Images IR

Les images satellitaires infrarouges (longueur d'onde = 11 microns) présentent la température (en C) du sommet des nuages ou du sol (en absence de nuages) selon une échelle de couleur qui se trouve au bas de l'image. La radiation et la température sont reliées l'une de la façon suivante. Selon la théorie corpusculaire, on peut représenter la radiation comme étant constituée de photons qui ont une certaine énergie liée à la longueur díonde de cette radiation. Lorsque les photons arrivent à un nuage (corps noir dans la bande de 11 microns), ils sont absorbés par ce dernier puisquíun corps noir dans une bande spectrale (un nuage dans notre cas) absorbe et émet toute la radiation provenant de cette bande (11 microns) puisque l'atmosphère n'absorbe pas et n'émet pas dans cette bande. Quand ces photons sont absorbés par le nuage, il y a un transfert díénergie radiative en énergie thermique puisque líabsorption de photons augmente líénergie cinétique des molécules. On constate donc quíil y a un lien direct entre la radiation et la température. Mathématiquement, ce lien entre la radiation et la température síexprime par la loi de Planck. De ceci, on peut dire que lorsque la température d'un nuage est basse, il émet très peu d'énergie. Normalement, plus le sommet du nuage est haut, plus la température du sommet de ce nuage est basse et vice versa. Puisque la radiation infrarouge dans la bande de 11 microns n'est ni absorbée, ni émise par l'atmosphère mais qu'elle est émise par les nuages et le sol, il est possible de voir la distribution des nuages au-dessus d'une région donné, même la nuit, par l'entremise des images infrarouges.

Par contre, il faut être prudent dans l'interprétation de ce type d'image. En effet, on peut voir sur la figure 1a) que lorsqu'un nuage est épais, la radiation émise au sommet de ce nuage est liée à la température du sommet du nuage. Cependant, lorsque le nuage est mince, il peut arriver qu'une fraction du rayonnement incident provenant du sol passe au travers du nuage. Dans ce cas, la température du sommet du nuage détectée par le satellite correspond à la somme des deux contributions suivantes:

Ceci fait en sorte que le satellite détecte une température du sommet du nuage qui est plus chaude que la réalité. Alors, on peut avoir l'impression qu'il s'agit d'un nuage plus bas que la réalité.
 

Figure 1: Schéma des processus radiatifs en fonction de l'épaisseur d'un nuage.

Sur cette page, nous allons regarder de façon générale les différentes informations que peuvent nous fournir les images satellites infrarouge. Dans une section ultérieure, nous verrons plus en détail l'analyse de la situation météorologique à l'aide des données de surface et d'altitude tel que l'analyse de surface, les images radars et les sondages atmosphériques.

Voici l'image satellite infrarouge du UCAR le 3 avril 2001 à 1345 GMT. Cette image a été prise au même moment que celle qui vient d'être présenté dans la section images visibles.
 
 


Figure2: Image infrarouge du UCAR le 3 avril 2001 à 1345 GMT. L'échelle au bas de l'image représente la température du sommet des nuages en C. Les endroits où il n'y a pas de nuages (selon l'image visible), c'est la température de surface qui est indiquée sur l'image.

Sur la figure 2 on peut voir les choses suivantes:

Pour la zone 1:

Dans la zone nuageuse 1, on peut voir que la température du sommet des nuages au centre de la zone se situe entre -60 et -65 C ce qui suggère que les nuages dans cette région sont assez haut. Par contre, avec ce type d'image, on ne peut pas connaître l'épaisseur du nuage et on ne peut pas savoir s'il y a des nuages de niveaux inférieurs. La seule information qu'on a par cette image c'est une idée de la hauteur des nuages.

À la frontière de la zone 1, on peut constater les sommets nuageux sont plus chauds (entre -5 et -10 C à l'ouest de la zone et entre -20 et -25 C à l'est de la zone). Donc, cette image nous permet de dire que les nuages au centre de la zone 1 sont plus hauts que ceux à la frontière de la zone.

Pour la zones 2:

En ce qui concerne les nuages de la zone 2, on peut voir que les températures (donc la hauteur) des sommets nuageux sont très variés. En effet, les nuages les plus hauts se trouve au sud-ouest de la zone. Puisque la hauteur des nuages pour cette zone n'est pas constante, on peut en déduire que le type de nuage n'est pas le même pour toute la zone.

Pour la zone 4:

Dans la zone 4, on voit qu'il y a des petites zones («tâches») qui ont une température plus froides (sensiblement uniforme) que les alentours.  Dans ce cas-ci, ces zones plus froides se trouvent à être les crêtes des montagnes enneigées alors que les zones plus chaudes aux alentours sont les vallées. La façon de reconnaître qu'il s'agit des montagnes est par la stucture organisée de ces «tâches».

Pour la zone 5:

Dans la zone 5, on voit une zone nuageuse dont les nuages sont plus chauds que ceux des zone 1, et 2. Ceci suggère que les nuages de cette zone sont moins haut que ceux des autres zones. Bien que la température du sommet des nuages ne nous informe pas sur l'épaisseur de ces derniers, on peut voir quelques zones plus chaudes (ayant une température de l'ordre de celle du sol) dans le sud de la zone qui peut nous laisser croire qu'il y a des trous dans ces nuages.

Il existe deux façon de présenter les images satellites infrarouges:


Figure 3: Image infrarouge du UCAR le 3 avril 2001 à 1345 GMT. L'échelle au bas de l'image représente la température du sommet des nuages en C. Les endroits où il n'y a pas de nuages (selon l'image visible), c'est la température de surface qui est indiquée sur l'image.

On peut voir que la figure 3 est identique à la figure 2 masi qu'elle est en noir et blanc. Sur la figure 2, les couleurs froides représentent les températures froides et les couleurs chaudes représentent les températures chaudes. Sur la figure 3, les teintes pâles indiquent les températures froides alors que les teintes foncées indiquent les températures chaudes. Donc, sur la figure 3 un nuages froid (comme dans la zone 1 et le sud-ouest de la zone 2) est très blanc et très brillant.


Menu

Interprétation des images


images visibles
animations
analyse de la situation météorologique
images de vapeur d'eau
formes caractéristiques des nuages
composite
autres sites sur les satellites