La Terre en direct
Dans quelles parties du globe terrestre fait-il jour ou nuit, en
ce moment ? Réponse avec cette vue, centrée sur la France et actualisée en permanence, de notre planète.
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Earth and Moon Viewer
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En plus de la Terre, vous pouvez également voir la Lune de la Terre, Soleil, NightSide, au-dessus nommé formations sur la surface lunaire.ou comme
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Crédits
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Relatif logiciels sur ce site
Les utilisateurs Windows peuvent créer des images comme ça en temps réel, sur leurs propres machines, ainsi vue comme le ciel, les étoiles à l'horizon, le solaire système, les orbites des astéroïdes et des comètes, et plus encore avec
Home Planet, Mon domaine public Terre / Espace / simulateur Sky disponibles pour votre téléchargement plaisir. Autre domaine public l'astronomie et l'espace des logiciels disponibles sur le même site comprend:
Sur le Web:Eclipse
2008 -- Nucléaire nord-Ninety, Eclipse
2001 -- In Darkness: Afrique, et Eclipse
1999 -- Expédition vers l'Iran.Lune au périgée et d'apogée.Solar System
Live: Orrery interactifs.Suisse
à partir de l'espace.Terranova: une planète terraformée chaque jour de nouveaux.Your Sky fait des cartes star personnalisé pour n'importe quel endroit sur Terre à une date et l'heure.
Pour Windows:Home Planet, Earth Screen Saver, Sky Screen Saver,
Moontool, Cratères économiseur d'écran, Et un Excel Le catalogue du Mont Palomar Observatory Sky Survey.
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par John Walker
Ces satellites qui veillent sur nous
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Il y a ceux qui regardent l'atmosphère, ceux qui sondent les océans,
ceux qui photographient le sol. Pourquoi les satellites scrutent-ils
ainsi notre planète dans ses moindres détails? Et que nous
apprennent-ils sur l'intimité de la Terre ?
Satellites artificiels
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Deux types d'orbites : géostationnaire et polaire.
Cartographie, niveau des mers, pollution, météo… L'apport des satellites
dans la connaissance du globe est considérable. Certes, on les voit peu
(et pour cause, ils sont loin) mais sans eux, que saurait-on de notre
planète ?
Au départ, satellite viendrait d'un mot latin signifiant garde du corps,
complice. Kepler lui attribue un sens moderne en 1611 lorsqu'il observe
des corps tournant autour de Jupiter. Mais le premier satellite
artificiel, lui, date du 4 octobre 1957. C'est Spoutnik-1, placé en
orbite par les Soviétiques. Depuis près de 40 ans, plus de 5 000
satellites artificiels ont été envoyés graviter autour de la Terre mais
aussi autour d'autres planètes du système solaire.
Objets technologiques, mouvement naturel
Satellite artificiel ? Comme leur nom l'indique, rien de naturel dans
ces appareils, condensés de technologies valant des fortunes. En
revanche, comme les satellites "naturels", tels la Lune ou Titan, les
"artificiels" tournent de façon périodique autour d'un corps massif, ce
mouvement étant principalement déterminé par le champ de gravité de ce
corps.
Nul besoin de moteur, donc, pour graviter autour d'un objet céleste.
Seule est nécessaire une poussée, fournie par un lanceur du type Ariane,
afin d'extraire le satellite de l'attraction terrestre puis de le
placer en orbite.
Des orbites de deux types
Côté orbite justement, il en existe plusieurs types. On distingue les
satellites géostationnaires : situés à environ 36 000 km de haut
(35 786 km exactement), ils tournent à la même vitesse que la Terre
tourne sur elle-même, et restent donc à la même position apparente
depuis le sol : ils paraissent immobiles dans le ciel. Ils sont surtout
utilisés pour les télécommunications, et la télédétection, que ce soit
du sol ou de l'atmosphère.
Les satellites à défilement, eux, semblent bouger car leur orbite ne
suit pas la rotation de la Terre. Parmi eux, les satellites à orbites
polaires, qui passent au-dessus des pôles. Certains d'entre eux sont
héliosynchrones. Souvent situés à des basses altitudes, entre 600 et 800
km, ils se déplacent de manière à passer au-dessus d'un point donné de
la surface terrestre à la même heure solaire locale à chaque fois. Ils
sont utilisés pour la télédétection, l'espionnage et la météo.
Pourquoi choisir une orbite géostationnaire plutôt qu'une
héliosynchrone ? C'est selon l'usage qu'on veut en faire. En général,
les satellites de télédétection sont en orbite basse, sous 1 000 km,
sauf les satellites météo qui sont, eux, placés en orbite
géostationnaire à environ 36 000 km de la Terre.
Orbites
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Deux types d'orbites : géostationnaire et polaire.
Situé à 36 000 km d'altitude, un satellite géostationnaire apparaît
immobile. En réalité, il voyage à plus de 10 000 km/h dans le plan de
l'équateur, et effectue (comme la Terre) une orbite complète en 23 h 56 min. À une altitude généralement assez basse, un satellite en orbite polaire
survole les pôles à chaque révolution. Avec une inclinaison proche de
90°, il survole la quasi-totalité de la Terre et est de ce fait très intéressant pour l'observation de la Terre. Il peut aussi être héliosynchrone s'il passe toujours à la même heure solaire au-dessus d'un même point. Cette orbite permet d'observer une même région dans des conditions d'éclairement similaires à chaque passage.
Télédétection
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Les satellites de télédétections se servent des ondes
électromagnétiques pour scruter notre planète.
Pour prendre le pouls de la Terre et l'ausculter sous toutes les coutures, les satellites de télédétection sont les champions.
Mesurer la Terre à distance
La télédétection ? C'est la mesure ou l'acquisition d'informations
sur un objet ou sur un phénomène, à distance. Bien sûr, un intermédiaire, un instrument de mesure, existe, mais il n'a pas de contact avec l'objet étudié. Ce peut être un appareil photo, un radar, un sonar, un sismographe ou un gravimètre.
Un satellite de télédétection, donc, est un satellite artificiel, en orbite autour de la Terre, et dont l'objectif principal est l'observation de la planète. Terres émergées, océans, atmosphère, glaces… tout se mesure depuis le ciel.
