelvins
(correspondant au blanc sur l'image) et la limite inférieure des températures froides est de 261
Kelvins (couleur noire sur l'image).
L'image qui en découle permet généralement de faire mieux ressortir la signature de la
poussière et fournit des informations utiles lorsqu'elle est combinée avec d'autres images
d'entrée dans la RVB.
Deuxième donnée d'entrée : une différence d'images
En plus de l'élaboration de RVB à partir de canaux simples, nous pouvons utiliser des différences
d'images oú les valeurs calibrées de la température de brillance du pixel d'une image sont
soustraites de celles dans une deuxième image. Pour l'imagerie de la
poussière, ces différences permettent souvent de mieux faire ressortir la
poussière qui est difficile à observer dans les canaux simples.
Ainsi, nous utiliserons la différence de la température de brillance (DTB)
IR 12,0 µm moins IR 10,8 µm comme seconde donnée d'entrée.
La grosseur de la tige fléchée dépend de l'interaction de la
poussière avec l'énergie provenant de la surface terrestre sous-jacente. L'énergie infrarouge
qui passe à travers la couche de
poussière à une température de brillance plus froide à 10,8 µm qu'à
12,0 µm parce que la
poussière est plus sensible et absorbe plus d'énergie à 10,8 µm. En effet, la
poussière bloque plus de rayonnement provenant des couches sous-jacentes qui atteint le
satellite à cette longueur d'onde (10,8 µm).
Cette différence de sensibilité de la
poussière entraine une différence positive de la température de brillance et donc une teinte
blanche sur l'image.
Par contre, les cirrus sont moins sensibles à l'énergie dans le 10,8 µm qu'à celle
dans le 12,0 µm, ce qui entraine une différence négative et une teinte noirâtre pour
les cirrus sur l'image. Cette différence d'images simple est un outil puissant qui permet de
distinguer les nuages supérieurs de la
poussière.
En faisant la différence entre les canaux IR 12,0 µm et
IR 10,8 µm et en réduisant l'intervalle de cette différence de -4 à +
2 Kelvins, nous obtenons une détection claire du nuage de
poussière sur l'image de la différence de température de brillance, ce qui constitue une donnée
d'entrée parfaite pour la composition colorée RVB. Notez la manière dont la différence d'images
montre le nuage de
poussière en blanc.
Troisième donnée d'entrée : une autre différence d'images
Nous allons utiliser une autre différence d'images pour notre troisième donnée d'entrée, il
s'agit de : IR 10,8 µm moins IR 8,7 µm.
Les nuages de glace et la
poussière ont tous des différences négatives de température de brillance dans la différence
IR 10,8 µm moins IR 8,7 µm, ce qui rend leur distinction
difficile sur l'image qui en résulte.
Mais la différence de canaux, à laquelle nous avons appliqué un intervalle de température de 0 à
15 degrés, permet de distinguer le nuage de
poussière en noir des surfaces désertiques (sable), ce qui fournit une information
supplémentaire très importante pour la RVB.
Étape 4 : attribuer les couleurs
La meilleure attribution des couleurs aux canaux et combinaisons de canaux est :
- Le rouge pour la différence d'images IR 12,0 µm IR moins IR 10,8 µm
- Le vert pour la différence d'images IR 10,8 µm moins IR 8,7 µm
- Le bleu pour l'image IR 10,8 µm
Dans la composition colorée RVB ainsi créée :
- Le magenta, le rose ou l'orange représente la
poussière
- Le rouge représente les cirrus épais
- Le bleu foncé représente les cirrus fins
- L'orange et le marron représentent les nuages d'eau
- La surface apparait dans plusieurs teintes de bleu
Étape 5 : revoir le produit final
Que représentent les segments de lignes sombres dans le carré blanc
au nord-ouest du Maroc ? (Sélectionnez la meilleure réponse).
La bonne réponse est C.
Ce sont des trainées de condensation composées de cirrus
fins. Leur détection est basée sur l'une des données d'entrée (la différence IR
12,0 µm moins IR 10,8 µm) qui permet de mettre en exergue
les cirrus. Ceci constitue un avantage inattendu de la RVB
poussière.
S'il vous plaît faire une sélection.
Utilisation des RVB dans différentes situations
Jusqu'à présent nous avons vu trois manières d'observer la
poussière :
- Les images satellites dans des canaux simples, comme l'infrarouge thermique, oú la détection
de la
poussière dépend du contraste thermique entre la
poussière et la surface sous-jacente ;
- Les différences de canaux (DTB, différences de la température de brillance) qui permettent
de mieux faire ressortir les panaches de
poussière ;
- Une RVB qui combine des données issues des deux premières options en un produit facile à
interpréter.
Le test réel d'une RVB est de savoir si elle peut être utilisée dans des conditions variées. Dans
un environnement opérationnel, les RVB sont souvent adaptées pour tenir compte des différences
géographiques et saisonnières ainsi que des différentes géométries d'observation d'un satellite,
par exemple d'un satellite géostationnaire effectuant des prises de vues à des latitudes basses
ou au contraire élevées.
Cliquez sur chaque onglet pour voir comment se comporte la RVB
poussière.
Sur le sol et l'eau
Ces images RVB couleur naturelle et
poussière ont été élaborées pour le jour d'après. Quel est le produit qui permet
de mieux détecter la
poussière sur l'océan et le continent ? (Utilisez la boîte de sélection
pour choisir la réponse qui complète mieux la phrase.)
Il est difficile d'observer la
poussière sur le continent dans la RVB couleur naturelle, mais celle-ci est
clairement observée sur l'arrière-plan sombre qu'est l'océan. Par contre, la
RVB
poussière est meilleure pour détecter la
poussière sur le continent. Notez la
poussière sous forme de filaments qui n'est pas observée dans la RVB couleur
naturelle. Ce qu'il faut se rappeler, c'est qu'aucune RVB ne peut remplir
ses objectifs tout le temps. Vous devez donc savoir quand une RVB est
appropriée et quand il faut chercher des produits alternatifs.
En animation
Cette animation de la RVB
poussière montre l'évolution d'une tempête de
poussière durant quatre journées (jour et nuit). Vous pouvez déduire quand le soleil
est haut dans le ciel puisque le sol chauffé apparait plus chaud (couleur bleuâtre).
Le rose et le jaune prédominent au cours de la nuit et s'estompent en une couleur
bleuâtre caractéristique du sol pendant le jour. Les nuages supérieurs épais sont en
rouge foncé tandis que les nuages supérieurs minces apparaissent en bleu foncé à
noir. Les nuages bas, généralement des nuages d'eau, ont une teinte orange et la
poussière apparaît en magenta.
Notez le puissant
système au cours de la période qui traverse le golfe Persique à midi suivi d'un
déclenchement important de
poussière. À quelle heure le déclenchement de la
poussière atteint-il les côtes sud de la Péninsule Arabique ? (Sélectionnez
la meilleure réponse).
La bonne réponse est b).
Notez la manière dont la
poussière est transportée au large après avoir atteint les côtes.
S'il vous plaît faire une sélection.
Suivi des panaches de
poussières
Cette animation de la RVB
poussière se passe sur pratiquement une semaine au-dessus de l'océan Atlantique.
Parmi les éléments suivants, lequel ou lesquels sont évidents ? (Choisissez
toutes les bonnes réponses)
Toutes les trois réponses sont correctes.
Plusieurs nuages de
poussière ont été soulevés des régions sources spécifiques sur l'Afrique.
Cette
poussière se déplace sur l'océan et atteint éventuellement les Amériques.
La
poussière est généralement observée dans les basses couches et couches
moyennes de l'atmosphère et est souvent masquée sur les produits
satellitaires par les nuages supérieurs.
Notez que cette RVB
poussière peut être utile pour la prévision des cyclones tropicaux sur
l'océan Atlantique, car la
poussière et l'air sec qui la contient ont tendance à atténuer l'intensité
des tempêtes.
Ajouter des superpositions de modèles
Les compositions colorées ne fournissent pas d'informations quantitatives. Toutefois,
nous pouvons obtenir ce genre d'information par la superposition de produits
satellitaires dérivés ou des données de modèle par exemple.
Dans cet exemple, la RVB montre l'emplacement du front de
poussière tandis que les superpositions de modèles nous informent sur les vents
associés à ce front et sur la masse d'air à l'arrière du front.
Avantages et limites des compositions colorées RVB
Avantages
Après avoir examiné plusieurs RVB, les avantages de leur utilisation devraient être clairs.
- Elles combinent différents canaux pour faire mieux ressortir des aspects de surface et des
cibles atmosphériques qui sont plus difficiles à distinguer avec une image dans un canal
simple ; chaque canal représente généralement une longueur d'onde particulière
- Le traitement RVB peut utiliser tout le spectre, du visible et infrarouge aux
hyperfréquences, et c'est pourquoi on appelle le plus souvent les RVB combinaisons
« multispectrales ». Elles combinent des informations de différentes bandes de
longueurs d'onde du spectre électromagnétique.
- La technologie RVB aboutit à des produits intuitifs avec une apparence proche de la réalité,
ce qui peut réduire les confusions entre certains aspects de l'image et faciliter son
interprétation. Ceci les rend également très utiles pour une large gamme d'utilisateurs.
- On peut superposer des informations quantitatives comme les sorties des modèles, les
observations radar et les observations synoptiques sur les RVB, permettant ainsi une analyse
et une interprétation beaucoup plus sophistiquées.
- Une nouvelle génération d'imageurs satellitaires arrive ; comportant davantage de
canaux spectraux, ces instruments permettent d'améliorer les compositions RVB et offrent aux
utilisateurs de nouvelles options pour visualiser et analyser une diversité de cibles,
d'interactions et de processus complexes.
Limites
Malgré leur utilité extrêmement importante, les RVB ont des limites qu'il faut impérativement
connaître. Ces insuffisances sont abordées dans les questions ci-dessous. Répondez à chaque
question, en cliquant chaque fois sur « Terminé » pour avancer.
Les RVB éliminent les confusions dans l'interprétation (Sélectionnez
la meilleure réponse).
La bonne réponse est « Faux ».
Les RVB réduisent les confusions, mais ne les éliminent pas
toujours. Considérez les nuages supérieurs au point C et la neige au point A sur
cette image RVB couleur naturelle. Les deux cibles apparaissent en cyan. Ceci
démontre l'importance d'avoir de bonnes compétences en interprétation,
informations annexes ou tout autre produit ! Cependant, la RVB reste
meilleure que les images dans les canaux simples. Elles nous permet par exemple
de distinguer les nuages élevés et la couverture neigeuse (A et C) des nuages
bas (B).
S'il vous plaît faire une sélection.
Même si les RVB sont élaborées pour aider à l'identification de
cibles et d'aspects spécifiques, elles ne fournissent pas d'informations
quantitatives telles que la taille des particules nuageuses ou l'épaisseur de la
couche de neige (Sélectionnez la meilleure réponse).
