Les rayonnements en météorologie spatiale #3

Rayonnement terrestre et images dans l'infrarouge

Environ 50% du rayonnement solaire atteint le sol, et participe ainsi à son réchauffement (on dit que cette cible absorbe le rayonnement). Le sol se réchauffe le jour car il absorbe plus de rayonnement qu'il n'en cède, et inversement la nuit.

On sait d'ailleurs que la température du sol est minimale en fin de nuit. Nous avons aussi déjà vu que tout corps dont la température est supérieure au zéro absolu (0 Kelvin, -273°C) émet un rayonnement électromagnétique dont la valeur est fonction de la température. Ce rayonnement émis se fera dans le domaine de l'infrarouge (IR). Ainsi, le satellite mesurera ce rayonnement, et la valeur du signal sera ensuite convertie en valeurs de pixel qui seront plus ou moins noirs ou blancs, en passant encore une fois par tous les tons de gris. Nous obtenons alors des images dites « dans l'infrarouge » (traduire images dans le domaine infrarouge, car issues de cibles émettant un rayonnent, d'autant plus qu'elles sont chaudes). On trouve aussi le nom d'images dans l'infrarouge thermique (basées sur le rapport entre le rayonnement et la température des objets).  

Exemple d'image dans l'infrarouge

Les règles de lecture de ce type d'image peuvent se résumer de la façon suivante :

• Température plutôt « froide » : teintes de blanc, et par extension le dessus de la cible est d'autant plus « haut » dans le cas d'un nuage.
• Température plutôt « chaude » : teintes de noir, et par extension le dessus de la cible est d'autant plus « bas » dans le cas d'un nuage (à savoir proche du sol ou de la mer).

On trouve bien entendu toutes les teintes intermédiaires entre le blanc et noir qui font les extrêmes de ce type d'image.

Maintenant, observez bien les teintes utilisées pour les cibles chaudes et froides dans l'exemple ci-dessus. On pourrait s'attendre à ce que les terres et les océans soient dans les tons de blancs (car chauds et donc plus de rayonnement), et les nuages élevés dans les noirs (car moins de rayonnement) ; hors, l'image est construite dans le sens opposés : les chauds sont noirs et les froids sont blancs. La raison se trouve dans le fait que, dans notre culture, nous avons plutôt l'habitude de visualiser (c.-à-d. d'imaginer mentalement) les nuages en blanc et par opposition les sols en noir (et par extension les mers). De plus, cela nous rapproche de la logique de « codage » et de lecture des images visibles (VIS) dans lesquelles les nuages sont aussi représentés dans les blancs.

Pour nous (c.-à-d. Les pilotes habitués à prendre les images satellites sur le site AeroWeb), les images IR sont toujours « inversées », et d'un point de vue mnémotechnique, rappelez-vous que les nuages, la glace et la neige sont blancs !

Notez aussi dans notre exemple que les notions de températures sont à prendre dans le sens relatif, comme souvent en Météo. Ainsi, un sommet de nuage peut être "chaud" à 10°C par rapport à un autre froid à 0°C.

Alain Herbuel