Trahie par les rayonnements
Tout se mesure, donc, mais comment ? A bord des satellites, des
appareils embarqués captent et mesurent certains rayonnements en
provenance de la Terre ou de son atmosphère dans diverses longueurs
d'ondes, avec diverses résolutions spatiales.
Ces capteurs, des dispositifs sensibles à un phénomène physique, peuvent
être passifs, tels les radiomètres : ils ne font qu'enregistrer l'énergie de rayonnement en provenance du domaine visé. D'autres sont dits actifs car ils combinent un émetteur projetant sur ce domaine un rayonnement électromagnétique et un récepteur captant la diffusion en retour de ce rayonnement. C'est le cas des radars (météorologiques ou autres).
De la lumière visible (optique) à l'invisible (infrarouge, ultraviolets), en passant par toutes les gammes de rayonnement électromagnétique, le spectre d'observation est vaste.
La transmission des informations jusqu'à la Terre se fait via les ondes radio, des ondes électromagnétiques, de la même nature que la lumière, mais de plus faible fréquence. L'avantage, c'est que comme la
lumière, elles se déplacent vite : 300 000 km/s. Même si, pour atteindre un satellite géostationnaire à environ 36 000 km d'altitude, une onde radio met un peu plus de 100 ms et autant pour revenir, délai parfois génant.
Et que nous apprennent ces rayonnements ? Ils reflètent certaines
propriétés et permettent de voir, de comprendre et de prévoir les
dynamiques terrestres. Une façon de suivre de manière régulière et
continue l'évolution de la végétation, de la couverture neigeuse, des
aérosols en suspension dans l'atmosphère, de certaines pollutions ou
encore de la température des océans.
Scanner la Terre
Les satellites de télédétections se servent des ondes électromagnétiques
pour scruter notre planète. Certains possèdent des capteurs passifs qui
se contentent de recueillir les rayonnements réfléchis par la cible étudiée. D'autres sont équipés de capteurs actifs (des radars par exemples) qui émettent un signal (sous forme d'ondes) et étudient celui que l'objet visé renvoie.
L'état des lieux
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Pour connaître le niveau des océans,Topex/Poséidon est aidé par
des balises au sol .
De quelle forme est la Terre ? Ronde bien sûr… mais avec quelques
irrégularités, que les satellites savent déceler.
Niveau des mers
En 1992 a été lancé le satellite Topex/Poséidon, fruit d'un
partenariat entre la Nasa, et le Cnes. Sa mission : surveiller le niveau
des océans.
Jusqu'à sa "mort" en octobre 2005, Poséidon a fourni, tous les 10 jours,
la topographie mondiale des océans, le niveau de la mer étant mesuré à
moins de 2 cm près.
Côté technique, ce sont 2 dispositifs qui ont permis ces prouesses.
L'altimètre embarqué dans le satellite émet une onde radar qui réfléchit
sur la surface de l'eau. La distance satellite-surface (d) est déduite
du temps mis par l'onde pour faire l'aller-retour. La hauteur de mer est
égale à la différence entre d et la position du satellite par rapport à
une surface de référence arbitraire (une surface régulière approchant
sa forme réelle que l'on nomme l'ellipsoïde de référence).
Pour plus de précision, des balises terrestres fixes émettent des
rayons laser ou des micro-ondes, dont la vitesse de réception par le
satellite permet de déduire la forme de la surface du sol.
Bilan : sur les 13 années de la mission, le niveau moyen global des
océans a augmenté de 3 mm par an. Phase temporaire ou élévation durable ?
Seule d'autres observations pourraient le dire.
Terre moins ronde que prévue
Alliés aux 24 satellites du système GPS de localisation,
Topex/Poséidon nous permet aussi de connaître la topographie des fonds
océaniques avec une précision de quelques kilomètres.
Finalement, par rapport à l'ellipsoïde de référence, la surface de notre
planète est légèrement plus aplatie au pôle Sud, moins au pôle Nord,
avec des creux (sud de l'Inde) et des bosses ( Islande, Nouvelle
Guinée).
Aujourd'hui, et depuis 2001, le satellite Jason-1, plus moderne, et
capable de livrer des données en temps réel, a pris le relais. Son orbite - identique à celle de Topex/Poséidon - lui permet de survoler 90% des océans non gelés en 10 jours. Il devrait néanmoins être remplacé par Jason-2 en 2008.
Altimétrie
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Pour connaître le niveau des océans,Topex/Poséidon émet une onde qui
réfléchit sur la surface de l'eau. Pour plus de précision, il est aidé
par des balises au sol qui lui envoient des rayons laser, ou des
micro-ondes.
La Terre en détails
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La baie de San Francisco vue du ciel, sous différentes longueurs
d'onde.
"Image satellite". Le terme est devenu courant. Mais quelles sont ces images ? Pourquoi ces couleurs ? Qui les prend ? Les satellites d'observations.
La course à la précision
Le pionnier dans l'observation de la surface terrestre, c'est Landsat,Nasaenvoyé par la en 1972. Aujourd'hui, Landsat-7, placé en
orbite en 1999, le remplace.
Plus perfectionné, offrant des images plus précises, il est équipé de 7
radiomètres (des capteurs sensibles aux rayonnements), 3 dans le
visible, 4 dans le proche infrarouge. De quoi glaner des détails gros de
15 m. Cependant, il sera à son tour détrôné en 2011 par Landsat-8.
En Europe, le plus connu des satellites civils d'observation du sol
terrestre, c'est Spot. Décidé en 1978 par la France, le programme Spot
est réalisé par le CNES (Centre national d'études spatiales) en
collaboration avec la Belgique et la Suède.
Composé d'une série de satellites et d'infrastructures terrestres (17
stations sur les 5 continents), ce programme a débuté en 1986 avec
Spot-1. Ont suivi Spot-2, en1990, Spot-3, en 1993, Spot-4 en 1998 et
enfin Spot-5 en 2002. Situé à 822 km d'altitude en orbite
héliosynchrone, ce dernier satellite offre des images d'une résolution
de 2,5 mètres en noir et blanc et 10 mètres en couleur.