La bonne réponse est « Vrai ».
Malgré l'existence de guides d'interprétation des couleurs
des RVB, celles-ci ne disposent pas en général de barres de couleurs ou de
légendes pour la simple raison qu'elles ne sont pas destinées à véhiculer des
informations quantitatives ou des classifications objectives, mais plutôt à une
interprétation générale. Par contre, les produits de classification sont des
produits dérivés qui font la classification de chaque pixel en différentes
classes. Dans cet exemple, chacun des 21 types de nuages ou de surfaces a
sa couleur caractéristique. Contrairement aux RVB, les schémas de classification
peuvent être validés par vérification au sol et jugés sur la base de leur
performance. Prenez une minute pour comparer la RVB couleur naturelle avec le
produit de classification qui l'accompagne.
S'il vous plaît faire une sélection.
Anticiper les satellites de la prochaine génération
Canaux spectraux
Les imageurs à bord de Suomi-NPP, des prochains satellites GOES-R et des futurs satellites à
orbite polaire JPSS ont plus de canaux spectraux que leurs prédécesseurs. Ceci permettra de
développer de nouvelles RVB et d'améliorer les existantes dans le but de mieux satisfaire les
besoins des prévisionnistes pour plus d'informations précises et à haute valeur ajoutée.
L'imageur ABI de GOES-R aura cinq canaux de plus que l'instrument SEVIRI de MSG, permettant ainsi
une expansion de la gamme de produits. L'imageur embarqué en orbite polaire MODIS possède
également ces bandes, ce qui nous a permis d'avoir un aperçu des capacités des instruments VIIRS
et ABI de GOES-R. Mais contrairement à MODIS, ABI produira des animations d'images RVB sur les
USA et sur la plus grande partie de l'hémisphère occidental à de fréquents intervalles compris
entre 30 secondes et 15 minutes.
Capacités de VIIRS
Avec 36 canaux d'images, MODIS a été conçu comme un imageur de recherche et de développement.
L'imageur opérationnel VIIRS à bord de Suomi-NPP et des futurs satellites JPSS en orbite polaire
a des capacités similaires, avec 22 canaux représentant 20 longueurs d'onde. Bien que
ce nombre soit inférieur à celui de MODIS, VIIRS a un canal hérité de l'imageur DMSP OLS que
MODIS n'a pas : un canal jour/nuit (également appelé bande spectrale jour-nuit) qui peut
fournir des images nocturnes sous réserve d'une lumière suffisante en provenance de la lune ou
d'autres sources.
Ces deux images montrent les améliorations que VIIRS nous permet d'obtenir. En plein clair de
lune, il est facile de voir la couverture neigeuse et les nuages bas au-dessus du terrain
montagneux du nord-est de l'Afghanistan. Un cirrus de haute altitude est également visible dans
des teintes bleu clair.
Bande spectrale jour-nuit de VIIRS
L'image visible de DMSP OLS prise au cours d'une nuit sans lune montre plusieurs lumières
urbaines en Caroline du Sud, en Géorgie, en Alabama et dans certaines parties du Mississipi.
Mais la plupart de la Louisiane et du Texas sont sombres, à l'exception des régions de Houston
et de Dallas.
L'image infrarouge montre que les lumières urbaines du Texas sont masquées par la couverture
nuageuse porteuse d'orages. Elles n'apparaissent pas sur l'image visible à cause du manque
d'éclairage lunaire à ce moment-là.
La composition RVB élaborée à partir des deux images élimine le besoin d'interpréter les images
visible et infrarouge séparément. Elle montre clairement la couverture nuageuse épaisse sur le
Texas et l'ouest de la Louisiane qui ont masqué les villes.
Rappelons que l'imageur DMSP OLS possède uniquement deux canaux (visible et infrarouge à ondes
longues). La composition RVB est élaborée en associant la couleur rouge au canal visible et les
deux couleurs verte et bleue au canal infrarouge. Il en résulte que les nuages apparaissent en
cyan et les villes en rouge. Avec le nouvel imageur VIIRS, nous pouvons désormais combiner la
bande spectrale jour-nuit avec 21 autres canaux, ce qui crée de nouvelles possibilités de
visualisation multispectrale.
Pour en savoir plus sur la bande spectrale jour-nuit de VIIRS et ses applications, consultez le
module COMET Advances in Space-Based Nighttime Visible Observation, 2nd Edition sur https://www.meted.ucar.edu/training_module.php?id=1327
Applications des RVB
Aperçu
Cette section décrit de nombreuses applications pour lesquelles on utilise les compositions RVB.
La section est organisée par produit avec des exemples, des exercices d'interprétation et des
informations de base pour chaque composition RVB. Utilisez l'onglet pour revoir les tables
introductives, puis sélectionnez dans le menu le produit sur lequel vous voulez en savoir plus.
Notez que chaque application a deux pages d'informations qui sont accessibles via les onglets en
haut de la première page (À propos de l'application et Exemples/exercices). Lorsque vous arrivez
en bas de la première page, vous devrez vous assurer de revenir en haut par défilement pour
sélectionner le second onglet et non en cliquant sur le bouton « Suivante ». Les
boutons « Suivante » et « Précédente » vous permettent de vous déplacer
d'une application RVB à l'autre.
Couleur vraie
Description :
Les images en couleur vraie sont produites à partir de la combinaison de trois
longueurs d'onde solaires, toutes dans la gamme de longueurs d'ondes visibles à
l'œil humain. Ceci permet d'avoir des images proches de la réalité avec des couleurs
qui imitent la manière dont l'œil humain pourrait observer la scène.
À l'heure actuelle (depuis 2013), seuls les satellites à orbite polaire possèdent les
canaux nécessaires pour produire des images en couleur vraie. Les instruments
concernés sont les imageurs MODIS à bord des satellites d'observation de la Terre
Terra et Aqua, l'imageur VIIRS à bord du satellite Suomi-NPP lancé en octobre 2011
et les imageurs MERSI emportés par les satellites chinois FY-3. Ces satellites nous
donnent un aperçu des produits similaires à attendre des prochains satellites à
orbite polaire JPSS américains et d'autres missions internationales prévues, dont
les satellites géostationnaires Meteosat Troisième Génération (MTG) d'EUMETSAT et
Himawari japonais.
Disponibilité : de jour uniquement, exige des informations sur
la réflectance solaire
Canaux : trois longueurs d'ondes solaires disponibles sur
MODIS, VIIRS de Suomi-NPP, MERSI du satellite chinois FY-3, le futur VIIRS de JPSS,
l'imageur avancé de Himawari (AHI) et le FCI (imageur combiné flexible) de MTG
(Meteosat Troisième Génération)
- Rouge (0,640 µm sur MODIS, 0,672 µm sur Suomi NPP & le
futur VIIRS de JPSS)
- Vert (0,555 µm sur MODIS et VIIRS)
- Bleu (0,488 µm sur MODIS et VIIRS)
Schéma des couleurs :
- La végétation apparait en vert
- Les déserts sont marron
- Les nuages sont blancs
- L'eau est bleue
Avantages :
- Produit des résultats similaires à la photographie en couleurs
- Facile à interpréter
- Particulièrement utile pour l'observation des surfaces terrestres pour des
analyses géologiques et de l'utilisation des terres
- Fournit une vue convaincante de la
poussière et la fumée
Limites :
- Disponible uniquement de jour
- Ne fournit pas d'information sur la microphysique des nuages
- À cette date (2013), sont produits uniquement par deux imageurs MODIS et un
imageur VIIRS (à bord du satellite à orbite polaire Suomi-NPP)
Liens vers les données en direct :
Références :
- Miller, S. D., J. D. Hawkins, J. Kent, F. J. Turk, T. F. Lee, A. P. Kuciauskas,
K. Richardson, R. Wade, and C. Hoffman, 2006: NexSat: Previewing NPOESS/VIIRS
imagery capabilities. Bull. Amer. Meteor. Soc, 87,
433-446.
- Hillger, D. H., T. Kopp, T. Lee, D. Lindsey, C. Seaman, S. Miller, J. Solbrig,
S. Kidder, S. Bachmeier, T. Jasmin, and T. Rink, in press: First-light imagery
from Suomi NPP VIIRS. Bull. Amer. Meteor. Soc.
Exemples :
Cette composition colorée couleur naturelle de MODIS montre le sud de la Californie
en octobre 2007. Les régions côtières qui sont généralement couvertes de végétation
sont aussi brunes que les déserts. La fumée issue des feux (couleur blanc-bleuâtre)
et la
poussière (en marron blanchâtre) ont été transportées sur mer par les vents forts
qui soufflent au large des côtes.
Cette image en composition colorée RVB couleur vraie a été produite lors d'un été
humide relativement froid sur la région des Grandes Plaines des États Unis. On y
observe des zones de cultures denses qui apparaissent vertes sur l'Oklahoma, le
Kansas et le Nebraska. Le 100e méridien marque traditionnellement une limite entre
des conditions plus humides avec une végétation plus verte à l'est et des conditions
plus sèches à l'ouest qui apparaissent dans une teinte plus marron.
Couleur naturelle
Description :
Cette RVB est semblable à la RVB couleur vraie puisqu'elle permet d'observer les
aspects de surface et les cibles atmosphériques comme la végétation, les déserts,
les nuages et les océans. Toutefois, elle est produite pour les satellites qui ne
disposent pas des canaux solaires nécessaires à l'élaboration de la RVB couleur
vraie, par combinaison de canaux visibles et proche infrarouge. Plusieurs cibles
apparaissent dans une teinte semblable à leurs couleurs naturelles, mais ce n'est
pas le cas pour un certain nombre d'entre elles. Par exemple la neige apparait en
cyan.
À l'heure actuelle (depuis 2013), plusieurs satellites météorologiques à orbite
polaire possèdent les canaux nécessaires à l'élaboration d'une RVB couleur
naturelle. D'autres satellites, en particulier géostationnaires, seront mis en
service dans la prochaine décennie, équipés des canaux nécessaires pour permettre
une couverture quasi globale. On y trouve les prochains satellites à orbite polaire
JPSS américains et les satellites géostationnaires GOES-R, Himawari japonais, FY-4
chinois et Meteosat Troisième Génération (MTG) d'EUMETSAT.
