Les plus récents satellites d’observation des tempêtes de la NASA ont recueilli leurs premières vues des ouragans, offrant aux scientifiques un nouvel outil pour comprendre le fonctionnement interne des tempêtes sur des périodes plus courtes.
Les données de la Mission TROPIQUES— abréviation de Time-Resolved Observations of Precipitation structure and storm Intensity with a Constellation of Smallsats — aidera les météorologues à en savoir plus sur les facteurs environnementaux qui contribuent à la structure et à l’intensité des ouragans. De telles informations pourraient s’avérer utiles pour la NOAA, le Joint Typhoon Warning Center des États-Unis et les agences internationales chargées d’élaborer des prévisions d’ouragans, de typhons et de cyclones.
« Alors que les communautés du monde entier subissent les impacts croissants de l’augmentation des conditions météorologiques extrêmes, il n’a jamais été aussi important de fournir des données en temps opportun à ceux qui en ont le plus besoin pour sauver des moyens de subsistance et des vies », a déclaré l’administrateur de la NASA, Bill Nelson. « TROPICS fournira des informations vitales aux prévisionnistes, nous aidant tous à mieux nous préparer aux ouragans et aux tempêtes tropicales. »
Fin juin 2023, la mission TROPICS a acquis des données pour les images des premières tempêtes nommées de la saison des ouragans du Pacifique Est. L’ouragan Adrian s’est développé près de la côte ouest du Mexique mais s’est éloigné des terres. L’animation et les images fixes montrent l’évolution des nuages de la tempête du matin du 28 juin à l’après-midi du 29 juin. (Les images présentées ont été sélectionnées à partir de près de deux douzaines prises par les satellites à cette époque.) À proximité, Beatriz se développait en une tempête tropicale, visible sur ces images comme les nuages moins organisés plus près de la côte.
TROPICS est une constellation de quatre CubeSats identiques conçus pour observer les cyclones tropicaux. Les satellites économiques de la taille d’un carton de lait ont été lancés en mai 2023 par Rocket Lab. Chaque TROPICS CubeSat contient un radiomètre à micro-ondes qui collecte des données sur 12 canaux pour détecter les températures, l’humidité et les précipitations autour et dans une tempête.
Les images de l’animation ont été construites à partir de données collectées par un seul canal (205 gigahertz) sensible à la glace dans les nuages. Chaque scène affiche la température de luminosité ; c’est-à-dire l’intensité du rayonnement détectable à cette fréquence de canal se déplaçant vers le haut depuis les couches nuageuses et vers les satellites.
Cette animation montre l’évolution de l’ouragan Adrian entre 8 h 31 heure locale le 28 juin 2023 et 16 h 18 heure locale le 29 juin 2023. Les données de l’animation ont été acquises par la mission TROPICS, la nouvelle constellation de satellites d’observation des tempêtes de la NASA. Crédit : Images de l’Observatoire de la Terre de la NASA par Lauren Dauphin, à partir des données fournies par l’équipe TROPICS
Les températures de luminosité froides (en bleu) représentent le rayonnement qui a été diffusé par les particules de glace dans les nuages d’orage. Plus la température est froide, plus il y a de glace dans une colonne de l’atmosphère. La glace dans les nuages est une indication d’un mouvement intense de chaleur et d’humidité (convection) dans une tempête, a noté Will McCarty, scientifique du programme TROPICS et responsable du programme pour la météo et la dynamique atmosphérique au siège de la NASA.
Scott Braun, météorologue de recherche au Goddard Space Flight Center de la NASA et scientifique du projet TROPICS, a expliqué que les modèles observés dans les données de température de luminosité peuvent indiquer l’emplacement des bandes de pluie, l’intensité de la convection, si la tempête a formé un œil et comment ces structures évoluent avec le temps. Tous sont importants pour comprendre comment les tempêtes vont évoluer.
« Les changements structurels de la température de luminosité peuvent nous aider à savoir si une tempête s’intensifie ou s’affaiblit », a déclaré Patrick Duran, responsable adjoint des applications du programme de la mission au Marshall Space Flight Center de la NASA. Ces changements structurels sont moins apparents dans les images en couleurs naturelles, qui montrent principalement le sommet des nuages. Et certaines caractéristiques, telles que l’œil, apparaissent souvent dans les images micro-ondes avant d’être détectées par les capteurs infrarouges d’autres satellites.
Des mesures micro-ondes similaires peuvent être effectuées avec d’autres satellites, tels que la mission Global Precipitation Measurement (GPM). TROPICS, cependant, a un avantage temporel. Alors que les orbites de la plupart des satellites scientifiques ne permettent d’observer une tempête que toutes les six à 12 heures, l’orbite terrestre basse et les multiples satellites de TROPICS peuvent permettre l’imagerie d’une tempête environ une fois par heure. C’est un gros avantage lorsqu’on essaie de comprendre une tempête qui évolue rapidement.
« Les observations à plusieurs reprises de TROPICS montrent une structure détaillée dans l’œil interne et les bandes de pluie des cyclones tropicaux », a déclaré William Blackwell, chercheur principal de la mission au Lincoln Laboratory du MIT. « Les données rapidement mises à jour fournies par TROPICS montrent de manière unique l’évolution dynamique de la structure de la tempête et des conditions environnementales. »
Certains de ces changements structurels sont apparents dans les séries d’animations et d’images. La première image de l’animation montre l’œil en développement de la tempête, visible sous la forme d’une zone plus chaude entourée de zones plus froides associées à des nuages et à des précipitations de glace. À peu près au moment de cette image, le National Hurricane Center de la NOAA avait récemment fait passer Adrian d’une tempête tropicale à un ouragan de catégorie 1. Elle a continué à se renforcer et est restée une tempête de catégorie 1 tout au long de cette série d’images.
Dans la deuxième image, une plus petite couverture de températures fraîches indique un affaiblissement de la convection, en particulier dans le mur de l’œil. À la troisième image, le mur de l’œil montre une convection plus forte et l’œil semble plus petit, ce qui se produit souvent lorsqu’une tempête s’intensifie. À la cinquième image, une forte convection est apparente au sud de l’œil, une nouvelle bande de pluie s’est développée du côté nord et l’œil atteint sa plus petite taille vue dans la série d’images.