Ils voient tout
A quoi sert ce déploiement de machines ? A une meilleure
connaissance du globe, de ses ressources, des dégâts causés par la
pollution, des conséquences des intempéries importantes, de la
déforestation… Les données fournies par l'imagerie satellite sont aussi
une aide précieuse à l'exploration minière puisqu'elles dévoilent
structure et nature des minéraux des roches et du sol. Elles permettent
également l'étude des réseaux hydrographiques et des glaces.
De là haut, en effet, rien n'échappe aux satellites. En mesurant le
rayonnement solaire réfléchi, ils peuvent "voir" le couvert végétal,
connaître son degré de développement et le type de végétation qui y
pousse. Car suivant qu'il s'agisse de blé, aux feuilles très inclinées,
ou de fraisiers, aux feuilles horizontales, la lumière solaire n'est pas
renvoyée de la même façon.
Ces satellites observent donc la Terre, dans un but scientifique,
économique et militaire. Mais pas seulement. Ces mesures servent
également la cartographie et, de plus en plus, l'archéologie.
Bandes spectrales
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La baie de San Francisco vue sous 4 bandes spectrales différentes, du
visible à l'infrarouge, par le satellite Terra et son instrument ASTER
(Japon/USA), en 2000. Son radiomètre détecte 14 bandes spectrales, du
visible à l'infrarouge.
En haut à gauche : vue infrarouge. La végétation est en rouge,
les zones urbaines en gris, les sédiments bleutés.
En haut à droite : vue infrarouge à plus courte longueur d'onde.
On discerne des differences dans les sols et rochers.
En bas à gauche : Addition de plusieurs vues, donc de plusieurs
bandes spectrales.
En bas à droite : Encore une vue infrarouge (en fausses couleurs)
qui permet cette fois de distinguer la température de l'eau. En rouge,
l'eau chaude, en bleu, plus froide.
Océans
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La température des océans du globe en 2001.
Que peuvent apporter les satellites dans notre connaissance des océans ?
De nombreux détails : direction et vitesse des courants, hauteur des
vagues, température de l'eau, quantité de plancton, déversements
d'hydrocarbures…
Physique des mers
Prenons la température par exemple. Tous les corps, donc l'eau, émettent des radiations. Lorsqu'ils sont dans des températures telluriques (telles qu'on les rencontre sur la Terre et dans l'atmosphère), ils émettent des rayonnements infrarouges thermiques, entre 2,5 et 25 microns de longueur d'onde. De la mesure de l'intensité du rayonnement des mers, on peut déduire leur température en surface.
Les satellites peuvent aussi nous donner accès aux courants et vagues. Pour cela, Swimsat, de la Nasa, utilise un radar qui balaye la surface des océans avec des ondes d'une certaine fréquence. Les rayonnements réémis informent l'appareil de la direction et de la vitesse des courants et de la hauteur des vagues.
Côté vie
Enfin, l'observation satellite des océans donne également une idée de
leur état de santé. Car on peut y lire la vie qui y évolue. Fabriqué
par l'ESA, Envisat s'en charge depuis 2002. Il couvre le globe
entièrement en 3 jours. Grâce à un capteur sensible à 15 bandes
spectrales, le satellite mesure la couleur de la mer. Un moyen de se
renseigner sur les corps en suspension près de sa surface.
En effet, lorsque le Soleil éclaire la surface de l'eau, les particules
en suspension réfléchissent et diffusent sélectivement certaines
radiations. Il suffit de mesurer leur intensité pour savoir ce qui se
passe dans l'eau.
Ceci permet de connaître des informations telles que les concentrations
de chlorophylle ou de sédiments en suspension. Par exemple, on peut
repérer des "blooms" de phytoplancton, des concentrations anormalement
élevées qui forment des mousses néfastes pour les écosystèmes marins… et
agir.
Température des mers
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La température des océans du globe en 2001, prise par MODIS, un capteur qui équipe de nombreux satellites dont Landsat. Cette image a été reconstituée à partir des données recueillies d'après 3 bandes
spectrales différentes. Cela dit, MODIS en possède 36 ! De quoi étudier
de nombreux phénomènes.
Pollution de l'air
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L'évolution du trou de la couche d'ozone.
Les océans et la croûte terrestre ne sont pas les seuls sous surveillance. L'atmosphère aussi. Les satellites ont notamment permis de quantifier la pollution de l'air et sa teneur en gaz à effets de serre.
Les gaz rayonnent
Comment ? Chaque gaz possède un rayonnement qui lui est propre. Pour
le repérer, il suffit de chercher sa longueur d'onde avec un capteur
adapté.
Les concentrations de CO2, principal gaz à effet de serre, comme du
méthane (CH4) ou du monoxyde de carbone sont évaluées, notamment par les satellites américains Noaa, et Terra. Cela a permis de voir la hausse de concentration de CO2 dans l'atmosphère depuis 1987.
Cas de l'ozone
Les satellites ont aussi permis de suivre l'évolution, depuis plus de 25 ans, du fameux trou dans la couche d'ozone. La mesure de la concentration en ozone se fait grâce à plusieurs bandes spectrales dans les ultraviolets.
Parmi les systèmes les plus connus : l'instrument Toms (Total Ozone
Mapping Spectrometer) qui équipe de nombreux satellites de la Nasa ou
Maestro, sur le satellite canadien Scisat.
Enfin, l'étude de l'atmosphère passe aussi par celle de ses aérosols,
les particules en suspension. On utilise pour cela des lidars : ils
fonctionnent sur le principe du radar, mais
émettent une onde laser à la
place d'une onde radio pour observer et caractériser les aérosols. Le
satellite Calipso, du Cnes, en sera équipé. Il devrait être lancé cette
année, permettra sûrement de progresser sur ce thème. Une avancée qui
pourrait en annoncer d'autres dans le domaine de l'observation du
climat.
Le trou de la couche d'ozone
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Ces images montrent la progression du trou de la couche d'ozone entre 1981 et 1999 (en bleu). Elles sont été prises par un instrument de la Nasa nommé Toms, qui équipe de nombreux satellites. Situé au dessus de l'Antarctique, ce "trou" a atteint 10,5 millions de km2 en septembre 1998. Depuis, on a réagi : gaz CFC sont interdits et les scientifiques espèrent une disparition de ce trou d'ici 2050.
Prévoir
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Connaître les vents du globe pour mieux prévoir les déplacements
des ouragans.