Disponibilité : de jour uniquement, exige des informations sur
la réflectance solaire
Canaux (rouge, vert, bleu) :
- Satellites à orbite polaire :
- MODIS de Terra et Aqua :
Vis 0,6 µm ; NIR 0,8 µm ; SWIR
1,6 µm
- AVHRR de Metop et la NOAA, FY-3, Suomi-NPP & futur VIIRS de
JPSS :
Vis 0,64 µm ; NIR 0,865 µm ; SWIR
1,61 µm
- Satellites géostationnaires :
- SEVIRI de MSG :
Vis 0,6 µm ; NIR 0,8 µm ; SWIR
1,6 µm
- Futur ABI de GOES-R, imageur avancé de Himawari (AHI) et FCI de
MTG :
Vis 0,64 µm ; NIR 0,865 µm ; SWIR
2,25 µm
Schéma des couleurs :
- Les nuages bas sont blancs
- La végétation est verte
- Les déserts sont marron-rougeâtre
- La neige et les nuages supérieurs de glace sont cyan
Pour chacun des trois canaux, il est recommandé d'appliquer une correction de l'angle
zénithal solaire pour rendre l'image plus claire et améliorer le contraste pour les
faibles élévations solaires aux latitudes supérieures et aux levers et couchers du
soleil.
Avantages :
- Permet de mieux identifier plusieurs aspects de surface et les cibles proches de
la surface.
- Donne une vue intuitive et réaliste de la Terre.
Limites :
- Il est difficile de distinguer la neige des nuages de glace puisqu'ils
apparaissent tous en cyan.
- Les cirrus fins sont difficiles à détecter.
Liens vers les données en direct :
Animation :
Cette animation montre le terminateur jour-nuit se déplaçant à travers la scène, ce
qui illustre que le produit ne peut être utilisé que le jour. La composition RVB est
particulièrement utile pour montrer le type de surface comme la végétation (vert),
les déserts (marron-rougeâtre) et les zones inondées (noir).
Exemple :
Étant donné que cette RVB est basée exclusivement sur les canaux solaires, nous
observons une large zone d'ombre sur l'ouest de la Méditerranée oú est centrée une
éclipse solaire. Notez que les nuages supérieurs sont en cyan, les nuages bas sont
blancs, la végétation est verte et le sol nu et le désert sont de couleur rouge
brunâtre.
Exercice :
La trainée en cyan sur l'Afrique du Nord est orientée
parallèlement à la direction du vent indiquée par les barbules de vent
représentées en vert au niveau de pression 250 hPa. Qu'est-ce qui la
caractérise et pourquoi est-elle si bien alignée avec les vents ?
(Choisissez la meilleure réponse).
A) est la bonne réponse.
Le cyan dans cette composition correspond aux nuages
supérieurs de glace ou à la neige au sol. Mais puisqu'il est extrêmement
improbable d'avoir de la neige dans cette partie de l'Afrique, ce sont les
cirrus que nous observons.
S'il vous plaît faire une sélection.
Fausse couleur
Description :
Cette RVB fausse couleur élaborée à partir des données de MODIS ressemble à la RVB
couleur naturelle d'EUMETSAT. L'interprétation est très similaire pour la plupart
des applications. Le produit RVB fausse couleur de MODIS détecte mieux les feux
grâce à l'inclusion d'un canal proche infrarouge sensible aux feux intenses. Cette
RVB peut également être élaborée à partir de l'imagerie MSG (mais sans la capacité
de détection des feux), de l'imagerie VIIRS à bord des satellites Suomi-NPP et JPSS.
Il sera également possible d'élaborer ce produit à partir de la prochaine génération
des imageurs ABI de GOES-R, AHI (imageur avancé de Himawari), AGRI de FY-4 et FCI de
MTG.
Disponibilité : de jour uniquement, exige des informations sur
la réflectance solaire
Canaux (rouge, vert, bleu) :
- Satellites à orbite polaire :
- Terra et Aqua MODIS :
Vis 0,63 µm ; NIR 0,86 µm ; SWIR
2,1 µm
- VIIRS actuel de Suomi-NPP et futur de JPSS :
Vis 0,64 µm ; NIR 0,865 µm ; SWIR
2,25 µm
- MERSI de FY-3 :
Vis 0,65 µm ; NIR 0,865 µm ; SWIR
2,13 µm
- Satellites géostationnaires :
- Futur ABI de GOES-R, imageur avancé de Himawari (AHI) et FCI de
MTG :
Vis 0,64 µm ; NIR 0,865 µm ; SWIR
2,25 µm
- Futur AGRI de FY-4 :
Vis 0,65 µm ; NIR 0,825 µm ; SWIR
2,25 µm
Schéma des couleurs :
- Les nuages bas sont blancs
- La végétation est verte
- Les déserts sont marron-rougeâtre
- La neige et les nuages supérieurs de glace sont cyan
- Les feux intenses sont orange ou roses
- Les traces de brûlures sont orange ou marron
Avantages :
- Parmi les trois canaux de MODIS utilisés comme données d'entrée, deux ont une
résolution spatiale de 0,25 km, ce qui permet de bien voir les détails.
- VIIRS à bord de Suomi-NPP et des futurs satellites JPSS dispose des trois canaux
d'entrée et leur résolution spatiale relativement élevée de 0,37 km permet de
voir les détails.
- ABI, instrument des futurs satellites GOES-R, dispose des trois canaux d'entrée
et balaie le disque terrestre complet toutes les 15 minutes et certaines
zones même toutes les 30 secondes pour la surveillance des épisodes
météorologiques à fort enjeu et d'autres phénomènes environnementaux.
- Semblable à la RVB couleur naturelle de MSG, le produit peut également détecter
les signatures des points de feux.
- Permet une vue intuitive de la classification des terrains, ce qui facilite
l'interprétation des aspects de surface.
Limites :
- Il est difficile de distinguer la neige, les nuages supérieurs de glace et les
nuages de convection profonde car ils apparaissent tous en cyan.
- Les cirrus fins sont difficiles à détecter.
Liens vers les données en direct :
Exemple :
Cette scène observée en mars sur le sud de la Californie montre la végétation
printanière sur les régions côtières par contraste au désert en beige et marron à
l'intérieur du continent. L'agriculture intensive dans la Vallée Centrale de
Californie rend le désert vert au sud de la mer Salton. En orange, les traces de
brûlure de l'incendie d'une station au cours du dernier été contrastent avec
la neige clairement visible sur les sommets à proximité des sommets des montagnes
San Gabriel.
Animation :
Cette séquence d'images journalières RVB fausses couleurs de MODIS d'une résolution
de 250 m montre l'augmentation rapide de la surface brûlée associée à
l'incendie de la station du 28 août au 7 septembre 2009.
Les aspects qui apparaissent dans une couleur rouge foncé constituent la surface
brûlée, qui augmente très rapidement vers le nord et l'est les 30 et 31
août.
Les feux actifs les plus chauds apparaissent comme des petits amas de couleur rose à
blanc le long de la périphérie de la surface brûlée.
Le 1er septembre, la fumée dense masque partiellement la surface brûlée tandis
que de grands pyrocumulus se forment sur la partie est de la zone active du feu le 2
septembre.
Au matin du 8 septembre, l'incendie de la station a brûlé
160 000 hectares, faisant de cet incendie le plus grand jamais enregistré
dans la région de Los Angeles et le neuvième plus grand incendie dans l'histoire de
la Californie.
Visible & Infrarouge
Description :
Ce produit permet de distinguer les nuages supérieurs des nuages bas et peut aider à
révéler la présence de cisaillement du vent. Il est très simple à comprendre. Notez
que les canaux spectraux et les schémas des couleurs sont les mêmes que ceux
utilisés dans la composition RVB visible de nuit.
Le produit peut être élaboré quels que soient les satellites météorologiques car tous
comptent au minimum un canal visible et un canal infrarouge à ondes longues et la
plupart comptent également au moins un canal infrarouge à ondes courtes dans le
domaine spectral compris entre 3,5 et 4,0 µm pour remplacer le canal
visible pendant la nuit.
Disponibilité : mais certaines animations générées sur
24 heures introduisent une imagerie infrarouge ondes courtes en remplacement du
canal visible pour assurer une continuité la nuit.
Canaux :
- Satellites géostationnaires et à orbite polaire :
- Le jour :
- Rouge et vert : GOES Vis 0,6 µm
- Bleu : GOES IR 10,8 µm
- La nuit :
- Rouge et vert : GOES IR 3,9 µm
- Bleu : GOES IR 10,8 µm
Schéma des couleurs :
- Le blanc indique d'épais nuages froids de glace
- Le bleu clair montre le sol froid ou de fins nuages froids de glace (cirrus)
- Le jaune modéré ou le vert indique souvent le sol
- Le bleu foncé montre l'eau
- Les teintes de jaune plus vif indiquent les nuages bas ou le brouillard
Avantages :
- Utilise les canaux traditionnels des fenêtres visibles et infrarouges à ondes
longues que les prévisionnistes connaissent bien en les combinant de manière
optimale pour distinguer les nuages supérieurs/plus froids des nuages
inférieurs/plus chauds.
- Accessible sur les pages Web du service NESDIS de la NOAA, il est utile pour
comparaison à d'autres produits d'imagerie.
Limites :
- Il s'agit seulement d'un pseudo-produit RVB extrait uniquement à partir de deux
canaux et qui ne permet donc pas de distinguer entre certains aspects qui
présentent un intérêt, comme la neige par rapport aux nuages ou encore les
nuages d'eau par rapport aux nuages de glace.
- N’intégrant pas de canal vapeur d'eau, il ne montre donc pas les panaches de
vapeur d'eau.
Lien vers les données :
Exemple :
Cette composition RVB Vis et IR de GOES-East (GOES-12) montre une tempête intense sur
la Nouvelle-Angleterre le 15 avril 2007. Les cirrus élevés apparaissent en bleu
clair, traçant la circulation en altitude. Les teintes jaunes soulignent des nuages
bas, comprenant des nuages d'ondes orographiques sur la Virginie. Les rafales de
vent observées à peu près à la même heure que l'image se superposent en noir sur
celle-ci.
Exercice :
Dans cette animation sur le golfe du Mexique, la composition RVB de jour est de plus
en plus dominée par le signal de température de brillance d'une image infrarouge de
grande longueur d'onde à l'approche de la nuit.
Au début de l'animation, le bleu en bordure de l'orage marque
l'arrivée des premiers cirrus sur les États côtiers du Golfe. Avant le coucher
du soleil, nous voyons du jaune à côté du centre de la tempête. Que représente
cette couleur jaune ? (Choisissez la meilleure réponse)
La bonne réponse est C.
Le jaune provient essentiellement de la forte réflectance
des gouttelettes d'eau des nuages détectées par le canal visible. Les nuages
d'eau forment la région du mur de l'œil qui entoure le centre de la tempête.
S'il vous plaît faire une sélection.
Visible de nuit
Description :
Le Programme des Satellites météorologiques de la Défense (DMSP) possède depuis
longtemps une capacité d'observation en visible de nuit avec son capteur
opérationnel « Linescan System » (OLS). OLS a rendu possible l'observation
des aspects de nuit comme les feux, les lumières et l'aurore. Les nuages bas et la
neige peuvent également être détectés en présence d'éclairage lunaire suffisant.
