En climatologie, lorsque l’on parle de mission satellitaire, on fait référence à des antennes en orbite autour de la Terre qui permettent de mesurer certaines variables climatiques. Les données récoltées par satellite offrent aux scientifiques une perspective novatrice qu’ils n’ont pas depuis la terre ferme. Ces missions améliorent les connaissances sur les processus climatiques, dont le cycle de l’eau. Elles sont essentielles pour mieux comprendre et s’adapter aux changements climatiques.
Parmi les variables du cycle de l’eau surveillées par satellite, seule la masse de neige saisonnière est dépourvue d’une mission spécifique. C’est maintenant chose du passé, puisqu’une équipe de recherche canadienne issue d’une collaboration entre l’Agence spatiale canadienne et Environnement et Changement climatique Canada a été mise sur pied. Sa mission? Surveiller le cycle hydrologique au pays en lien avec la masse de la neige au sol.
Un projet ambitieux et innovant
L’objectif principal de la mission sur la masse de neige au sol est de combiner la modélisation hydrologique de pointe et la surveillance satellite afin d’améliorer les systèmes de prévision hydrométéorologiques et les connaissances en télédétection de la neige.
Plusieurs retombées concrètes pour le Québec et le Canada sont attendues de ce projet, notamment :
Amélioration de la prévision et de la préparation aux inondations, surtout au printemps lors de la fonte de la neige.
Meilleur suivi des espèces influencées par la répartition et les propriétés de la neige, comme le caribou.
Soutien à la planification stratégique en hydroélectricité et en énergie propre.
Réduction des erreurs dans les prévisions hydrométéorologiques à moyen terme.
Soutien à la planification agricole et à l’atténuation des risques de sécheresse.
Amélioration de la disponibilité en eau pour la consommation et pour le maintien d’écosystèmes aquatiques sains.
Cette mission est présentement en phase de planification technique, avec un échéancier de lancement à confirmer.
Une technologie radar de pointe : la bi-fréquence en bande Ku
La mission sur la masse de la neige au sol utilisera une antenne bi-fréquence en bande Ku. Cette technologie facilitera l’inventaire de la masse de neige à travers le pays. Ce radar recueillera des données à une résolution de 500 m, passant au-dessus du Canada tous les 5 à 7 jours.
La bande Ku est une bande de longueurs d’onde entre 12 et 18 GHz. Sur le spectre électromagnétique, elle se trouve dans la gamme des micro-ondes.
Tel que son nom l’indique, une antenne bi-fréquence utilise deux fréquences précises pour augmenter sa précision.
Les deux fréquences sélectionnées pour la mission sur la masse de la neige au sol (13,5 et 17,25 GHz) sont très sensibles à la microstructure de la neige (jusqu’à 1000 mm en théorie) et à l’équivalent en eau de celle-ci.
L’antenne bi-fréquence en bande Ku permet donc des mesures robustes du manteau neigeux.
Développer une meilleure simulation des propriétés et processus physiques de la neige à l’échelle du Canada
Les bénéfices de la mission sur la masse de neige au sol iront au-delà des données produites par le satellite. L’équipe d’Environnement et Changement climatique Canada cherche en effet à développer un cadre de modélisation pour compléter les données produites par le satellite. Ce cadre de modélisation fournira des données à haute résolution temporelle et spatiale sur de grandes étendues et au sein d’environnements plus difficiles à modéliser, dont l’Arctique, les milieux alpins, les Prairies et la forêt boréale.
Ce travail facilitera la simulation de l’évolution du manteau neigeux, en plus de générer des données essentielles à la gestion des ressources en eau et aux prévisions hydrométéorologiques et climatiques, telles que la quantité de neige au sol et la date de fonte.
Par exemple, les modèles numériques en développement cherchent à améliorer la simulation des couches internes de la neige pour déterminer leur densité, leur hauteur et l’équivalent en eau de la neige. On souhaite aussi comprendre comment ces caractéristiques sont influencées par des facteurs comme le vent, la température et l’interception de la neige par la végétation.
Pourquoi la neige ?
La neige est un énorme réservoir d’eau naturel. Ainsi, la variable clé à l’étude est l’équivalent en eau de la neige (ÉEN).
De plus, la neige joue un rôle important dans la régulation du climat :
Elle alimente les rivières et lacs au printemps lors de sa fonte.
Elle aide à la régulation du climat de la Terre en réfléchissant le rayonnement solaire.
Elle fournit une isolation thermique au sol, protégeant les espèces animales et végétales des températures froides extrêmes en hiver.
Elle est également indispensable pour plusieurs secteurs d’activités au Québec et au Canada, tels que l’hydroélectricité, l’agriculture, le tourisme et l’approvisionnement en eau potable.
Pour en apprendre plus sur le développement de la mission, consultez les webinaires suivant :
Si l’utilisation d’outils satellitaires pour la modélisation du climat vous intéresse, nous vous invitons à suivre la mission AVENIR, un projet développé à l’UQÀM et à l’Université de Saskatchewan, en collaboration avec l’Agence spatiale canadienne. Ce projet financé par la Fondation canadienne pour l’innovation cherche à collecter des données sur les aérosols, la vapeur d’eau et les nuages.