Une autre raison, plus pratique - et liée à une forte demande -, d'étudier l'atmosphère, c'est la prévision du temps.L'époque où l'on se contentait d'observer les variations du baromètre pour prédire la météo est révolue. Aujourd'hui, la météorologie moderne réclame beaucoup plus d'informations.
Voir le temps depuis le ciel
En 1977, l'Agence spatiale européenne (ESA) place son premier satellite météorologique sur orbite géostationnaire, Météosat. Jusqu'à 1997, l'ESA a ainsi placé 7 satellites météorologiques portant le nom générique de Météosat.
Pourquoi des satellites pour prévoir le temps ? Les changements de temps
se produisent en basse altitude, dans la couche inférieure de
l'atmosphère. Oui, mais les stations terrestres ne peuvent surveiller
que 20 % de la surface du globe. Les océans, par exemple, sont hors de
leur portée. Seules les observations par satellite ont permis d'effacer
progressivement ces "blancs".
Seuls les satellites placés sur orbite géostationnaire peuvent fournir
ce type d'informations parce qu'ils permettent de couvrir une région
sans interruption. La plupart des satellites météorologiques, comme les
satellites d'observation, utilisent des radiomètres, ces capteurs
sensibles à différents rayonnements.
Météosat-7, par exemple, fournit chaque demi-heure des images de la
surface terrestre et de sa pellicule atmosphérique dans trois canaux de
longueurs d'onde : le visible, qui montre les formations nuageuses,
l'infrarouge thermique, indicateur des températures, et l'infrarouge
absorbé par la vapeur d'eau, pour connaître l'humidité. Ainsi,
Météosat-7 mesure en permanence les profils de température, d'humidité
et de pression atmosphérique, ainsi que la direction et la vitesse des
vents de la surface du sol à la stratosphère.
Des capteurs plus précis
En 2002, Meteosat-7 (même s'il continue à fonctionner) est remplacé
par MSG-1, satellite Météosat de Seconde Génération. Suivi fin 2005 par
MSG-2.
Quoi de neuf ? MSG est équipé d'un radiomètre de pointe qui observe la
surface de la Terre et le couvert nuageux dans douze canaux spectraux
différents (contre trois auparavant). Il fournit également des images
très haute résolution. L'un de ces canaux permet, par exemple, de
distinguer les nuages ordinaires, constitués de gouttes d'eau, des nuages composés de cristaux de glace. Utile pour prévoir plus précisément l'arrivée des orages, et répondre au besoin des transporteurs aériens par exemple.
Météo : les vents
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Le satellite Quickscat, de la Nasa, mesure les vents qui parcourent le
globe. Nuit et jour et quelle que soit la couverture nuageuse. Les
couleurs indiquent la vitesse du vent : plus c'est orange, plus il
souffle fort. Les traits blancs indiquent sa direction. SeaWinds on
September 20, 1999. La tempête à l'est des Etats-Unis est l'ouragan
Gert.
Les séismes
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Demete aidera-t-il ses successeurs à prévenir les tremblements
de Terre?
Déjà, la tectonique, c'est-à-dire le mouvement des plaques et des failles de la croûte terrestre, est connue avec précision grâce aux satellites d'observation comme Spot ou Ers. Les déplacements et déformations des plaques sont mesurés de façon fiable par les 24 satellites du système GPS.
Mais pourrait-on un jour, grâce aux satellites, prévoir les séismes et les éruptions volcanique ?
Observer maintenant, prévoir un jour ?
Pourquoi pas…Depuis 2004, Demeter (pour Detection of Electro-Magnetic Emissions Transmitted from Earthquake Regions), mis au point par le Centre national d'études spatiales (Cnes), sillonne le ciel à 715 km
d'altitude. Son objectif : détecter et mesurer dans l'ionosphère les
perturbations électromagnétiques qui semblent associées aux séismes,
éruptions volcaniques et autres raz-de-marée.
En effet, des études ont observé à environ 100 km d'altitude, des
signaux électromagnétiques assez intrigants quelques secondes avant
certains séismes. La mission de Demeter consiste donc à mesurer ces
phénomènes et à vérifier s'ils sont systématiques.
Durant sa mission qui se terminera cet été, Demeter aura survolé
quelque 400 séismes d'une magnitude supérieure à 5. Grâce à ses
capteurs, il aura enregistré l'activité électromagnétique de notre
planète. S'il confirme l'émission de ces signaux, il permettrait
d'anticiper les tremblements de terre, les éruptions et autres colères
de la planète.
Comment... marche le système GPS ?
Vrai ou faux ? Les ondes radios sont
des ondes sonores
» A lire :
Canicules, inondations, tempêtes... Ces catastrophes sont
prévisibles, grâce aux satellites qui veillent, depuis l'espace, sur
notre planète. D'abord réservés aux militaires puis aux scientifiques,
les satellites ont aujourd'hui envahi notre vie quotidienne : météo,
Internet, téléphone, télévision, GPS, transactions bancaires... Les
satellites seront aussi demain des outils essentiels pour la sécurité
civile et sanitaire. Grâce à ces "sentinelles ", l'Europe pourrait
prendre le leadership d'un système de prévision des catastrophes et de
surveillance de l'environnement, œuvrant ainsi à la sécurité de la
planète.
Le Spectacle de la Terre réunit des images-satellites exceptionnelles
qui nous révèlent en détail la variété et la fragilité de la Terre :
littoraux, cours d'eau sinueux aux tracés élégants, différentes régions,
familières ou inconnues, véritables œuvres d'art abstrait lorsqu'elles
sont vues de l'espace, montagnes imposantes, villes magnifiques. Aux
images couvrant de vastes territoires succèdent des vues plus précises
de lieux célèbres tels que les pyramides de Gizeh ou l'Arc de Triomphe.
Un splendide portrait de notre planète à l'aube du XXIe siècle.
Voilà avec toutes ces informations j'espère vous avoir éclairé sur les misères de la terre dans le futur !
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apprennent-ils sur l'intimité de la Terre ?
Satellites artificiels
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Deux types d'orbites : géostationnaire et polaire.
Cartographie, niveau des mers, pollution, météo… L'apport des satellites
dans la connaissance du globe est considérable. Certes, on les voit peu
(et pour cause, ils sont loin) mais sans eux, que saurait-on de notre
planète ?
