Imagerie satellitaire météo - Albédo

Première définition

L'albédo est le pouvoir réfléchissant d'une surface. Dans le domaine qui nous intéresse, on se limite à la réflexion du rayonnement solaire dans le spectre visible. Là couleur blanche étant la combinaison de toutes les longueurs d'ondes (donc toutes les couleurs) dans le visible, on dit en pratique qu'un corps est perçu comme blanc quand il réfléchit au moins 80 % de la lumière (à condition bien entendu que la source soit blanche, et l'on supposera dans le cas présent que notre source solaire l'est). Dans le même cas de figure, un corps réfléchissant moins de 3 % de la lumière nous apparaîtra comme noir (dans ce cas, ce corps absorbe la quasi totalité des longueurs d'ondes).

Rappelons que le Notion d'albédo n'a pas lieu d'être dans l'infrarouge !

De manière un peu plus formelle

L'albédo est donc le rapport entre l'énergie lumineuse réfléchie et l'énergie lumineuse reçue (on parle de rayonnement incident) ; la valeur obtenue est forcément < 1, et s'ils ne réfléchissent rien, l'albédo vaudra 0. La valeur d'un albédo sera donc comprise entre 0 et 1. Un miroir parfait est un objet ayant un albédo de 1.

Les nuages, les sols

Pour un nuage, cet Albédo dépend de sa nature (eau sous forme liquide ou glace, taille des particules), de son épaisseur, de la densité des éléments qui le constituent, et de l'angle d'incidence des rayons reçus. Il varie de 40% à 90% suivant les cas (dans le cas d'un albédo de 90%, nous obtiendrons un blanc très brillant !) 

S'il s'agit d'un sol, sa valeur dépend de la nature de celui-ci : terre, forêt, végétation, etc.

Voici quelques ordres d'idées pour les sols et les nuages :

• Mer, océan, lac : albédo très faible (7 à 10%). Apparence dans les noirs.
• Surfaces terrestres : albédo faible. Apparence dans les gris ou noir suivant le type de surface (forêt dans les sombres, sable dans les gris).
• Sable : 60%, dans les gris
• Culture 30%
• Forêt, Rocher : 12%, dans les sombres
• Nuages : albédo plutôt fort (et ça tombe bien, c'est ce qui nous intéresse !) Apparence dans les gris ou blanc.
• Neige  60%

Précision importante : l'albédo d'une masse d'air condensée est d'autant plus important que les gouttes d'eau sont petites et que leur présence est dense ; il dépend aussi de l'état de l'eau (c.-à-d. sa phase, liquide ou solide), de la forme du dessus du nuage (cumuliforme ou stratiforme), et de son épaisseur.

Quelques cas intéressants :

• La neige au sol reflète mieux que les gouttes d'eau sous forme de glace (on verra donc moins bien les nuages de la famille des Ci qui sortiront dans les gris blanc).
• La neige au sol est plus visible que l'eau (densité des particules d'eau plus dense).
• Les Cb fortement développés peuvent refléter jusqu'à 90% de la lumière, apparaissant ainsi très blancs, voire blancs brillant dans certains cas.

Encore une fois, le nuage est d'autant plus blanc qu'il est épais. Rappelez vous aussi que la lecture des images visibles ne va pas sans celles dans l'infrarouge, et que l'identification des masses nuageuses dans le visible se complète en prenant en compte la signature des nuages (ex nuages stratiformes, cumuliformes...)

Passons à la pratique  

Passons à la pratique avec quelques exemples de lecture dans le visible.

 

 

On voit déjà qu'une connaissance de la géographie (p.ex. formes, sols, forêts, mers, fleuves…) permet de localiser et de préciser les lectures. On voit aussi que ce seul canal VIS laisse un certain nombre d'ambiguïtés (hauteur des nuages, quid des nuages fins que l'on ne verra pas, etc.) Le complémentaire naturel de cette image dans le visible est celle dans l'infrarouge thermique. Notez enfin qu'une connaissance de base des types de nuages et de leurs caractéristiques de base est indispensable.

On commence aussi à voir pointer à l'horizon quelques avantages attendus pour les pilotes : préciser et recaler les informations de prévision (TAF, TEMSI), et préciser celles d'observation.

Alain Herbuel