Un « entonnoir » suisse au Tibet : un appareil du WSL vérifie les mesures des satellites

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Un radiomètre développé avec la participation du WSL veille depuis cinq ans sur le haut plateau tibétain. Que fait-il là-bas, et quel est le rapport avec les mesures mondiales de l’humidité des sols par les satellites ? Le physicien et ingénieur électricien Mike Schwank nous l’explique dans le blog du WSL.

Récemment, la célèbre revue Nature Scientific Data a publié les résultats provisoires d’un projet [1] auquel je suis très étroitement associé en tant que collaborateur du WSL.

Je me souviens de cette journée de 2015 où le professeur Bob Su de l’université de Twente (Pays-Bas) m’a appelé. Pour un projet au Tibet, il désirait mettre en œuvre le radiomètre bande L que j’avais développé avec la société GAMMA REMOTE SENSING (Gümligen BE) [2]. À cette époque, l’appareil, baptisé « entonnoir » par mes collègues en raison de sa curieuse apparence, se trouvait dans les locaux du WSL pour être testé.

Mais qu’est-ce que le professeur Su voulait-il en faire sur le haut plateau tibétain ?

Le rayonnement micro-ondes du sol, de la végétation et de la neige indique la quantité d’eau présente. Ces informations sont importantes pour mieux comprendre le cycle global de l’eau et pour améliorer la fiabilité des prévisions météorologiques. L’Agence spatiale européenne (ASE) mène à cet effet une mission satellitaire de longue durée appelée « Soil Moisture and Ocean Salinity » (SMOS). L’un des objectifs de SMOS consiste justement à mesurer la teneur en eau des sols à l’échelle mondiale. Ces mesures comparatives au sol constituent une aide essentielle pour interpréter correctement les données acquises par satellite. L’ASE a donc chargé le groupe de recherche international du professeur Su [3] de réaliser ces mesures sur le haut plateau tibétain.

« Made at WSL »

Pendant les travaux de développement chez GAMMA et au WSL, de bons contacts et une coopération ponctuelle avec l’ASE ont été établis. Je connaissais aussi bien les aspects techniques que scientifiques du projet qui avait été lancé, et je n’ai donc pas été surpris par la demande du groupe de recherche.

J’ai vite compris que le véritable défi serait le transport et la mise en service sur le terrain de ce grand appareil. C'est pourquoi j’ai subordonné ma coopération à une condition : les experts impliqués devraient apprendre à faire fonctionner l’« entonnoir » à Birmensdorf et le démonter eux-mêmes avant le transport.

Nous avons donc organisé en novembre 2015 un atelier sur le radiomètre au WSL. Le Dr Jun Wen de l’Académie chinoise des sciences nous a rendu visite en même temps que Donghai Zheng et le professeur Yijian Zeng de l’Université de Twente. Pendant trois jours, ils se sont tous trois plongés dans les bases de la radiométrie et ont appris à utiliser le matériel de recherche. Le dernier jour, ils ont désassemblé l’« entonnoir » pour le transport aérien.

Le voyage de l’entonnoir

Pour conclure, il a fallu un voyage aventureux en camion pour rejoindre depuis l’aéroport de Chengdu le site opérationnel dans le district de Maqu sur le haut plateau tibétain, à 5000 m d’altitude. Là, les scientifiques tibétains ont remonté l’appareil et l’ont mis en service avec succès.

Depuis, l’« entonnoir » a fourni de précieuses mesures au sol des émissions thermiques (à 1,4 GHz) du pergélisol dans le bassin versant du fleuve Jaune. Les températures de rayonnement micro-ondes qu’il recueille sont comparées aux mesures correspondantes des satellites (SMOS et SMAP) de l’ASE et de la NASA et sont utilisées pour leur validation.

Aujourd’hui, je travaille sur le perfectionnement des radiomètres bande L et des méthodes associées avec Derek Houtz et Reza Naderpour au WSL. Une version compacte de l’« entonnoir » vient de rentrer de l’expédition MOSAiC en mer polaire. Une campagne similaire à celle du Tibet est prévue pour cet hiver à Sodankylä (Finlande).

Vidéo: Radiomètre Elbara-III au Pole Nord

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