Au départ, satellite viendrait d'un mot latin signifiant garde du corps,
complice. Kepler lui attribue un sens moderne en 1611 lorsqu'il observe
des corps tournant autour de Jupiter. Mais le premier satellite
artificiel, lui, date du 4 octobre 1957. C'est Spoutnik-1, placé en
orbite par les Soviétiques. Depuis près de 40 ans, plus de 5 000
satellites artificiels ont été envoyés graviter autour de la Terre mais
aussi autour d'autres planètes du système solaire.
Objets technologiques, mouvement naturel
Satellite artificiel ? Comme leur nom l'indique, rien de naturel dans
ces appareils, condensés de technologies valant des fortunes. En
revanche, comme les satellites "naturels", tels la Lune ou Titan, les
"artificiels" tournent de façon périodique autour d'un corps massif, ce
mouvement étant principalement déterminé par le champ de gravité de ce
corps.
"Depuis près de 40 ans, plus de 5 000 satellites ont été envoyés dans l'espace" |
Seule est nécessaire une poussée, fournie par un lanceur du type Ariane,
afin d'extraire le satellite de l'attraction terrestre puis de le
placer en orbite.
Des orbites de deux types
Côté orbite justement, il en existe plusieurs types. On distingue les
satellites géostationnaires : situés à environ 36 000 km de haut
(35 786 km exactement), ils tournent à la même vitesse que la Terre
tourne sur elle-même, et restent donc à la même position apparente
depuis le sol : ils paraissent immobiles dans le ciel. Ils sont surtout
utilisés pour les télécommunications, et la télédétection, que ce soit
du sol ou de l'atmosphère.
Les satellites à défilement, eux, semblent bouger car leur orbite ne
suit pas la rotation de la Terre. Parmi eux, les satellites à orbites
polaires, qui passent au-dessus des pôles. Certains d'entre eux sont
héliosynchrones. Souvent situés à des basses altitudes, entre 600 et 800
km, ils se déplacent de manière à passer au-dessus d'un point donné de
la surface terrestre à la même heure solaire locale à chaque fois. Ils
sont utilisés pour la télédétection, l'espionnage et la météo.
Pourquoi choisir une orbite géostationnaire plutôt qu'une
héliosynchrone ? C'est selon l'usage qu'on veut en faire. En général,
les satellites de télédétection sont en orbite basse, sous 1 000 km,
sauf les satellites météo qui sont, eux, placés en orbite
géostationnaire à environ 36 000 km de la Terre.
Orbites
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Deux types d'orbites : géostationnaire et polaire.
Situé à 36 000 km d'altitude, un satellite géostationnaire apparaît
immobile. En réalité, il voyage à plus de 10 000 km/h dans le plan de
l'équateur, et effectue (comme la Terre) une orbite complète en 23 h 56 min. À une altitude généralement assez basse, un satellite en orbite polaire
survole les pôles à chaque révolution. Avec une inclinaison proche de
90°, il survole la quasi-totalité de la Terre et est de ce fait très intéressant pour l'observation de la Terre. Il peut aussi être héliosynchrone s'il passe toujours à la même heure solaire au-dessus d'un même point. Cette orbite permet d'observer une même région dans des conditions d'éclairement similaires à chaque passage.
Télédétection
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Les satellites de télédétections se servent des ondes
électromagnétiques pour scruter notre planète.
Pour prendre le pouls de la Terre et l'ausculter sous toutes les coutures, les satellites de télédétection sont les champions.
Mesurer la Terre à distance
La télédétection ? C'est la mesure ou l'acquisition d'informations
sur un objet ou sur un phénomène, à distance. Bien sûr, un intermédiaire, un instrument de mesure, existe, mais il n'a pas de contact avec l'objet étudié. Ce peut être un appareil photo, un radar, un sonar, un sismographe ou un gravimètre.
Un satellite de télédétection, donc, est un satellite artificiel, en orbite autour de la Terre, et dont l'objectif principal est l'observation de la planète. Terres émergées, océans, atmosphère, glaces… tout se mesure depuis le ciel.
Trahie par les rayonnements
Tout se mesure, donc, mais comment ? A bord des satellites, des
appareils embarqués captent et mesurent certains rayonnements en
provenance de la Terre ou de son atmosphère dans diverses longueurs
d'ondes, avec diverses résolutions spatiales.
Ces capteurs, des dispositifs sensibles à un phénomène physique, peuvent
être passifs, tels les radiomètres : ils ne font qu'enregistrer l'énergie de rayonnement en provenance du domaine visé. D'autres sont dits actifs car ils combinent un émetteur projetant sur ce domaine un rayonnement électromagnétique et un récepteur captant la diffusion en retour de ce rayonnement. C'est le cas des radars (météorologiques ou autres).
De la lumière visible (optique) à l'invisible (infrarouge, ultraviolets), en passant par toutes les gammes de rayonnement électromagnétique, le spectre d'observation est vaste.
"A bord des satellites, des appareils embarqués captent et mesurent certains rayonnements en provenance de la Terre" |
lumière, elles se déplacent vite : 300 000 km/s. Même si, pour atteindre un satellite géostationnaire à environ 36 000 km d'altitude, une onde radio met un peu plus de 100 ms et autant pour revenir, délai parfois génant.
Et que nous apprennent ces rayonnements ? Ils reflètent certaines
propriétés et permettent de voir, de comprendre et de prévoir les
dynamiques terrestres. Une façon de suivre de manière régulière et
continue l'évolution de la végétation, de la couverture neigeuse, des
aérosols en suspension dans l'atmosphère, de certaines pollutions ou
encore de la température des océans.
Scanner la Terre
Les satellites de télédétections se servent des ondes électromagnétiques
pour scruter notre planète. Certains possèdent des capteurs passifs qui
se contentent de recueillir les rayonnements réfléchis par la cible étudiée. D'autres sont équipés de capteurs actifs (des radars par exemples) qui émettent un signal (sous forme d'ondes) et étudient celui que l'objet visé renvoie.
L'état des lieux
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Pour connaître le niveau des océans,Topex/Poséidon est aidé par
des balises au sol .
De quelle forme est la Terre ? Ronde bien sûr… mais avec quelques
irrégularités, que les satellites savent déceler.
