AOS (Atmosphere Observing System) est un programme scientifique international d’observation de la Terre visant à développer un observatoire spatial composé de plusieurs satellites. Répartis sur une orbite polaire et une orbite inclinée, ils permettront de mieux comprendre les liens entre les particules fines de l’atmosphère (aérosols), les nuages, les précipitations et les orages, dans le but d’améliorer les modèles météorologiques et climatiques.

Au sein, d’AOS, C²OMODO (Convective Core Observations through MicrOwave Derivatives in the trOpics) est une mission développée par le CNES visant à améliorer la compréhension des orages et des précipitations et à mieux caractériser la convection atmosphérique profonde. C²OMODO s’appuiera sur deux radiomètres micro-ondes, développés sous la responsabilité du CNES, embarqués sur les deux satellites AOS de l’orbite inclinée : le satellite AOS-Storm de la NASA et le satellite PMM (Precipitation Measuring Mission) de la JAXA.

Chiffres clés

Pour le programme AOS :

• 8 instruments complémentaires de nature très différente
• 6 partenaires internationaux (NASA, JAXA, CNES, CSA, ASI, DLR)
• 13 laboratoires français impliqués

Pour la mission C²OMODO :

• 2 radiomètres micro-ondes de nouvelle génération fournis par le CNES
• 3 plages de fréquences : 89 GHz ; 183 GHz et 325 GHz
• Jusqu’à 3km de résolution spatiale

Dates clés

• 2030-2031 : Lancements de CALIGOLA, AOS Sky et HAWCsat (orbite polaire)
• Début 2030 : Lancement conjoint d’AOS Storm et PMM embarquant les radiomètres français C²OMODO (orbite inclinée)
• Juillet 2024 : Passage en Phase B de la contribution française à AOS
• Mai 2021 : La NASA invite officiellement le CNES à contribuer à la mission AOS (pré-phase A)
• 2019 : Les SPS et CPS du CNES recommandent la participation française à AOS

Le projet en bref

Le programme AOS vise à caractériser de la manière la plus complète possible l’atmosphère terrestre en créant un observatoire spatial embarquant des instruments de natures très différentes (radars, lidars, polarimètre, radiomètres micro-ondes et infrarouges). Les questions scientifiques majeures sous-jacentes concernent trois grands thèmes : les nuages, la convection et les précipitations, les aérosols. Plus exactement, AOS vise à fournir des observations complémentaires et inédites de l’atmosphère, par des instruments actifs et passifs, afin de permettre l’amélioration des modèles météorologiques, de la qualité de l’air mais aussi de réduire les incertitudes des projections climatiques.

A ce titre, la mission C²OMODO, en s’appuyant sur un tandem de radiomètres micro-ondes fournis par le CNES, va permettre des études scientifiques tout à fait nouvelles sur la dynamique des systèmes convectifs, qui est l’un des éléments majeurs permettant d’améliorer notre compréhension de la manière dont les cycles de l’énergie et de l’eau sur Terre répondent aux changements climatiques.

Les systèmes convectifs dits « profonds » ont en effet un rôle central. Ils sont, par exemple, la cause d’importants échanges de masses d’air, d’aérosols et d’eau entre les basses et les plus hautes couches de l’atmosphère. Ils ont également un impact sur la circulation des masses d’air à l’échelle du globe. Cependant, ils sont encore mal caractérisés et donc mal représentés par les modèles météorologiques ou les modèles de circulation atmosphérique actuels, en particulier concernant leur vitesse verticale.

Pour la première fois, les systèmes convectifs seront observés par deux instruments similaires, à deux minutes d’intervalle, et à différentes fréquences, ce qui permettra d’en estimer notamment la vitesse verticale. Les données fournies par ce tandem de radiomètres permettront ainsi d’étudier de manière totalement inédite les systèmes convectifs profonds (notamment à l’origine des orages tropicaux) afin de comprendre comment ces nuages et ces orages naissent et se développent. Cette meilleure compréhension devrait permettre une amélioration de la qualité des modèles de météorologie et de climat et donc une meilleure prédiction des événements extrêmes.

Rôle du CNES dans le projet

Le CNES agit en maître d’œuvre de la mission C²OMODO, la contribution française au programme AOS, et se charge de l’interface avec les agences spatiales partenaires ainsi que de l‘accompagnement des laboratoires scientifiques dans leurs activités. Le CNES est notamment responsable de la fourniture des deux radiomètres microondes, l’un à la NASA et l’autre à la JAXA, ainsi que du développement et de la fourniture des chaines de traitement associées. Les radiomètres baptisés C²OMODOR (C²OMODO Radiometer) sont développés sous maitrise d’œuvre industrielle par Airbus Defence and Space à Toulouse et les produits issus de la mission seront distribués par AERIS, l'un des pôles nationaux de l'Infrastructure de Recherche Système Terre Data Terra.

Contacts CNES

Chef de Projet
Thierry AMIOT
Courriel : thierry.amiot at cnes.fr

Responsable segment bord
Rocio REDONDO
Courriel : rocio.redondo at cnes.fr

Responsable système
Nathalie STEUNOU
Courriel : nathalie.steunou at cnes.fr

Responsable thématique Physique de l’Atmosphère, Météorologie du CNES
Adrien DESCHAMPS
Courriel : adrien.deschamps at cnes.fr