Le lancement du satellite Suomi-NPP en octobre 2011 a marqué le début d'une nette
amélioration de l'imagerie en visible de nuit grâce à la bande spectrale jour-nuit
de VIIRS, successeur du canal visible de nuit du capteur OLS. La plus grande
sensibilité et la plus haute résolution spatiale de la bande spectrale jour-nuit
offrent des possibilités de nouveaux produits et applications. Les futurs satellites
à orbite polaire JPSS disposeront de la même capacité d'imagerie.
Disponibilité : de nuit seulement
Canaux : Puisque l'OLS possède uniquement deux canaux (visible
et infrarouge), la composition RVB est élaborée en utilisant ces deux canaux la
nuit. Les canaux et le schéma des couleurs sont les mêmes que ceux du produit GOES
de jour. L'interprétation est également pareille en présence du clair de lune :
les nuages bas sont jaunes, les nuages supérieurs sont bleus.
- Satellites à orbite polaire :
- DMSP OLS :
Vis de nuit (rouge et vert) ; IR ondes longues (bleu)
- VIIRS :
Vis bande spectrale jour-nuit (rouge et vert) ; IR I5
(11,45 µm) ou M15 (10,763 µm) (bleu)
- Satellites géostationnaires : Les satellites GEO ne
disposent actuellement pas de canal Vis de nuit.
Schéma des couleurs : Avec un éclairage lunaire suffisant
- Les nuages bas (chauds) et la neige sont jaunes
- Les nuages supérieurs (froids) sont bleus
- Les nuages supérieurs (froids) épais sont blancs
- Les villes et les feux sont jaunes
Avantages : Contrairement aux images de grandes longueurs
d'onde IR de nuit, il est possible d'observer des aspects tels que les nuages bas et
la neige la nuit. Ce produit permet également de voir les lumières des villes et les
feux et parfois de montrer la rapidité des éclairs d'orages.
Limites :
- Des aspects tels que les nuages bas et la neige sont illuminés uniquement en
présence d'éclairage lunaire suffisant.
- Le capteur DMSP OLS existant est pauvre en qualité, mais des améliorations
significatives ont vu le jour avec l'imageur VIIRS à bord de Suomi-NPP ;
VIIRS est également prévu sur les futurs satellites à orbite polaire JPSS de la
NOAA.
Liens vers les données :
Plus d'informations :
Références :
Lee, T. E., S. D. Miller, F. J. Turk, C. Schueler, R. Julian, S. Deyo, P. Dills, and
S. Wang, 2006: The NPOESS VIIRS Day/Night visible sensor. Bull. Amer. Meteor.
Soc., 87, 191-199.
Hillger, D. H., T. Kopp, T. Lee, D. Lindsey, C. Seaman, S. Miller, J. Solbrig, S.
Kidder, S. Bachmeier, T. Jasmin, and T. Rink, in press: First-light imagery from
Suomi NPP VIIRS. Bull. Amer. Meteor. Soc.
Exemple :
Comme le montre cette image de la tempête tropicale Isabelle, il est difficile
d'observer les nuages bas la nuit seulement avec les images infrarouges
thermiques. Les nuages supérieurs sont en rouge. Mais oú est le centre de bas
niveau, un aspect très important à identifier pour la localisation d'une tempête
tropicale ?
En l'absence du canal infrarouge de courte longueur d'onde, la RVB visible de
nuit peut détecter les nuages bas qui sont éclairés par la lune. Nous pouvons à
présent voir que le centre est largement décalé par rapport à celui déduit de
l'image infrarouge seule.
Exercice :
Appariez les trois RVB avec les conditions lunaires dans
lesquelles les images ont été prises. Revoyez d'abord les conditions lunaires,
puis sélectionnez la condition dans chaque boîte qui correspond à l'image RVB.
Rappelez-vous que dans la RVB Vis de nuit, les nuages bas et la couverture de
neige sont jaunes, les nuages supérieurs bleus, les nuages supérieurs épais sont
blancs et les lumières de villes et les feux sont jaunes.
Conditions lunaires : 
La RVB (A) illustre des conditions sans
lune (nouvelle lune). L'illumination est insuffisante pour voir les nuages
bas en jaune vif ; seuls les nuages supérieurs (représentés en bleu)
peuvent être détectés par le canal infrarouge. La RVB (B)
illustre les conditions d'une lune gibbeuse (entre la demi et la pleine
lune) dans lesquelles l'illumination est assez forte pour voir les nuages
bas. La RVB (C) illustre les conditions d'une lune au
premier quartier. L'illumination est à peine suffisante pour voir les nuages
bas et le jaune pâle sur la gauche de l'image donne juste une faible
indication de leur présence.
Masse d'air
Description :
La RVB masse d'air a été conçue et réglée pour suivre l'évolution des cyclones, en
particulier les cyclogenèses rapides, les courants-jets et les anomalies de
tourbillon potentiel (PV). Étant donné que le produit repose beaucoup sur les canaux
infrarouges dans les régions du spectre d'absorption de l'ozone et de la vapeur
d'eau, il fournit des informations principalement sur les couches moyennes et
supérieures de la troposphère et résiduellement sur les conditions des basses
couches et celles proches de la surface.
Les imageurs actuellement pourvus des canaux spectraux nécessaires à l'élaboration de
la RVB masse d'air sont SEVIRI de Meteosat et MODIS de Terra et Aqua. Les futurs
imageurs ABI de GOES-R et AHI de Himawari possèderont également les canaux WV
(vapeur d'eau) et IR (infrarouge) nécessaires à l'élaboration d'un produit RVB masse
d'air pratiquement identique à celui extrait aujourd'hui de Meteosat, mais avec une
meilleure résolution spatiale et temporelle.
Disponibilité : jour et nuit
Canaux :
- Satellites à orbite polaire :
- MODIS :
Rouge : diff. TB WV 6,715 µm – WV
7,325 µm
Vert : diff. TB IR 9,73 µm – IR
11,03 µm
Bleu : TB WV 6,715 µm
- Satellites géostationnaires :
- SEVIRI de MSG et futur FCI de MTG :
Rouge : diff. TB WV 6,2 µm – WV 7,3 µm
Vert : diff. TB IR 9,7 µm – IR 10,8 µm
Bleu : TB WV 6,2 µm
- Futur ABI de GOES-R et imageur avancé de Himawari
(AHI) :
Rouge : diff. TB WV 6,19 µm – WV
7,34 µm
Vert : diff. TB IR 9,61 µm – IR
10,35 µm
Bleu : TB WV 6,19 µm
Schéma des couleurs ::
- Les masses d'air tropicales pauvres en ozone sont vertes
- Les masses d'air polaires riches en ozone sont bleues
- Les masses d'air sec dans la troposphère supérieure (comme celles associées aux
anticyclones subtropicaux, les anomalies de PV, les courants jets et les zones
de déformation) sont rouges à orange
- Les nuages supérieurs sont blancs
- Les nuages moyens sont marron
- Le magenta apparait souvent en bordure du disque terrestre (dû aux effets
de refroidissement/d'assombrissement du limbe) et doit être ignoré
Avantages :
- Peut observer les limites importantes entre les masses d'air comme les masses
d'air polaire et tropical en un clin d'œil ; ces limites sont souvent
invisibles sur les images dans les canaux simples
- Aide à détecter la position des courants-jets et les zones d'air sec
stratosphérique subsistent avec de forts PV. Ces aspects apparaissent en rouge
- Peut détecter les aspects couramment observés sur les images dans les canaux
vapeur d'eau comme les zones de déformation, les ondes et les anomalies de PV
- Les canaux infrarouges permettent le suivi des développements nuageux aux
basses, moyennes et hautes latitudes
Limites :
- Les masses d'air sont détectables uniquement dans les zones non couvertes de
nuages élevés.
- A tendance à détecter les conditions en troposphère moyenne et supérieure, mais
pas à la surface.
- Aux bordures du disque terrestre, la RVB masse d'air peut avoir une couleur
magenta qui ne représente aucune véritable caractéristique de masse d'air, mais
plutôt le refroidissement/l'assombrissement du limbe dû aux grands angles de
prise de vue des satellites.
Liens vers les données en direct :
Plus d'informations :
Exemple :
Animation : Le front polaire caractérisé par les nuages
associés à plusieurs
systèmes frontaux en déplacement divise la scène en deux masses d'air :
polaire au nord et subtropical au sud. La zone en rouge vif au nord du front
polaire pourrait indiquer une intrusion d'air stratosphérique dans la
troposphère. Les masses d'air sans nuages en marron au sud-est du front polaire
indiquent la présence d'air sec dans les couches moyennes et supérieures.
Exercice : Cette image montre une série d'ondes des
moyennes latitudes qui se propagent à travers l'Europe.
Oú se situe la plus importante intrusion d'air sec
stratosphérique dans la troposphère ? (Choisissez la meilleure réponse)
La bonne réponse est D.
La zone d'un rouge intense (air très sec) sur l'Irlande
marque l'intrusion de l'air stratosphérique dans la troposphère.
S'il vous plaît faire une sélection.
Nuage au-dessus de la neige
Description :
Ce produit RVB permet de distinguer les nuages de la neige, ce qui est difficile à
faire dans la plupart des images dans les canaux visibles. Le produit est surtout
utile en hiver et sur les chaînes de montagnes.
Les imageurs actuels AVHRR de Metop et de la NOAA, MODIS de Terra et Aqua, VIIRS de
Suomi-NPP, MERSI de FY-3 et SEVIRI de MSG possèdent les canaux spectraux nécessaires
à l'élaboration de ce produit de discrimination des nuages et de la neige. Les
futurs imageurs ABI de GOES-R, FCI de MTG et AGRI de FY-4 disposeront également des
canaux dans le visible et le proche infrarouge permettant d'élaborer un produit
similaire qui bénéficiera d'images du disque terrestre complet mises à jour toutes
les 5 à 15 minutes.