Niveau des mers
En 1992 a été lancé le satellite Topex/Poséidon, fruit d'un
partenariat entre la Nasa, et le Cnes. Sa mission : surveiller le niveau
des océans.
Jusqu'à sa "mort" en octobre 2005, Poséidon a fourni, tous les 10 jours,
la topographie mondiale des océans, le niveau de la mer étant mesuré à
moins de 2 cm près.
Côté technique, ce sont 2 dispositifs qui ont permis ces prouesses.
L'altimètre embarqué dans le satellite émet une onde radar qui réfléchit
sur la surface de l'eau. La distance satellite-surface (d) est déduite
du temps mis par l'onde pour faire l'aller-retour. La hauteur de mer est
égale à la différence entre d et la position du satellite par rapport à
une surface de référence arbitraire (une surface régulière approchant
sa forme réelle que l'on nomme l'ellipsoïde de référence).
Pour plus de précision, des balises terrestres fixes émettent des
rayons laser ou des micro-ondes, dont la vitesse de réception par le
satellite permet de déduire la forme de la surface du sol.
"En 13 ans, le niveau moyen des océans a augmenté de 3 mm/an" |
océans a augmenté de 3 mm par an. Phase temporaire ou élévation durable ?
Seule d'autres observations pourraient le dire.
Terre moins ronde que prévue
Alliés aux 24 satellites du système GPS de localisation,
Topex/Poséidon nous permet aussi de connaître la topographie des fonds
océaniques avec une précision de quelques kilomètres.
Finalement, par rapport à l'ellipsoïde de référence, la surface de notre
planète est légèrement plus aplatie au pôle Sud, moins au pôle Nord,
avec des creux (sud de l'Inde) et des bosses ( Islande, Nouvelle
Guinée).
Aujourd'hui, et depuis 2001, le satellite Jason-1, plus moderne, et
capable de livrer des données en temps réel, a pris le relais. Son orbite - identique à celle de Topex/Poséidon - lui permet de survoler 90% des océans non gelés en 10 jours. Il devrait néanmoins être remplacé par Jason-2 en 2008.
Altimétrie
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Pour connaître le niveau des océans,Topex/Poséidon émet une onde qui
réfléchit sur la surface de l'eau. Pour plus de précision, il est aidé
par des balises au sol qui lui envoient des rayons laser, ou des
micro-ondes.
La Terre en détails
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La baie de San Francisco vue du ciel, sous différentes longueurs
d'onde.
"Image satellite". Le terme est devenu courant. Mais quelles sont ces images ? Pourquoi ces couleurs ? Qui les prend ? Les satellites d'observations.
La course à la précision
Le pionnier dans l'observation de la surface terrestre, c'est Landsat,Nasaenvoyé par la en 1972. Aujourd'hui, Landsat-7, placé en
orbite en 1999, le remplace.
Plus perfectionné, offrant des images plus précises, il est équipé de 7
radiomètres (des capteurs sensibles aux rayonnements), 3 dans le
visible, 4 dans le proche infrarouge. De quoi glaner des détails gros de
15 m. Cependant, il sera à son tour détrôné en 2011 par Landsat-8.
En Europe, le plus connu des satellites civils d'observation du sol
terrestre, c'est Spot. Décidé en 1978 par la France, le programme Spot
est réalisé par le CNES (Centre national d'études spatiales) en
collaboration avec la Belgique et la Suède.
"Suivant qu'il s'agisse de blé ou de fraisiers, la lumière solaire n'est pas renvoyée de la même façon" |
stations sur les 5 continents), ce programme a débuté en 1986 avec
Spot-1. Ont suivi Spot-2, en1990, Spot-3, en 1993, Spot-4 en 1998 et
enfin Spot-5 en 2002. Situé à 822 km d'altitude en orbite
héliosynchrone, ce dernier satellite offre des images d'une résolution
de 2,5 mètres en noir et blanc et 10 mètres en couleur.
Ils voient tout
A quoi sert ce déploiement de machines ? A une meilleure
connaissance du globe, de ses ressources, des dégâts causés par la
pollution, des conséquences des intempéries importantes, de la
déforestation… Les données fournies par l'imagerie satellite sont aussi
une aide précieuse à l'exploration minière puisqu'elles dévoilent
structure et nature des minéraux des roches et du sol. Elles permettent
également l'étude des réseaux hydrographiques et des glaces.
De là haut, en effet, rien n'échappe aux satellites. En mesurant le
rayonnement solaire réfléchi, ils peuvent "voir" le couvert végétal,
connaître son degré de développement et le type de végétation qui y
pousse. Car suivant qu'il s'agisse de blé, aux feuilles très inclinées,
ou de fraisiers, aux feuilles horizontales, la lumière solaire n'est pas
renvoyée de la même façon.
Ces satellites observent donc la Terre, dans un but scientifique,
économique et militaire. Mais pas seulement. Ces mesures servent
également la cartographie et, de plus en plus, l'archéologie.
Bandes spectrales
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La baie de San Francisco vue sous 4 bandes spectrales différentes, du
visible à l'infrarouge, par le satellite Terra et son instrument ASTER
(Japon/USA), en 2000. Son radiomètre détecte 14 bandes spectrales, du
visible à l'infrarouge.
En haut à gauche : vue infrarouge. La végétation est en rouge,
les zones urbaines en gris, les sédiments bleutés.
En haut à droite : vue infrarouge à plus courte longueur d'onde.
On discerne des differences dans les sols et rochers.
En bas à gauche : Addition de plusieurs vues, donc de plusieurs
bandes spectrales.
En bas à droite : Encore une vue infrarouge (en fausses couleurs)
qui permet cette fois de distinguer la température de l'eau. En rouge,
l'eau chaude, en bleu, plus froide.
Océans
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La température des océans du globe en 2001.
Que peuvent apporter les satellites dans notre connaissance des océans ?
De nombreux détails : direction et vitesse des courants, hauteur des
vagues, température de l'eau, quantité de plancton, déversements
d'hydrocarbures…
Physique des mers
Prenons la température par exemple. Tous les corps, donc l'eau, émettent des radiations. Lorsqu'ils sont dans des températures telluriques (telles qu'on les rencontre sur la Terre et dans l'atmosphère), ils émettent des rayonnements infrarouges thermiques, entre 2,5 et 25 microns de longueur d'onde. De la mesure de l'intensité du rayonnement des mers, on peut déduire leur température en surface.
