Forêts, eau et météo : regard spatial sur 3 journées mondiales

Refuges de biodiversité, poumons de notre planète, tampons contre le réchauffement climatique, les forêts sont célébrées depuis 2013 tous les 21/03. Au CESBIO, un laboratoire toulousain sous co-tutelle¹ du CNES, on les observe et cartographie depuis bien plus longtemps à l’aide de satellites radars comme Sentinel-1 et ALOS ou optiques tels la série des SPOT et Sentinel-2 . « Ces cartographies sont utiles pour suivre l’évolution des couverts forestiers en particulier dans les pays où le suivi depuis le sol est difficile voire impossible, comme dans certaines régions tropicales d'Asie, d'Afrique ou d'Amérique du Sud » souligne Cécile Vignolles, responsable de la thématique forêts au CNES. 

 Ces cartographies sont aussi de plus en plus utilisées pour vérifier le respect de traités internationaux ou de programmes comme REDD + qui demande aux pays développés de compenser leurs émissions de carbone en participant, par exemple, à des programmes de plantations

A partir de 2021, ces cartographies entreront dans une nouvelle ère avec le lancement du satellite Biomass. Son instrument radar sera capable de percer la canopée des forêts et ''voir'' les troncs et branches des arbres qui emmagasinent la majeure partie du carbone. Satellite de l'agence spatiale européenne (ESA), initié et porté par le CESBIO, Biomass permettra d’estimer la biomasse de toutes les forêts de la Terre mais aussi les émissions de carbone dues à la déforestation.

^{1 les co-tutelles du CESBIO : CNES, CNRS, IRD et UPS}

La journée mondiale de l’eau (douce) a été initiée en 1993 par l'ONU. Si, au départ, la gestion durable de cette ressource vitale pouvait apparaître comme un problème de "pays pauvres’’, 24 ans plus tard, ce n’est plus le cas. La réalité du changement climatique est passée par là : sécheresses, pluies diluviennes affligent tous les pays du monde : Chine, Australie, Etats-Unis… France aussi comme le souligne la pénurie en eau douce, toujours en cours, à Mayotte. 

Au niveau spatial, les satellites radars Sentinel-1 et optiques Sentinel-2 du programme européen Copernicus fournissent les données essentielles à la cartographie des surfaces en eau douce. Le satellite Smos suit l’humidité des sols, une information utile pour évaluer les risques d’inondation et de sécheresse à l’échelle globale. Mais la révolution en hydrologie spatiale viendra avec le satellite franco-américain Swot dont le lancement est prévu en 2021. 

Swot va emporter un instrument de rupture technologique capable de déterminer la hauteur des fleuves et des lacs avec une précision décimétrique. Ces informations amélioreront de manière radicale des modèles hydrodynamiques fluviaux 

explique Selma Chercha​li, responsable du programmes surfaces continentales au CNES​. Pour ordre de grandeur, plus de 30 millions de lacs dans le monde, d’une superficie supérieure à 1 ha, seront surveillés par Swot.

Se passer des satellites pour prévoir la météo ? Impossible aujourd’hui ! En Europe, ces satellites sont sous la responsabilité d’EUMETSAT, l’organisation européenne pour l'exploitation des satellites météorologiques. Les agences spatiales sont en charge des activités de recherche et développement. Conçu dans les années 1990 par le CNES, l’instrument IASI équipe depuis 2006 les satellites de la série Metop. Révolutionnaire à sa naissance, IASI mesure les profils de température et l’humidité dans l’atmosphère mais aussi la concentration de 25 composants atmosphériques. « Ce programme va se poursuivre avec l’instrument IASI-NG, lui aussi développé par le CNES pour le compte d’EUMETSAT, afin d’assurer une continuité de service jusqu’en 2040. Cette continuité est essentielle aux services météorologiques opérationnels mais aussi pour l'étude du climat » indique Pierre Tabary, responsable du programme atmosphère météorologie climat au CNES. 

Autre success stories : le satellite franco-américain Calipso qui cartographie en 3D les nuages et les aérosols à l’échelle globale, et le satellite franco-indien Megha-Tropiques dédié à l’étude du cycle de l’eau et de l’énergie dans la ceinture intertropicale. Ce dernier a connu un grand succès applicatif : ses données sont assimilées en temps réel dans de nombreux modèles de prévision météorologiques opérationnels.

Le bénéfice de Megha-Tropiques a été démontré sur la prévision des cyclones, notamment par Météo-France sur La Réunion

Prévue initialement pour 3 ans, cette mission lancée en 2011 a été prolongée jusqu’en 2020 pour répondre aux besoins des scientifiques et services météorologiques.