Disponibilité : de jour uniquement, exige des informations sur
la réflectance solaire
Canaux :
- Satellites à orbite polaire :
- AVHRR de Metop et de la NOAA, MERSI de
FY-3 :
Vis 0,63 µm ; NIR 0,865 µm ; SWIR
1,61 µm
- MODIS de Terra et Aqua :
Vis 0,645 µm ; NIR 0,86 µm ; SWIR
1,64 µm (Terra) ; SWIR 2,13 µm (Aqua)
- VIIRS de Suomi-NPP et des futurs JPSS :
Vis 0,64 µm ; NIR 0,865 µm ; SWIR
1,61 µm
- Satellites géostationnaires :
- SEVIRI de MSG et futur FCI de MTG :
Vis 0,64 µm ; NIR 0,81 µm ; SWIR
1,6 µm
- Futur ABI de GOES-R :
Vis 0,64 µm ; NIR 0,865 µm ; SWIR
1,38 µm ; SWIR 1,61 µm
- Futur AGRI de FY-4 :
Vis 0,65 µm ; NIR 0,825 µm ; SWIR
1,375 µm ; SWIR 1,61 µm
Schéma des couleurs :
- La couverture de neige est bleu-blanchâtre
- Les nuages apparaissent dans des teintes de jaune
- En l'absence de couverture nuageuse, le sol est vert foncé
Avantages :
- Simplifie l'interprétation en hiver et sur les terrains montagneux
- Permet d'éviter la confusion entre la neige et les nuages figurant sur les
images dans le visible et en composition colorée couleur vraie
Limites :
- Parfois les cibles n'apparaissent pas dans les couleurs auxquelles on s'attend,
par exemple la neige peut apparaitre comme des nuages et vice versa
- Ne peut distinguer entre nuages bas et nuages élevés
- La neige ancienne peut ressembler au sol sans couverture nuageuse
- Le produit fonctionne mieux avec la neige fraiche (quelques jours)
- Détecte mal la neige éparse ou présente en très faibles quantités
Liens vers les données en direct :
Plus d'informations :
Référence :
Miller, S. D, T. F. Lee, and R. L. Fennimore, 2005: Satellite-Based imagery
techniques for daytime cloud/snow delineation from MODIS. J. Appl. Meteor.,
44, 987-997.
Exemple :
Sur cette image en couleur vraie, on ne peut pas distinguer la neige des nuages. Il
est particulièrement difficile de distinguer les nuages associés à l'effet du lac de
la neige au sol.
Avec la neige en blanc bleuté et les nuages en jaune, cette RVB diminue la
possibilité de confusion entre ces deux aspects.
Exercice :
Parmi les cercles qui entourent des cibles sur cette image
visible, lequel contient des nuages et lequel de la neige ? (Utilisez la
boîte de sélection pour choisir la réponse qui complète mieux la phrase.)
La couverture de neige et les nuages sont tous blancs
sur l'image visible, ce qui rend très difficile leur différenciation. Il est
plus facile de les distinguer sur l'image RVB sur laquelle les nuages
apparaissent jaunes et la couverture de neige blanche. L'aspect blanc en (A)
est une couverture neigeuse au sommet d'une montagne, alors que les aspects
jaunes représentent des nuages ondulatoires en (B) et des nuages bas en (C).
Convection
Description :
Cette RVB peut identifier des caractéristiques et tendances microphysiques
importantes de la convection, dont les petites particules de glace qui indiquent des
mouvements ascendants très forts et qui sont des indicateurs potentiels de
phénomènes météorologiques violents.
Les imageurs SEVIRI de MSG et MODIS sont dotés des canaux nécessaires à l'élaboration
de ce produit. Avec le futur instrument ABI de GOES-R, une séquence de
30 secondes ou 1 minute d'images de phénomènes météorologiques violents
donnera aux prévisionnistes des vues inédites du développement d'un
système convectif traversant les États-Unis. Les futurs satellites géostationnaires
chinois FY-4 seront également en mesure de fournir ce produit.
Disponibilité : de jour uniquement, exige des informations sur
la réflectance solaire
Canaux :
- Satellites à orbite polaire :
- MODIS :
Rouge : diff. TB WV 6,7 moins 7,3 µm
Vert : diff. TB IR 3,9 moins 11,0 µm
Bleu : diff. de réflectance 1,64 moins 0,645 µm
- Satellites géostationnaires :
- SEVIRI de MSG et futur FCI de MTG :
Rouge : diff. TB WV 6,2 moins 7,3 µm
Vert : diff. TB IR 3,9 moins 10,8 µm
Bleu : diff. de réflectance 1,6 moins 0,64 µm
- Futur ABI de GOES-R :
Rouge : diff. TB WV 6,19 moins 7,34 µm
Vert : diff. TB IR 3,9 moins 10,35 µm
Bleu : diff. de réflectance 1,61 moins 0,64 µm
- Futur AHI de Himawari :
Rouge : diff. TB WV 6,25 moins 7,35 µm
Vert : diff. TB IR 3,85 moins 10,45 µm
Bleu : diff. de réflectance 1,61 moins 0,645 µm
- Futur AGRI de FY-4 :
Rouge : diff. TB WV 6,25 moins 7,1 µm
Vert : diff. TB IR 3,75 moins 10,7 µm
Bleu : diff. de réflectance 1,61 moins 0,65 µm
Schéma des couleurs :
- L'arrière-plan est bleu foncé et magenta
- Les nuages supérieurs épais de glace dont les cumulonimbus convectifs
apparaissent en rouge
- Le jaune indique généralement la présence de petites particules de glace au
sommet des nuages convectifs, mais peut également être associé à des courants
ascendants élevés tels que dans les nuages d'ondes orographiques en altitude
Avantages :
- Comparativement à plusieurs images satellitaires, cette RVB met en évidence les
cellules convectives les plus jeunes et les plus intenses, montrant les sommets
protubérants des nuages d'orages, ce qui peut aider à discriminer entre les
nouvelles cellules convectives et les cellules convectives en dissipation.
Limites :
- De jour uniquement, exige des informations sur la réflectance solaire
- Non efficace pour observer ou discriminer les types de phénomènes
météorologiques autres que la convection
- Le jaune indique la présence de petites particules de glace, que l'on peut
associer à une forte convection ou, dans certains cas, à d'épais nuages de glace
supérieurs tels que les nuages d'ondes orographiques
Liens vers les données en direct :
- EUMeTrain, un site sur lequel sont disponibles des images satellitaires
quotidiennes et des archives, des sorties de modèle, des études de cas et des
ressources pour la formation, couvrant l'Europe, le Moyen-Orient, l'Afrique et
la région du pôle nord, http://eumetrain.org/
- RAMSDIS Online du CIRA/RAMMB, site Web présentant un produit permettant
d'identifier de jour la taille des particules de glace des nuages, http://rammb.cira.colostate.edu/ramsdis/online/goes-west_goes-east.asp
Plus d'informations :
- Supports de formation d'EUMETSAT :
Références :
Heymsfield, A. J., L. M. Miloshevich, C. Schmitt, A. Bansemer, C. Twohy, M. R.
Poellot, A. Fridlind, and H. Gerber, 2005: Homogeneous ice nucleation in subtropical
and tropical convection and its influence on cirrus anvil microphysics. J.
Atmos. Sci., 62, 41–64.
Rosenfeld, D., W. L. Woodley, T. W. Krauss, and V. Makitov, 2006: Aircraft
microphysical documentation from cloud base to anvils of hailstorm feeder clouds in
Argentina. J. Appl. Meteorol., 45, 1261–1281.
Rosenfeld, D., W. L. Woodley, A. Lerner, G. Kelman, and D. T. Lindsey, 2008:
Satellite detection of severe convective storms by their retrieved vertical profiles
of cloud particle effective radius and thermodynamic phase. J. Geophys.
Res., 113, 22 p.
Exemple 1 :
Animation : Dans cette animation RVB du cyclone tropical
Isabel, le rouge et l'orange montrent les sommets des nuages composés de
particules de glace relativement grosses. Le jaune indique des petites
particules de glace à des altitudes très élevées, ce qui suppose des mouvements
ascendants très forts.
Exemple 2 :
Cette RVB sur le sud de la France et l'Italie montre une convection très intense
en jaune, ce qui est indicatif de l'existence potentielle de phénomènes
météorologiques extrêmes. Ici aussi, le jaune montre des cellules convectives
avec des particules de glace très petites au sommet des nuages, présageant des
sommets protubérants, des mouvements ascendants très puissants et l'existence
potentielle de phénomènes météorologiques extrêmes. Les zones plus rougeâtres
représentent les particules de glace de plus grande taille associées aux
cellules convectives plus anciennes ou plus bénignes, c.-à-d. moins dangereuses.
Exercice :
Dans cette RVB convection sur l'Afrique du Sud, trois des cinq
zones encerclées pourraient être associées à des phénomènes météorologiques
extrêmes. Les deux autres non. (Choisissez toutes les bonnes réponses)
A, B et C sont les bonnes réponses.
La couleur jaune dans ces zones indique généralement des
petites particules au sommet des nuages convectifs qui sont associées aux
fortes ascendances. Les fortes ascendances sont souvent des indicateurs de
conditions orageuses potentiellement sévères. Les zones rouges représentent
généralement de la convection non sévère associée à d'autres types de
nuages.
S'il vous plaît faire une sélection.
poussière
Description:
Créée avec les données des canaux infrarouges, cette RVB est élaborée pour le suivi
de l'évolution des tempêtes de
poussière de jour comme de nuit. Ceci est difficile, car l'apparence de la
poussière change radicalement entre le jour et la nuit. Notez que la RVB
poussière est pratiquement identique à la RVB cendres, mais son réglage est
légèrement différent (les seuils de différence de température et le traitement des
apports de rouge, de vert et de bleu sont légèrement modifiés).
Les imageurs actuels de Suomi-NPP, SEVIRI de MSG et MODIS sont dotés des canaux
nécessaires à l'élaboration de ce produit. Les futurs instruments VIIRS de JPSS,
MERSI-2 de FY-3, ABI de GOES-R, AHI de Himawari, AGRI de FY-4 et FCI de MTG
disposeront également des canaux nécessaires à l'élaboration d'une composition
colorée RVB
poussière.