Les satellites peuvent aussi nous donner accès aux courants et vagues. Pour cela, Swimsat, de la Nasa, utilise un radar qui balaye la surface des océans avec des ondes d'une certaine fréquence. Les rayonnements réémis informent l'appareil de la direction et de la vitesse des courants et de la hauteur des vagues.
Côté vie
"L'observation satellite des océans donne une idée de leur état de santé" |
leur état de santé. Car on peut y lire la vie qui y évolue. Fabriqué
par l'ESA, Envisat s'en charge depuis 2002. Il couvre le globe
entièrement en 3 jours. Grâce à un capteur sensible à 15 bandes
spectrales, le satellite mesure la couleur de la mer. Un moyen de se
renseigner sur les corps en suspension près de sa surface.
En effet, lorsque le Soleil éclaire la surface de l'eau, les particules
en suspension réfléchissent et diffusent sélectivement certaines
radiations. Il suffit de mesurer leur intensité pour savoir ce qui se
passe dans l'eau.
Ceci permet de connaître des informations telles que les concentrations
de chlorophylle ou de sédiments en suspension. Par exemple, on peut
repérer des "blooms" de phytoplancton, des concentrations anormalement
élevées qui forment des mousses néfastes pour les écosystèmes marins… et
agir.
Température des mers
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La température des océans du globe en 2001, prise par MODIS, un capteur qui équipe de nombreux satellites dont Landsat. Cette image a été reconstituée à partir des données recueillies d'après 3 bandes
spectrales différentes. Cela dit, MODIS en possède 36 ! De quoi étudier
de nombreux phénomènes.
Pollution de l'air
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L'évolution du trou de la couche d'ozone.
Les océans et la croûte terrestre ne sont pas les seuls sous surveillance. L'atmosphère aussi. Les satellites ont notamment permis de quantifier la pollution de l'air et sa teneur en gaz à effets de serre.
Les gaz rayonnent
Comment ? Chaque gaz possède un rayonnement qui lui est propre. Pour
le repérer, il suffit de chercher sa longueur d'onde avec un capteur
adapté.
Les concentrations de CO2, principal gaz à effet de serre, comme du
méthane (CH4) ou du monoxyde de carbone sont évaluées, notamment par les satellites américains Noaa, et Terra. Cela a permis de voir la hausse de concentration de CO2 dans l'atmosphère depuis 1987.
Cas de l'ozone
Les satellites ont aussi permis de suivre l'évolution, depuis plus de 25 ans, du fameux trou dans la couche d'ozone. La mesure de la concentration en ozone se fait grâce à plusieurs bandes spectrales dans les ultraviolets.
[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image] Quantifier l'ozone des différentes couches atmosphériques : possible en mesurant les rayons qui traversé l'atmosphère. Tel est le rôle de Scisat. |
Mapping Spectrometer) qui équipe de nombreux satellites de la Nasa ou
Maestro, sur le satellite canadien Scisat.
Enfin, l'étude de l'atmosphère passe aussi par celle de ses aérosols,
les particules en suspension. On utilise pour cela des lidars : ils
fonctionnent sur le principe du radar, mais
émettent une onde laser à la
place d'une onde radio pour observer et caractériser les aérosols. Le
satellite Calipso, du Cnes, en sera équipé. Il devrait être lancé cette
année, permettra sûrement de progresser sur ce thème. Une avancée qui
pourrait en annoncer d'autres dans le domaine de l'observation du
climat.
Le trou de la couche d'ozone
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Ces images montrent la progression du trou de la couche d'ozone entre 1981 et 1999 (en bleu). Elles sont été prises par un instrument de la Nasa nommé Toms, qui équipe de nombreux satellites. Situé au dessus de l'Antarctique, ce "trou" a atteint 10,5 millions de km2 en septembre 1998. Depuis, on a réagi : gaz CFC sont interdits et les scientifiques espèrent une disparition de ce trou d'ici 2050.
Prévoir
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Connaître les vents du globe pour mieux prévoir les déplacements
des ouragans.
Une autre raison, plus pratique - et liée à une forte demande -, d'étudier l'atmosphère, c'est la prévision du temps.L'époque où l'on se contentait d'observer les variations du baromètre pour prédire la météo est révolue. Aujourd'hui, la météorologie moderne réclame beaucoup plus d'informations.
Voir le temps depuis le ciel
En 1977, l'Agence spatiale européenne (ESA) place son premier satellite météorologique sur orbite géostationnaire, Météosat. Jusqu'à 1997, l'ESA a ainsi placé 7 satellites météorologiques portant le nom générique de Météosat.
Pourquoi des satellites pour prévoir le temps ? Les changements de temps
se produisent en basse altitude, dans la couche inférieure de
l'atmosphère. Oui, mais les stations terrestres ne peuvent surveiller
que 20 % de la surface du globe. Les océans, par exemple, sont hors de
leur portée. Seules les observations par satellite ont permis d'effacer
progressivement ces "blancs".
Seuls les satellites placés sur orbite géostationnaire peuvent fournir
ce type d'informations parce qu'ils permettent de couvrir une région
sans interruption. La plupart des satellites météorologiques, comme les
satellites d'observation, utilisent des radiomètres, ces capteurs
sensibles à différents rayonnements.
Météosat-7, par exemple, fournit chaque demi-heure des images de la
surface terrestre et de sa pellicule atmosphérique dans trois canaux de
longueurs d'onde : le visible, qui montre les formations nuageuses,
l'infrarouge thermique, indicateur des températures, et l'infrarouge
absorbé par la vapeur d'eau, pour connaître l'humidité. Ainsi,
Météosat-7 mesure en permanence les profils de température, d'humidité
et de pression atmosphérique, ainsi que la direction et la vitesse des
vents de la surface du sol à la stratosphère.
Des capteurs plus précis
En 2002, Meteosat-7 (même s'il continue à fonctionner) est remplacé
par MSG-1, satellite Météosat de Seconde Génération. Suivi fin 2005 par
MSG-2.
