Observation de la Terre

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Etude et observation de la Terre

Le CNES s'est intéressé très tôt aux programmes d'observation de la Terre et à ses applications, il en est aujourd'hui l'un des principaux acteurs mondiaux.

Environnement et climat

La presque totalité des programmes d'observation de la Terre ont une préoccupation en commun, la compréhension des phénomènes climatiques et la prévision de l'évolution du climat terrestre et ses conséquences sur l'environnement.

En effet, le climat est déterminé par un ensemble complexe d'interactions entre l'atmosphère, l'océan, les grands glaciers, les banquises et la biosphère. Les océans redistribuent des quantités phénoménales d'énergie à la surface de la Terre. La végétation contrôle largement les échanges d'énergie et d'eau entre le sol et l'atmosphère. La biomasse d'une façon générale, par l'intermédiaire de la respiration et de la photosynthèse, influence fortement le contenu en gaz carbonique de l'atmosphère.

Ainsi les recherches sur l'effet de serre et les changements climatiques doivent-elles prendre en compte les phénomènes atmosphériques comme le rôle des activités humaines, de la biosphère et des océans dans les cycles des gaz à effet de serre, comme le gaz carbonique.

L'objectif du CNES, à travers ses programmes ou les missions internationales auxquels il participe, est de fournir des instruments spatiaux originaux répondant aux besoins de la communauté scientifique nationale et des grands programmes internationaux comme le Programme Mondial de Recherche sur le Climat et le Programme International Géosphère-Biosphère.

Observation et collecte de données

L'observation et la collecte de données depuis l'espace, en permettant une surveillance uniforme et permanente des terres émergées, des océans et de l'atmosphère, sont des sources d'informations très précieuses pour les programmes de recherche ayant pour objectif une meilleure compréhension de notre planète.

L'observation spatiale joue également un rôle très important dans l'étude et le suivi des milieux naturels et humains, à l'échelle locale, régionale et globale. Elle est utile à la prévision météorologique, la cartographie, la gestion des ressources, renouvelables ou non, la surveillance de l'environnement, etc.

L'intégration de ces observations, avec des mesures sur le terrain ou les efforts de simulation par des modèles, permet le développement d'applications opérationnelles de télédétection.

Géodésie spatiale et étude de la terre solide

La mesure de la planète, ses formes et ses mouvements, est une préoccupation scientifique des plus anciennes à laquelle l'ère spatiale a apporté des outils très puissants. L'observation des modifications de trajectoires de satellites, et en particulier Starlette puis Stella, permet de suivre avec précision le champ de gravité terrestre et ses variations. Le système Doris donne la localisation absolue de stations au sol et la mesure précise des mouvements des plaques tectoniques, du mouvement des pôles, de la rotation de la Terre. Topex-Poséidon observe les marées océaniques ou la forme du géoïde au niveau des océans. Le satellite danois Oersted, auquel collabore le CNES, étudie le champ magnétique terrestre interne et l'environnement magnétique de la planète.

Les terres émergées

Depuis 1986, la filière des satellites SPOT procure des images de la Terre d'une grande précision.
Elles sont le support de la cartographie moderne, permettent d'observer et de quantifier les processus écologiques naturels ou induits par les activités humaines, servent d'aide à la gestions des ressources naturelles, à l'aménagement du territoire. Sur Spot 4, l'instrument Végétation augmentera la précision d'observation de la biosphère continentale et complétera les mesures réalisées grâce à l'instrument Polder.

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L'océan

Au coeur de l'expérience internationale WOCE (World ocean circulation experiment) le satellite Franco américain Topex-Poséidon, et bientôt son successeur Jason, se penche sur les courants océaniques, la hauteur des vagues, la vitesse du vent sur l'océan, etc. Le système Doris embarqué sur Topex-Poséidon est responsable de la très grande précision des mesures. Des observations complémentaires dans ce domaine sont fournies par les satellites Spot, ou le système de balises Argos. Quant à l'instrument Polder embarqué sur le satellite japonais Adeos, il a pu effectuer des observations de la couleur de l'eau témoin de la présence de phytoplancton à la surface des océans.

L'atmosphère

L'atmosphère est au centre de nombreux programmes d'observation de la Terre. Outre une meilleure connaissance des mécanismes complexes du climat et de son évolution, ces études servent aussi la précision de nombre d'observations de la Terre qui sont perturbées par certains phénomènes atmosphériques, leur mesure est requise pour effectuer les corrections nécessaires.

Les instruments Scarab, Iasi,Polder et Alissa concourent à une meilleure connaissance du bilan radiatif de la Terre et de la structure thermodynamique de l'atmosphère en étudiant notamment le rôle des aérosols et des nuages. Ils participent aux objectifs du programme international GEWEX (Global energy and water cycle experiment).

L'instrument franco-canadien Windii mesure les profils de vent et de température dans la stratosphère. Le spectromètre franco-belge SOLSPEC a permis de caractériser la variabilité du spectre solaire UV au cours de plusieurs vols de la navette américaine. Dans le domaine de la chimie stratosphérique, le CNES et la communauté scientifique française participent aux expériences POAM du NRL américain embarquées sur les satellites SPOT.

Quant à la vaste expérience internationale Stratéole, elle étudiera bientôt le détail de la chimie de l'ozone dans cette région si particulière qu'est la stratosphère antarctique. L'effort de recherche français sur la dynamique et la physico-chimie de la stratosphère et de la mésosphère reste centré sur l'étude des processus de destruction de l'ozone. L'observation s'appuie sur des ballons stratosphériques, des avions instrumentés et des systèmes spatiaux.

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