Disponibilité : jour et nuit
Canaux :
- Satellites à orbite polaire :
- MODIS :
Rouge : diff. TB IR 12,0 moins 11,0 µm
Vert : diff. TB IR 11,0 moins 8,6 µm
Bleu : IR 11,0 µm
- VIIRS de Suomi-NPP et des futurs JPSS :
Rouge : diff. TB IR 12,0 moins 10,8 µm
Vert : diff. TB IR 10,8 moins 8,6 µm
Bleu : IR 10,8 µm
- MERSI-2 de FY-3 :
Rouge : diff. TB IR 12,0 moins 10,8 µm
Vert : diff. TB IR 10,8 moins 8,55 µm
Bleu : IR 10,8 µm
- Satellites géostationnaires :
- SEVIRI de MSG et futur FCI de MTG :
Rouge : diff. TB IR 12,0 moins 10,8 µm
Vert : diff. TB IR 10,8 moins 8,7 µm
Bleu : IR 10,8 µm
- Futur ABI de GOES-R :
Rouge : diff. TB IR 12,3 moins 10,35 ou 11,2 µm
Vert : diff. TB IR 10,35 ou 11,2 moins 8,5 µm
Bleu : IR 10,35 ou 11,2 µm
- Futur AHI de Himawari :
Rouge : diff. TB IR 12,35 moins 10,45 ou 11,2 µm
Vert : diff. TB IR 10,45 ou 11,2 moins 8,60 µm
Bleu : IR 10,45 ou 11,2 µm
- Futur AGRI de FY-4 :
Rouge : diff. TB IR 12,0 moins 10,7 µm
Vert : diff. TB IR 10,7 moins 8,5 µm
Bleu : IR 10,7 µm
Schéma des couleurs :
- La couleur de la
poussière varie du rouge pour celle dans les couches supérieures (assez rare) au
magenta clair pour la
poussière dans les basses couches le jour au magenta foncé pour la
poussière dans les basses couches la nuit
- Les nuages supérieurs épais sont rouges
- Les nuages supérieurs minces sont bleu foncé ou noir, excepté au-dessus des
zones sablonneuses oú ils peuvent apparaître dans des teintes de vert et jaune
- Les nuages moyens épais apparaissent en marron
- Les nuages moyens minces apparaissent en vert
- Les nuages bas apparaissent en rose dans une atmosphère chaude et olive dans une
atmosphère froide
- Les basses couches humides, en particulier la couche limite, apparaissent dans
des teintes bleuâtres
- Les terres et les océans en arrière-plan apparaissent dans des teintes de vert
et de bleu
Avantages :
- Permet le suivi des nuages de
poussière de jour comme de nuit
- Peut détecter les panaches de
poussières sur les surfaces terrestres et aqueuses
Limites :
- L'absence de canaux solaires peut empêcher la détection des nuages de
poussière, particulièrement sur l'océan. Toutefois, les nuages de
poussière dans les couches supérieures sont toujours faciles à détecter compte
tenu du contraste thermique important entre la
poussière élevée et la surface sous-jacente.
- Il est pratiquement toujours facile de détecter les nuages de
poussière dans les basses couches le jour lorsque le contraste thermique entre
la surface et la
poussière soulevée est plus important. Pendant la nuit, ce contraste thermique
est moins important, ce qui rend difficile la détection de la
poussière dans les basses couches avec les produits satellitaires la nuit.
Liens vers les données en direct :
- Produits EUMETSAT disponibles en temps quasi réel, https://www.eumetsat.int/website/home/index.html
- EEUMeTrain, un site sur lequel sont disponibles des images satellitaires
quotidiennes et des archives, des sorties de modèle, des études de cas et des
ressources pour la formation, couvrant l'Europe, le Moyen-Orient, l'Afrique et
la région du pôle nord, http://eumetrain.org
Informations supplémentaires :
- Supports de formation d'EUMETSAT :
Référence :
Lensky I. M. and D. Rosenfeld, 2008: Clouds-Aerosols-Precipitation Satellite Analysis
Tool (CAPSAT). Atmos. Chem. Phys., 8, 6739-6753.
Exemple 1 :
Animation : Cette animation montre comment la
poussière (en magenta plus vif) peut être facilement détectée, particulièrement
le jour, mais plus difficilement la nuit. Les nuages supérieurs apparaissent en
rouge foncé ou noir, mais peuvent également apparaître dans des teintes de jaune
ou de vert au-dessus des zones sablonneuses. Notez l'énorme tempête de
poussière qui se déplace à travers l'Iraq et le golfe Persique au début de
l'animation.
Exemple 2 :
Notez comment cette RVB détecte la
poussière la nuit, quelque chose que la plupart des traitements d'images pour
l'identification de la
poussière ne peuvent pas faire. Les clés de ce produit sont la différence de
canaux, qui permet d'identifier la
poussière indépendamment de l'heure de la journée.
Exercice :
Dans cette composition RVB de jour, remarquez les aspects de la
poussière au-dessus des surfaces aqueuses (en dessous de la flèche noire) et du
continent (prés des flèches blanches). Sur quelle surface peut-on facilement
identifier la
poussière ? (Choisissez la meilleure réponse).
La bonne réponse est B.
Avec les compositions colorées RVB utilisant des canaux
infrarouges, la
poussière au-dessus des surfaces continentales chaudes sera toujours mieux
vue comparée à celle au-dessus des surfaces aqueuses qui ont tendance à
rayonner à une température similaire à celle de la
poussière.
S'il vous plaît faire une sélection.
Cendres volcaniques
Description :
Élaborée avec les données des canaux infrarouges, cette RVB permet de détecter les
cendres volcaniques, le dioxyde de souffre et les cristaux de glace issus des
éruptions volcaniques. On peut donc l'utiliser pour suivre les panaches de cendres
sur de longues distances en aval du lieu de l'éruption. Ce produit aide les
prévisionnistes à suivre les rejets volcaniques et cette information est utilisée
pour élaborer et fournir des messages d'avertissement aux autorités de l'aviation et
aux autorités de gestion des crises. Notez que la RVB cendres est pratiquement
identique à la RVB
poussière, mais son réglage est légèrement différent (les seuils de différence de
température et le traitement des apports de rouge, de vert et de bleu sont
légèrement modifiés).
Les imageurs actuels de Suomi-NPP, SEVIRI de MSG et MODIS sont dotés des canaux
nécessaires à l'élaboration de ce produit. Les futurs instruments VIIRS de JPSS,
MERSI-2 de FY-3, ABI de GOES-R, AHI de Himawari, AGRI de FY-4 et FCI de MTG
disposeront également des canaux nécessaires à l'élaboration d'une composition
colorée RVB cendres volcaniques disponible jour et nuit.
Disponibilité : jour et nuit
Canaux :
- Satellites à orbite polaire :
- MODIS :
Rouge : diff. TB IR 12,0 µm – 11,0 µm
Vert : diff. TB IR 11,0 µm – 8,55 µm
Bleu : IR 11,0 µm
- VIIRS de Suomi-NPP et des futurs JPSS :
Rouge : diff. TB IR 12,0 µm – 10,8 µm
Vert : diff. TB IR 10,8 µm – 8,55 µm
Bleu : IR 10,8 µm
- Satellites géostationnaires :
- SEVIRI de MSG et futur FCI de MTG :
Rouge : diff. TB IR 12,0 µm – 10,8 µm
Vert : diff. TB IR 10,8 – 8,7 µm
Bleu : IR 10,8 µm
- Futur ABI de GOES-R :
Rouge : diff. TB IR 12,3 µm – 10,35 µm
Vert : diff. TB IR 10,35 ou 11,2 µm –
8,5 µm
Bleu : IR 10,35 ou 11,2 µm
- Futur AHI de Himawari :
Rouge : diff. TB IR 12,35 moins 10,45 ou 11,2 µm
Vert : diff. TB IR 10,45 ou 11,2 moins 8,60 µm
Bleu : IR 10,45 ou 11,2 µm
- Futur AGRI de FY-4 :
Rouge : diff. TB IR 12,0 moins 10,7 µm
Vert : diff. TB IR 10,7 moins 8,5 µm
Bleu : IR 10,7 µm
Interprétation des couleurs :
- Les nuages de dioxyde de soufre sont représentés en vert d'eau (aux basses et
moyennes latitudes) et en jaune (aux latitudes plus élevées et pour les plus
grands angles de prise de vue en bordure du disque terrestre complet)
- En fonction de la hauteur, la température et la taille des particules, les
cendres volcaniques varient du rose et rouge vif (quand elles sont très froides)
au magenta (quand elles sont chaudes) et au jaune (quand elles sont composées de
très petites particules de cendres)
- Les cirrus fins apparaissent en noir ou bleu foncé
- Les nuages épais supérieurs et les orages sont marron, avec des teintes d'orange
et de rouge pour les nuages composés de petites particules de glace
- Les nuages moyens et inférieurs peuvent apparaître en teintes plus claires de
marron, bleu et vert (aux latitudes plus élevées et pour les plus grands angles
de prise de vue en bordure du disque terrestre complet)
- Les zones de chasse-
poussière peuvent apparaître en magenta
- Les basses couches humides, en particulier la couche limite, apparaissent dans
des teintes bleuâtres
- Les aspects de surface apparaissent en teintes plus claires de bleu, vert et
magenta mat
Avantages :
- Montre les trois rejets volcaniques principaux (cendres, dioxyde de souffre et
cristaux de glace) dans des couleurs différentes, ce qui permet aux utilisateurs
d'observer le transport de ces rejets depuis un site d'éruption
Limites :
- Certains aspects de tous les jours peuvent être confondus aux rejets volcaniques
- Les cirrus en noir peuvent provenir d'un
système nuageux volcanique ou non volcanique
- Les nuages verts peuvent ressembler à du dioxyde de soufre (ceci se remarque
surtout aux latitudes plus élevées et pour les plus grands angles de prise de
vue en bordure du disque terrestre complet)
- Détection limitée des cendres et du dioxyde de soufre en présence de particules
de glace (nuages volcaniques mixtes)
Liens vers les données en direct :
- Produits EUMETSAT disponibles en temps quasi réel, https://www.eumetsat.int/website/home/index.html
- EUMeTrain, un site sur lequel sont disponibles des images satellitaires
quotidiennes et des archives, des sorties de modèle, des études de cas et des
ressources pour la formation, couvrant l'Europe, le Moyen-Orient, l'Afrique et
la région du pôle nord, http://eumetrain.org/
Informations supplémentaires :
- Supports de formation d'EUMETSAT :
Références :
Caseadevall, T. J., 1994: Volcanic Ash and Aviation Safety: Proceedings of the First
International Symposium on Volcanic Ash and Aviation Safety. U.S. Geological
Survey Bulletin, 2047.
Prata, A. J., 1989: Observations of volcanic ash clouds in the 10-12 µm
window using AVHRR/2 data. Int. J. Remote Sensing, 10 (4
and 5), 751-761.
Exemple :
Animation : Cette animation montre l'éruption volcanique du
mont Karthala, avec du dioxyde de souffre en vert d'eau vif, les cendres
volcaniques en rouge vif et magenta et les cirrus fins en noir. Les cendres
volcaniques et les cirrus sont les premiers qui apparaissent, suivis du dioxyde
de soufre. Notez comment les rejets volcaniques inhibent la convection profonde
en marron sur le nord de Madagascar. Nous observons l'effet du cisaillement du
vent durant toute l'animation. Les nuages bas se déplacent vers l'ouest tandis
que les rejets dans les couches supérieures se déplacent vers l'est. Ceci nous
permet de déduire que le dioxyde de souffre se trouve dans les basses couches
parce qu'il se déplace lentement, contrairement aux cendres volcaniques et aux
cirrus qui sont entrainés par advection par les vents plus forts dans les
couches supérieures de la troposphère.
Quels sont les rejets qui sont apparents aux voisinages du mont
Karthala sur cette image de nuit issue de l'animation ? (Choisissez toutes
les bonnes réponses)
Toutes les trois réponses sont correctes.
Le dioxyde de soufre apparaît en vert clair, les cendres
volcaniques en magenta clair et les cirrus fins en noir.
S'il vous plaît faire une sélection.