Quoi de neuf ? MSG est équipé d'un radiomètre de pointe qui observe la
surface de la Terre et le couvert nuageux dans douze canaux spectraux
différents (contre trois auparavant). Il fournit également des images
très haute résolution. L'un de ces canaux permet, par exemple, de
distinguer les nuages ordinaires, constitués de gouttes d'eau, des nuages composés de cristaux de glace. Utile pour prévoir plus précisément l'arrivée des orages, et répondre au besoin des transporteurs aériens par exemple.
Météo : les vents
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Le satellite Quickscat, de la Nasa, mesure les vents qui parcourent le
globe. Nuit et jour et quelle que soit la couverture nuageuse. Les
couleurs indiquent la vitesse du vent : plus c'est orange, plus il
souffle fort. Les traits blancs indiquent sa direction. SeaWinds on
September 20, 1999. La tempête à l'est des Etats-Unis est l'ouragan
Gert.
Les séismes
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Demete aidera-t-il ses successeurs à prévenir les tremblements
de Terre?
Déjà, la tectonique, c'est-à-dire le mouvement des plaques et des failles de la croûte terrestre, est connue avec précision grâce aux satellites d'observation comme Spot ou Ers. Les déplacements et déformations des plaques sont mesurés de façon fiable par les 24 satellites du système GPS.
Mais pourrait-on un jour, grâce aux satellites, prévoir les séismes et les éruptions volcanique ?
Observer maintenant, prévoir un jour ?
Pourquoi pas…Depuis 2004, Demeter (pour Detection of Electro-Magnetic Emissions Transmitted from Earthquake Regions), mis au point par le Centre national d'études spatiales (Cnes), sillonne le ciel à 715 km
d'altitude. Son objectif : détecter et mesurer dans l'ionosphère les
perturbations électromagnétiques qui semblent associées aux séismes,
éruptions volcaniques et autres raz-de-marée.
En effet, des études ont observé à environ 100 km d'altitude, des
signaux électromagnétiques assez intrigants quelques secondes avant
certains séismes. La mission de Demeter consiste donc à mesurer ces
phénomènes et à vérifier s'ils sont systématiques.
Durant sa mission qui se terminera cet été, Demeter aura survolé
quelque 400 séismes d'une magnitude supérieure à 5. Grâce à ses
capteurs, il aura enregistré l'activité électromagnétique de notre
planète. S'il confirme l'émission de ces signaux, il permettrait
d'anticiper les tremblements de terre, les éruptions et autres colères
de la planète.
Comment... marche le système GPS ?
Vrai ou faux ? Les ondes radios sont
des ondes sonores
» A lire :
[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image] Les sentinelles de la Terre José Achache, Ed. Hachette |
prévisibles, grâce aux satellites qui veillent, depuis l'espace, sur
notre planète. D'abord réservés aux militaires puis aux scientifiques,
les satellites ont aujourd'hui envahi notre vie quotidienne : météo,
Internet, téléphone, télévision, GPS, transactions bancaires... Les
satellites seront aussi demain des outils essentiels pour la sécurité
civile et sanitaire. Grâce à ces "sentinelles ", l'Europe pourrait
prendre le leadership d'un système de prévision des catastrophes et de
surveillance de l'environnement, œuvrant ainsi à la sécurité de la
planète.
[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image] Le spectacle de la Terre Collectif, Ed. Hachette |
qui nous révèlent en détail la variété et la fragilité de la Terre :
littoraux, cours d'eau sinueux aux tracés élégants, différentes régions,
familières ou inconnues, véritables œuvres d'art abstrait lorsqu'elles
sont vues de l'espace, montagnes imposantes, villes magnifiques. Aux
images couvrant de vastes territoires succèdent des vues plus précises
de lieux célèbres tels que les pyramides de Gizeh ou l'Arc de Triomphe.
Un splendide portrait de notre planète à l'aube du XXIe siècle.
Voilà avec toutes ces informations j'espère vous avoir éclairé sur les misères de la terre dans le futur !
Sam 14 Jan 2023, 07:16 par arkanax
» oui madame !
Sam 14 Jan 2023, 07:11 par arkanax
» ça pique !!!
Sam 14 Jan 2023, 07:09 par arkanax
» C’est mathématiquement, philosophiquement idiot !
Sam 14 Jan 2023, 07:04 par arkanax
» Le saviez-vous?Au 19ème siècle, la cocaïne était utilisée pour traiter la dépression et les maux de dents !
Sam 14 Jan 2023, 06:57 par arkanax
» gentil toutou
Ven 13 Jan 2023, 07:21 par arkanax
» oh oui !
Ven 13 Jan 2023, 07:14 par arkanax
» bon appétit
Ven 13 Jan 2023, 07:10 par arkanax
» Le saviez-vous?La reconnaissance de soi chez les animaux
Ven 13 Jan 2023, 07:03 par arkanax
» la méprise
Jeu 12 Jan 2023, 07:16 par arkanax
» oh oui !
Jeu 12 Jan 2023, 07:12 par arkanax
» la dictée
Jeu 12 Jan 2023, 07:06 par arkanax
» Le saviez-vous?Le détenteur du record du monde de tir à l’arc n’a pas de bras !
Jeu 12 Jan 2023, 07:03 par arkanax
» heureusement qu'elle est la !
Mer 11 Jan 2023, 07:24 par arkanax
» dessous de table !
Mer 11 Jan 2023, 07:13 par arkanax
» c'est très bien
Mer 11 Jan 2023, 07:09 par arkanax
» Le saviez-vous? La plus petite guitare du monde a la taille d’un globule rouge !
Mer 11 Jan 2023, 07:05 par arkanax
» affreux !!!
Mar 10 Jan 2023, 07:18 par arkanax
» le marque-pages
Mar 10 Jan 2023, 07:15 par arkanax
» merci du conseil
Mar 10 Jan 2023, 07:09 par arkanax
» Le saviez-vous?En 2008, une plage a été volée en Jamaïque, tout le sable a été dérobé !
Mar 10 Jan 2023, 07:04 par arkanax
» coooooool
Lun 09 Jan 2023, 07:14 par arkanax
» bonne question !
Lun 09 Jan 2023, 07:10 par arkanax
» chère Dr
Lun 09 Jan 2023, 07:04 par arkanax
» Le saviez-vous?Au 19ème siècle, en Grande-Bretagne, une tentative de suicide était punie par pendaison
Lun 09 Jan 2023, 07:00 par arkanax