B. LES INTERACTIONS AÉROSOLS-NUAGES-RAYONNEMENT
Les recherches sur ce thème mobilisent de nombreux laboratoires et organismes français et s'appuient sur 1"utilisation conjointe de systèmes spatiaux à vocation globale, des moyens aéroportés indispensables à l'étude des processus à méso-échelle et d'une hiérarchie de modèles numériques.
L'observation du bilan radiatif à l'aide de l'instrument ScaRaB, conçu par le Laboratoire de Météorologie Dynamique (CNRS) et Roshydromet (Russie) a été limitée suite à un incident technique. Le groupe scientifique ISSWG (International ScaRaB Scientific Working Group) exploite les 8 mois de données complétant utilement les 13 mois de données recueillis précédemment.
Enfin, les expériences sur la station MIR ont également inclut un volet sciences de la Terre. Le lidar ALISSA a été lancé avec le module Priroda en 1996. Une quarantaine de profils de sondages de l'atmosphère ont pu être réalisés de septembre 1996 à décembre 1997. Ils ont mis en évidence la capacité des lidars embarqués à déceler plusieurs couches dans la couverture nuageuse. En 1999, deux lasers de nouvelle génération, fournissant deux fois plus d'énergie, furent installés sur ALISSA. Ces premières expériences de lidar embarqué ont permis à la communauté scientifique française d'acquérir une grande expérience dans ce domaine matérialisée aujourd'hui par la réalisation de la mission PICASSO-CENA (coopération franco-américaine).
Le lidar franco-russe Alissa, expérience à laquelle participe le Service d'Aéronomie du CNRS, a de nouveau été utilisé dans une version améliorée à bord de la station Mir. La détermination de l'altitude des nuages et de certains paramètres microphysiques contribue à l'étude des interactions nuages-rayonnement.
Le sondeur infrarouge Iasi (Interféromètre Atmosphérique pour le Sondage Infrarouge) est un instrument de la charge utile du programme Metop (satellites météorologiques européens en orbite polaire) de l'Agence Spatiale Européenne et de Eumetsat, dont le premier modèle devrait être lancé en 2003. Ce sondeur est nécessaire au progrès de la prévision numérique du temps et à la recherche sur le climat : ses performances spectrales et radiométriques permettront en effet d'observer les profils de température et d'humidité dans la troposphère avec une précision respectivement de 1° K et 10 % et une résolution verticale (1 km) hors d'atteinte des sondeurs opérationnels actuels, et d'accéder à des mesures de contenus intégrés de gaz comme l'ozone, le méthane et le monoxyde de carbone qui jouent un rôle clé dans l'effet de serre additionnel.
L'utilisation des données IMG a permis de développer des algorithmes de restitution du monoxyde de carbone qui pourront être réutilisés pour la production opérationnelle des données Iasi.
La mission Picasso-Cena a pour objet l'étude de l'influence des aérosols et des nuages sur le climat afin d'en prévoir les évolutions à long terme. Cette mission comprendra un lidar, un spectromètre bande A (oxygène), un imageur infrarouge et une caméra dans le domaine visible. Le lancement est prévu en mars 2003. Cette mission sera coordonnée avec la mission EOS-PM (Aqua) lancée à la fin de cette année.
Les Etats-Unis et le Canada ont prévu d'y adjoindre un satellite Cloudsat, embarquant notamment un radar 94 GHz, et qui sera lancé simultanément à Picasso-Cena. En France, le CNES a décidé une mission complémentaire sur micro-satellite Parasol avec un instrument Polder (mesure de la polarisation dans le visible et le proche infrarouge), dont le lancement est prévu en 2004.
Cet ensemble de quatre satellites contribuera de façon unique à la connaissance et à la compréhension des interactions aérosols-nuages-rayonnement. Les données ainsi recueillies permettront d'améliorer la détermination des forçages directs et indirects des aérosols et des nuages sur le bilan radiatif. De nombreux travaux préparatoires à cette mission ont eu lieu en particulier plusieurs expériences Carl alliant mesures in-situ et télédétectées au sol et aéroportées.
La mission Aeolus, deuxième mission-cadre du programme Earth Explorer de l'Agence Spatiale Européenne, destinée à la mesure du vent par rétrodiffusion lidar, a été préparée par le développement franco-allemand d'un lidar vent aéroporté Wind. Cet instrument participe désormais aux campagnes d'étude de la dynamique atmosphérique de méso-échelle.
En collaboration avec l'Agence Spatiale Indienne (ISRO), le CNES poursuit les travaux de définition de la mission Megha-Tropiques dont l'objectif est l'étude du cycle de l'eau et des échanges d'énergie dans la zone tropicale, région dans laquelle les échanges énergétiques sont fondamentaux pour le climat de la Terre. La charge utile serait composée de trois instruments : un radiomètre imageur hyperfréquence à 6 canaux, destiné à l'estimation des paramètres de l'eau (Madras), un radiomètre hyperfréquence sondeur d'humidité (Saphir), et l'instrument de mesure du bilan énergétique ScaRaB. Le lancement du satellite pourrait intervenir vers 2006.
L'accommodation de l'instrument Saphir est également étudiée sur une plateforme micro-satellite. L'objectif de la mission qui pourrait lancée dès 2005 serait alors la mesure du profil de vapeur d'eau dans la troposphère de la ceinture tropicale.
L'étude des systèmes convectifs en zone équatoriale est aussi l'objectif d'une autre mission microsatellite, Orages, destinée à l'observation de l'activité électrique de ces systèmes. Cette mission pourrait également être programmée dès 2005.