Microphysique de jour
Description :
Cette RVB est très utile pour la néphanalyse (par exemple l'identification, le
type et la phase des nuages), le suivi des phénomènes de convection, la
détection du brouillard et des feux.
- La réflectance en rouge dans le visible représente approximativement
l'épaisseur optique et la quantité d'eau et de glace dans les nuages.
- La réflectance solaire dans l'infrarouge moyen (3,9 µm) en vert
est une estimation qualitative de la taille et de la phase des particules
nuageuses.
- La température de brillance dans l'infrarouge 10,8 µm produit du
bleu en fonction des températures des surfaces et des nuages (plus la
surface est chaude, plus la contribution du bleu est importante). Ainsi, les
sols chauds et les surfaces océaniques apparaissent dans des nuances de
bleu, tandis que la contribution du bleu est faible pour les sommets froids,
c'est pourquoi ils sont plutôt orange ou rouges.
Disponibilité : de jour uniquement, exige des informations sur
la réflectance solaire
Canaux :
- Satellites à orbite polaire :
- MODIS :
Rouge : réflectance NIR 0,86 µm
Vert : SWIR 3,8 µm (composante solaire réfléchie
uniquement)
Bleu : IR 11,0 µm
- AVHRR de Metop et de la NOAA :
Rouge : réflectance NIR 0,865 µm
Vert : SWIR 3,74 µm (composante solaire réfléchie
uniquement)
Bleu : IR 10,8 µm
- VIIRS de Suomi-NPP et des futurs JPSS :
Rouge : réflectance NIR 0,865 µm
Vert : SWIR 3,74 µm (composante solaire réfléchie
uniquement)
Bleu : IR 10,8 µm
- Imageurs de FY-3 :
Rouge : réflectance NIR 0,865 µm
Vert : SWIR 3,74 µm (composante solaire réfléchie
uniquement)
Bleu : IR 10,8 µm
- Satellites géostationnaires :
- SEVIRI de MSG et futur FCI de MTG :
Rouge : réflectance NIR 0,8 µm
Vert : SWIR 3,9 µm (composante solaire réfléchie
uniquement)
Bleu : IR 10,8 µm
- Futur ABI de GOES-R :
Rouge : réflectance NIR 0,865 µm
Vert : SWIR 3,90 µm (composante solaire réfléchie
uniquement)
Bleu : IR 10,35 ou 11,2 µm
- Futur AHI de Himawari :
Rouge : réflectance NIR 0,860 µm
Vert : SWIR 3,85 µm (composante solaire réfléchie
uniquement)
Bleu : IR 10,45 ou 11,2 µm
- Futur AGRI de FY-4 :
Rouge : réflectance NIR 0,825 µm
Vert : SWIR 3,75 µm (composante solaire réfléchie
uniquement)
Bleu : IR 10,7 µm
Schéma des couleurs :
- La surface apparait en teintes de bleu
- Les nuages bas apparaissent jaunes à verdâtres (petites gouttelettes) à magenta
(grosses gouttelettes)
- Les nuages supérieurs de glace apparaissent rouge foncé (grosses particules de
glace) à orange clair (petites particules de glace)
Avantages :
- Peut clairement distinguer les nuages élevés en phase de glace et les nuages bas
en phase de gouttelettes d'eau, fournissant ainsi une pseudo vue
tridimensionnelle de l'atmosphère
- Peut identifier des variations microphysiques subtiles dans les nuages qui ne
sont pas apparents sur les autres images ou RVB
- Aide à distinguer les nuages précipitants des nuages d'eau non précipitants
- Peut aider dans l'identification des nuages convectifs intenses avec de forts
courants ascendants (voir également la RVB « convection »)
Limites :
- The RGB is complicated in terms of the number and variety of colors and requires
expertise to interpret it but it is a very powerful product
- N’est disponible que le jour
Liens vers les données en direct :
- Produits EUMETSAT en temps quasi réel, https://www.eumetsat.int/website/home/index.html
- EUMeTrain, un site sur lequel sont disponibles des images satellitaires
quotidiennes et des archives, des sorties de modèle, des études de cas et des
ressources pour la formation, couvrant l'Europe, le Moyen-Orient, l'Afrique et
la région du pôle nord, http://eumetrain.org/
Informations supplémentaires:
- Supports de formation d'EUMETSAT :
Références :
- Rosenfeld, D. and I. M. Lensky, 2008: Clouds-Aerosols-Precipitation Satellite
Analysis Tool (CAPSAT). Atmos. Chem. Phys., 8,
6739-6753. http://www.atmos-chem-phys.net/8/6739/2008/acp-8-6739-2008.pdf
- Rosenfeld, D. and I. M. Lensky, 1998: Satellite-based insights into
precipitation formation processes in continental and maritime clouds. Bull.
Amer. Meteor. Soc., 79, 2457-2476.
Exemple 1 :
Animation : Cette animation montre la convection (en orange)
qui se développe sur le nord de l'Italie. Le flux sortant de l'orage dans les
couches supérieures apparait en jaune verdâtre.
Exemple 2 :
Cette RVB microphysique de jour montre une variété d'aspects microphysiques
importants des nuages. Le rouge foncé indique des nuages supérieurs épais tandis que
le violet montre les nuages bas chargés de grosses gouttelettes d'eau. Notez les
trainées de couleur bleu-blanchâtre noyée dans les stratocumulus en violet à l'ouest
de l'Espagne et de la France : ce sont des trainées de condensation de bateaux
constituées de particules plus petites que celles des nuages environnants.
Le vert indique des nuages moyens d'eau qui ne sont pas très épais (autrement la
contribution du rouge plus importante, indicatrice de glace, ferait apparaître les
nuages en jaune). Les gouttelettes sont de petite taille et la température varie de
-5 à -25 degrés Celsius de l'est à l'ouest de l'Espagne. Ces nuages sont
donc des nuages moyens surfondus qui ne sont pas très épais.
Exercice :
Cette RVB montre une variété d'aspects microphysiques importants des nuages. Les
nuages supérieurs épais sont dans des teintes de rouge-orangé tandis que les nuages
bas avec de fines gouttelettes d'eau sont de couleur bleu verdâtre. Les cibles en
jaune verdâtre sur l'ouest de l'Espagne et le long des côtes espagnoles sont des
nuages bas d'eau composés de petites gouttelettes.
Dans cette RVB, quelle est la couleur des nuages convectifs
post-frontaux ? (Choisissez la meilleure réponse).
La bonne réponse est C.
Les nuages convectifs post-frontaux qui sont rouge-orangé
se trouvent juste à l'ouest du
système frontal et se décalent vers l'est sur l'Espagne et le Portugal.
S'il vous plaît faire une sélection.
Brouillard et nuages bas, MSG
Description :
Élaborée à partir des données de canaux infrarouges, cette RVB est initialement
conçue pour une utilisation avec les données SEVIRI de MSG et réglée pour suivre
l'évolution du brouillard et des stratus pendant la nuit. Une application
secondaire de cette RVB est la détection des feux et des fronts d'humidité dans
les basses couches et la classification des nuages d'une manière générale.
Puisque le produit a été développé pour les conditions nocturnes, son
utilisation de jour est limitée.
La plupart des imageurs des satellites environnementaux géostationnaires et à
orbite polaire (à l'exception de la série GOES-12 à -15) disposent des canaux
nécessaires à l'élaboration de ce produit. Les imageurs des futurs satellites,
dont VIIRS de JPSS, ABI de GOES-R, ceux de FY-3 et -4, de Himawari et FCI de
MTG, continueront à proposer les canaux infrarouges à ondes courtes et longues
nécessaires à l'élaboration d'une RVB brouillard et stratus de nuit comparable.
Disponibilité : de nuit seulement
Canaux :
- SEVIRI MSG, AVHRR NOAA et Metop, FY-2 y FY-3, MODIS
Le futur ABI de GOES-R, FCI (imageur combiné flexible) de MTG (Meteosat
Troisième Génération), AGRI de FY-4 et AHI de Himawari
Rouge : 12,0 moins diff. TB IR 10,35-11 µm
Vert : IR 10,35 to 11 µm moins diff. TB SWIR
3,5-3,9 µm
Bleu : IR 10,35-11 µm
Schéma des couleurs :
- Les nuages bas sont jaunes à vert clair
- Les nuages supérieurs épais sont rouges
- Les nuages supérieurs fins sont de bleu foncé à noir
- Les surfaces terrestres et océaniques apparaissent dans diverses couleurs
Avantages :
- Le brouillard et les stratus ne sont pas souvent détectés sur les images
infrarouges la nuit à cause de leur température proche de celle de la surface
sous-jacente. Cette RVB permet de renforcer le signal du brouillard/stratus.
- Est très utile pour les prévisions destinées aux transports aérien et terrestre
Limites :
- Les cirrus fins peuvent masquer le brouillard et les stratus
- Peut contenir du bruit et peut être difficile à interpréter dans des
environnements avec des températures très basses (en dessous de -10ºC environ)
- Il est difficile de détecter le brouillard de rayonnement fin
- La zone réelle de brouillard et nuages bas est toujours légèrement plus
importante que celle observée sur l'image à cause de la sensibilité accrue du
canal IR 3,9 µm aux pixels chauds autour des bords de la
couverture nuageuse
Liens vers les données en direct :
Informations supplémentaires :
Exemple :
Animation : Les zones vertes sur la partie sud de l'Afrique
sont soit du brouillard soit du stratus. Notez comment la couverture augmente tout
au long de la nuit. Au lever du soleil vers la fin de l'animation, les nuages bas
deviennent rouges. Ceci est dû à la réflexion du rayonnement dans le canal
3,9 µm par les gouttelettes d'eau dans le brouillard et les stratus,
amenant les nuages d'eau à revêtir une apparence similaire à d'autres cibles. Pour
cette raison, cette RVB particulière est utile uniquement pendant la nuit.
Exercice :
Dans cette RVB sur l'Amérique du Sud, lesquelles des zones
marquées représentent le brouillard ou les nuages bas ? (Choisissez toutes
les bonnes réponses)
Les bonnes réponses sont C, D et E.
Le vert clair ou le cyan autour des zones C, D et E
représente le brouillard ou les nuages bas. Les nuages rougeâtres sont des
cirrus qui surplombent une vaste zone de stratus dans la zone encadrée en
blanc.
S'il vous plaît faire une sélection.
Brouillard et nuages bas, NexSat
Description :
Cette RVB contribue à la détection du brouillard et des nuages bas pendant la nuit,
une tâche qui est souvent difficile avec les images dans les canaux infrarouges
simples à cause du manque de contraste entre les cibles et l'arrière-plan. La donnée
d'entrée la plus importante est la différence entre les canaux infrarouges
thermiques et le moyen infrarouge.
