Observations combinées Calipso/CloudSat sur la journée du 22 octobre superposées aux images nuages issues de l' instrument MODIS du satellite Aqua - Crédits : NASA.
Cette image illustre la grande variété de structures nuageuses au-dessus de l'Europe du Nord et montre comment le lidar et le radar fournissent des informations sur la hauteur des nuages et leur épaisseur (très utile pour le bilan radiatif de la Terre). Cette information n'est pas visible d'après les images MODIS seules. Les données du lidar Calipso et du radar CloudSat apparaissent en tranches verticales dans l'atmosphère. Les données du lidar Calipso sont représentées sous la forme d'une tranche bleutée, avec des couleurs rouges et jaunes indiquant la présence des nuages ou d'aérosols. Les données radar CloudSat sont superposées sur la tranche Calipso dans des couleurs plus vives et pleines, les zones de forte précipitations apparaissent en rouge et en rose.
Ces deux missions se suivent depuis plus de douze ans ! Calipso et CloudSat ont été lancés en 2006 pour rejoindre les satellites de la constellation A-Train et ont depuis collecté ensemble des données concernant la distribution verticale des nuages et celle des aérosols à l'échelle du globe, fournissant ainsi des informations inestimables pour la recherche climatique. Ces deux missions sont désormais considérées comme des « vigies du climat », et référencées comme telles dans le dernier rapport du groupe international d'expert sur le climat (GIEC).
Un problème bord a contraint CloudSat à quitter l'A-Train en février 2018 vers une orbite plus basse et à rompre ainsi la longue série de mesures communes Calipso/CloudSat. Aussitôt la communauté scientifique et les équipes projet ont œuvré pour prolonger cette précieuse collaboration (voir « Au revoir A-Train, bonjour C-Train ! »).
Pour rappel, Calipso, mission franco-américaine CNES/NASA a pour instrument principal un lidar CALIOP à rétrodiffusion (NASA/Ball Aerospace). Il émet des impulsions lumineuses vers la surface de la Terre qui se réfléchissent sur les couches de l'atmosphère en captant ses différentes signatures. CALIOP permet ainsi de mesurer avec précision la hauteur et les propriétés radiatives des nuages et des couches d'aérosols.
Un imageur infrarouge Français (IIR, CNES/SODERN) et une caméra visible (WFC, NASA) complètent la charge utile en fournissant le contexte spatial de la mesure acquise par le lidar. Les mesures infrarouges permettent d'améliorer la restitution des propriétés optiques et microphysiques des nuages.
CloudSat, est une mission NASA, son instrument principal est un radar, sondeur vertical de nuages qui fonctionne sur le même principe et de façon complémentaire au lidar.
Les 2 missions se complètent idéalement et ont délivré, de façon unique et sans précédent, la structure verticale des nuages. Chaque instrument a ses nuages de prédilection : le lidar détecte avec précision les nuages hauts fins et les aérosols, alors que les micro-ondes du radar sont sensibles aux nuages plus épais et plus bas, comme ceux qui produisent la pluie. Cette complémentarité est essentielle pour déterminer le rôle que jouent les nuages et les aérosols dans le système climatique de la Terre.
Elle a permis, par exemple, de mieux comprendre l'effet d'albédo (réfléchissant) des nuages par rapport à leur effet de serre opposé (image ci-dessous), de quantifier enfin ce processus et son effet sur le climat. Un article vient justement de sortir sur ce sujet dans la prestigieuse revue Nature (Space lidar observations constrain longwave cloud feedback, Vaillant de Guélis et al., novembre 2018)
Les 2 satellites se sont également complétés l'un l'autre en révélant d'importantes connaissances sur les interactions des aérosols sur les nuages ainsi que sur les précipitations permettant d'améliorer significativement les modèles existants (climat, météo et qualité de l'air). Un grand pas a été franchi dans le domaine.
Les produits de données de CALIPSO et de CloudSat ont été cités dans des milliers de publications scientifiques, et cela continue à un rythme soutenu : 260 publications en moyenne par an, soit une publication citant Calipso à chaque jour ouvré !
C'est pourquoi la décision pour Calipso de rejoindre CloudSat a été prise unanimement par la communauté scientifique et les projets : sans hésitation, du point de vue scientifique, CALIPSO sera beaucoup plus utile au côté de CloudSat. De plus, la nouvelle orbite « C-Train » a été optimisée pour maintenir une synergie avec les autres satellites de la constellation A-Train (revisite tous les 20 jours).
Les 2 satellites sont à nouveaux réunis depuis mi-octobre, espacés de 55 secondes seulement, configuration optimale pour quelques années supplémentaires de données indispensables et complémentaires sur les nuages et les aérosols.