La plupart des imageurs de satellites géostationnaires et à orbite polaire sont dotés
des canaux nécessaires à l'élaboration de ce produit, y compris le satellite à
orbite polaire Suomi NPP lancé récemment. Les futurs instruments VIIRS de JPSS, ABI
de GOES-R, AHI de Himawari et FCI de MTG disposeront de canaux infrarouges (ondes
courtes et longues) supplémentaires permettant d'améliorer le produit et de
minimiser les fausses détections provoquées par les déserts et d'autres surfaces
terrestres nues à faible émissivité.
Disponibilité : de nuit seulement
Canaux : infrarouge à ondes courtes et ondes longues sur les
satellites géostationnaires et à orbite polaire
- Rouge : diff. TB IR 10,35 à 11µm – SWIR 3,5 à 4 µm
- Vert : IR 10,35 à 11 µm
- Bleu : IR 10,35 à 11 µm
Schéma des couleurs :
- La surface terrestre en arrière-plan est généralement vert foncé, mais elle peut
apparaitre dans différentes teintes de vert ou de jaune.
- Le brouillard et les stratus sont dans des teintes de rouge, rose ou orange.
- Les nuages supérieurs sont cyan.
Avantages : Permet la détection des nuages bas la nuit quand
les images dans les canaux visibles ne sont pas disponibles.
Limites :
- Les cirrus peuvent masquer les nuages bas et le brouillard la nuit
- Peut ne pas bien fonctionner dans les régions affichant des températures de
surfaces froides
Références :
Miller, S. D., J. D. Hawkins, J. Kent, F. J. Turk, T. F. Lee, A. P. Kuciauskas, K.
Richardson, R. Wade, and C. Hoffman, 2006: NexSat: Previewing NPOESS/VIIRS imagery
capabilities. Bull. Amer. Meteor. Soc., 87, 433-446.
Lee, T. F., and S. D. Miller, 2003 : Improved detection of nocturnal low clouds
by MODIS, Preprints, 12th Conf. on Satellite Meteorology and Oceanography, Long
Beach, CA, Amer. Meteor. Soc., CD-ROM, P5.23, également disponible en ligne sur
https://ams.confex.com/ams/annual2003/techprogram/paper_51975.htm
Lee, T. F., S. D. Miller, C. Schueler, and S. Miller, 2006: NASA MODIS previews
NPOESS VIIRS capabilities. Wea. Forecasting, 21,
649‐655.
Exemple :
Sur cette image MODIS dans l'infrarouge thermique, seuls des cirrus semblent présents
alors qu'il y a beaucoup de nuages sur l'image RVB brouillard et nuages bas (les
zones en orange-rose).
La RVB brouillard et nuages bas de MODIS est particulièrement précieuse parce que les
canaux IR haute résolution (1 km) donnent une vue détaillée des nuages bas.
Exercice :
Selon vous, oú se trouvent les nuages bas sur cette image
infrarouge thermique ? (Sélectionnez la meilleure réponse).
La bonne réponse est C.
Il est difficile de déterminer la présence des nuages bas
sur l'image infrarouge thermique seule, par contre cet exercice est plus
facile avec la composition colorée RVB puisque les nuages bas y apparaissent
en rouge clair ou rose.
S'il vous plaît faire une sélection.
Brouillard et nuages bas, GeoColor
Description :
Un produit robuste, à buts multiples, apportant une assistance générale aux
prévisionnistes, élaboré de jour comme de nuit. Le produit est particulièrement
utile pour la détection des nuages bas et du brouillard éventuel la nuit. Le jour,
les nuages sont superposés sur l'image bleu marbre de la NASA extraite de l'imageur
MODIS et, la nuit, sur un arrière-plan de DMSP OLS ou de la Bande spectrale
jour-nuit de VIIRS montrant les lumières des villes. Notez que si le produit
GeoColor n'est pas une RVB standard, il utilise largement des méthodes d'élaboration
des RVB.
Disponibilité : jour et nuit
Canaux :
- Le jour : Vis 0,6 µm (sur l'image
d'arrière-plan bleu marbre de la NASA ou une autre image d'arrière-plan
similaire)
- La nuit : GOES IR 3,9 µm et IR
10,8 µm (avec une image de DMSP OLS ou de la Bande spectrale
jour-nuit de VIIRS montrant les lumières des villes en arrière plan)
Schéma des couleurs :
- Tous les nuages dans le canal visible sont blancs le jour.
- Pendant la nuit, les nuages d'eau incluant les nuages bas et le brouillard
éventuel issus des données des canaux infrarouges sont roses et les nuages
supérieurs sont blancs.
Avantages :
- Intuitive et facile à interpréter
- Réalisable 24 heures sur 24
- Peut distinguer les nuages de glace des nuages d'eau (y compris les nuages bas
et le brouillard éventuel) pendant la nuit et montre tous les types de nuages en
blanc pendant le jour.
Limites :
- Brefs problèmes de détection des nuages au lever et au coucher du soleil car le
produit bascule entre canaux infrarouges (la nuit) et canaux visibles (le jour).
- L'utilisation exclusive de l'information des canaux visibles le jour ne permet
pas la distinction des types de nuages entre nuages d'eau et nuages de glace.
Liens vers les données en direct :
Informations supplémentaires :
Exemple :
À gauche, une image infrarouge nocturne de GOES sur le Texas. Comme vous pouvez le
constater, aucun nuage bas ou brouillard n'est évident sur l'image. Mais ils
apparaissent en orange sur le produit nuage bas à droite. Les lumières des villes en
jaune proviennent de l'image DMSP OLS en arrière-plan.
Animations :
Dans cette animation infrarouge, les nuages blancs sont associés à un
système frontal sur l'est du littoral et les États de Michigan, Ohio, Kentucky,
Tennessee, Alabama et de Géorgie sont pratiquement dépourvus de nuages. Au lever du
soleil quand le produit GeoColor passe aux données visibles, les nuages bas
apparaissent sur ces États.
Cette animation du produit GeoColor montre l'évolution des nuages bas et supérieurs.
La nuit, les nuages d'eau sont représentés en rose. Notez comment ils deviennent
blancs quand la séquence passe au jour.
Résumé
À propos des RVB :
- Généralement élaboré à partir d'au moins trois canaux ou différences de canaux dont
chacun(e) est associé(e) à une couleur de base (rouge, vert, bleu), le produit final fait
mieux ressortir les aspects de surfaces et les cibles atmosphériques qui sont difficiles à
distinguer avec les images individuelles dans les canaux simples
- Permettent d'obtenir des produits intuitifs à l'apparence presque réelle qui peuvent réduire
la confusion dans l'interprétation
- Dans certaines situations, des aspects différents peuvent avoir la même couleur ou la même
cible peut apparaitre dans différentes couleurs. Une manière de surmonter ce problème est
d'animer les produits
- Il est possible de superposer sur ces produits des informations quantitatives telles que les
sorties des modèles ou d'autres données d'observation, permettant une analyse et une
interprétation plus sophistiquées
- Sont de plus en plus disponibles en ligne en temps quasi réel
- Les imageurs des futurs satellites disposeront d'un plus grand nombre de canaux spectraux,
permettant davantage de compositions RVB et de nouvelles applications
Sources des compositions colorées RVB :
Processus d'élaboration des compositions colorées RVB :
- Étape 1 : déterminer l'usage du produit
- Étape 2 : Sur la base d'expérience et d'informations scientifiques, sélectionner
trois canaux ou combinaisons de canaux appropriés qui fournissent des informations
importantes
- Étape 3 : faire un prétraitement approprié des images to ensure that they provide
or emphasize the most useful information
- Étape 4: Attribuer les trois couleurs RVB aux trois canaux ou combinaisons de canaux
- Étape 5 : Revoir le produit final (son apparence et son efficacité) ; le
réviser ou le régler si nécessaire
Couleurs dans le modèle des couleurs RVB :
- Couleurs de base : rouge, vert, bleu
- Couleurs secondaires : jaune (rouge + vert), cyan (vert + bleu), magenta (rouge + bleu)
- Gris : quantité égale de trois couleurs quelconques
- Blanc : les couleurs de base en intensités égales
- Noir : absence des couleurs de base
Utilisations des produits RVB :
Produits RVB couramment utilisés :
Collaborateurs
Le programme COMET® est commandité par le National Weather Service (NWS) de la NOAA,
avec un appui financier supplémentaire de :
- Bureau of Meteorology of Australia
- Bureau of Reclamation (United States Department of Interior)
- European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites (EUMETSAT)
- Meteorological Service of Canada (MSC)
- NOAA National Environmental Satellite, Data and Information Service (NESDIS)
- Naval Meteorology and Oceanography Command (NMOC)
Collaborateurs de projet
Coordination du projet et conception pédagogique
- Marianne Weingroff — UCAR/COMET (2010 version)
- Patrick Dills — UCAR/COMET (2013 version)
Conseillers scientifiques principaux
- Thomas Lee — Naval Research Lab
- Patrick Dills — UCAR/COMET
Autres collaborateurs scientifiques
- Jochen Kerkmann — EUMETSAT
Infographie / Interface graphique
- Steve Deyo — UCAR/COMET
- Brannan McGill — UCAR/COMET
- Marianne Weingroff — UCAR/COMET
Écriture multimedia
Édition / production audio
- Seth Lamos — UCAR/COMET (2010 version)
- Dan Riter — UCAR/COMET (2013 updates)
Narration
- Patrick Dills — UCAR/COMET
Gestionnaire principal de projet
- Wendy Abshire — UCAR/COMET
Traduction française
Personnel du COMET, été 2013
Directeur
Directeur-adjoint
Personnel Administratif
- Elizabeth Lessard, Administration and Business Manager
- Lorrie Alberta
- Hildy Kane
Assistance (matériel et logiciel) et programmation
- Tim Alberta, Group Manager
- Bob Bubon
- Mark Mulholland
- Chris Webber - Student Assistant
- Malte Winkler
Services pédagogiques
- Dr. Alan Bol
- Lon Goldstein
- Bryan Guarente
- Tsvetomir Ross-Lazarov
- Marianne Weingroff
Production média
- Bruce Muller, Group Manager
- Steve Deyo
- Dan Riter
Météorologistes / Scientifiques
- Wendy Schreiber-Abshire, Senior Project Manager
- Dr. William Bua
- Patrick Dills
- Matthew Kelsch
- Dr. Elizabeth Mulvihill Page
- Amy Stevermer
Traduction espagnol
NOAA/National Weather Service - Forecast Decision Training Branch
- Anthony Mostek, Branch Chief
- Dr. Richard Koehler, Hydrology Training Lead
- Brian Motta, IFPS Training
- Dr. Robert Rozumalski, SOO Science and Training Resource (SOO/STRC) Coordinator
- Ross Van Til, Meteorologist
- Shannon White, AWIPS Training
Météorologues invités du Service météorologique du Canada
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