Neige blanche et vigilance orange : les satellites en voient de toutes les couleurs !

Cette année, l’hiver et le froid se sont fait attendre mais cette fois-ci, ils sont bien là. Depuis samedi 28 janvier, une masse d’air froid s’est progressivement installée sur une grande partie de la France. Météo France explique qu’un courant d’est de la Pologne à la Mer Noire, associé à un anticyclone très puissant sur le nord-ouest de la Russie, apporte de l’air continental de plus en plus froid.

L’image satellite suivante a été prise par le satellite Envisat le 1er février et montre la couverture neigeuse sur le nord de la France et les pays voisins. Contrairement à décembre 2010, Paris n’a pas été touché par l’épisode neigeux.

Extrait d’une image du capteur MERIS du satellite européen Envisat acquise le 1er février 2012 à
10h17 UTC. La résolution est réduite d’un rapport 4 par rapport à l’image d’origine et un traitement
de rehaussement du contraste a été appliqué par Planète Sciences Midi-Pyrénées.
Crédit image : Agence Spatiale Européenne (ESA)

Le blanc fait passer la France à l’orange

Le 30 janvier, de l’Orne aux Alpes Maritime, Météo France avait placé 32 départements en vigilance orange. Le 31 janvier, la vigilance orange concernait 20 départements. Sur le dernier bulletin de vigilance publié le 2 février à 16h00, La vigilance orange est étendue à 41 départements, 35 dans la moitié est de la France (vigilance grand froid), 2 départements en Corse et 4 dans les Pyrénées (vigilance neige et verglas).

Le 2 février à 16h00, Météo France décrit bien dans son bulletin deux phénomènes complémentaires :

• Une période de grand froid qui, même s’il est moins intense qu'en 1985, demande une vigilance particulière.
• Un épisode neigeux, comme il s'en produit quasiment chaque année. En 2010, c’était mi-décembre que la région parisienne, avec « ses routes pentues », avait été paralysée par la neige.

Dans les départements placés en orange grand froid, les températures sont restées nettement négatives et le vent de nord à nord-est est vif. Il neige toujours dans les Pyrénées et, après un début de saison tristounet, cela devrait rassurer les exploitants des stations de ski pour les vacances de février. En Corse, les averses se sont provisoirement calmées.

Evolution de la carte de vigilance entre le 30 janvier et le 2 février 2012.
Crédit image : Météo France

Le tour du grand froid…

Selon les prévisions de Météo France, la situation devrait évoluer de la manière suivante :

La chute des températures est spectaculaire : les températures seront toujours très basses dans la nuit de jeudi à vendredi, avec -8 à -14 degrés en fin de nuit en plaine. Le vent de nord-est renforcera la sensation de froid. Il n'y aura pas de dégel vendredi en journée, les températures maximales ne remontant pas au-dessus de -3°C à -6+C en moyenne en plaine et plafonneront à -8°C à -10°C sur les hauteurs. La quasi-totalité de la France sera touchée par la vague de froid et placée en vigilance jaune.

Blanche neige… Les satellites en voient de toutes les couleurs

Il n’y a pas que la carte de vigilance qui prend des couleurs. Plusieurs articles du blog Un autre regard sur la Terre ont déjà abordé la représentation des images en fausses couleurs mais les épisodes neigeux fournissent des images spectaculaires qui permettent de bien comprendre de quoi il s’agit.

Les trois images suivantes sont trois représentations différentes de la même image acquise le 30 janvier 2012 par le capteur MODIS qui équipe les satellites américains Terra et Aqua. Comme MERIS avec ses 15 bandes spectrales sur le satellite européen Envisat, MODIS mesure la lumière important dans un nombre élevé (36) de bandes spectrales et dans une plage de longueurs d’ondes plus large que ce que voit un œil humain. Pour l'affichage à l'écran ou l'impression papier de ces images, il faut décider quelles bandes spectrales on choisit et comment on les associe aux couleurs rouge, verte et bleue de l'écran.

Trois représentations différentes d’une même image acquise le 30 janvier 2012 par le capteur MODIS
du satellite américain Terra. Crédit image : NASA/GSFC, Rapid Response.

Les trois images publiées ici utilisent (du haut vers le bas) :

• La représentation en « couleurs naturelles » ou « couleurs vraies » utilise les bandes spectrales 1 (rouge, centrée sur la longueur d’onde 0,670 µm), 4 (verte, centre sur 0,565 µm) et 3 (bleue, centrée sur 0,479 µm) qui correspondent approximativement aux plages de couleurs rouge, verte et bleue et qui sont représentées également en rouge, vert et bleu du votre écran.
• La représentation dite « 721 » qui utilise les bandes spectrales n°7 (infrarouge moyen, centrée sur la longueur d’onde 2,155 µm), n°2 (proche infrarouge à 0,876 µm) et n°1 (rouge, centrée sur la longueur d’onde 0,670 µm) respectivement représentées en rouge, vert et bleu sur l’écran de votre ordinateur.
• La représentation dite « 367 » qui utilise les bandes spectrales n°3 (bleue, centrée sur 0,479 µm), n°6 (infra-rouge moyen 1, 652 µm) met n°7 (infrarouge moyen, centrée sur la longueur d’onde 2,155 µm) respectivement représentées en rouge, vert et bleu sur l’écran de votre ordinateur.

On remarque immédiatement que sur l’image en couleurs naturelles, il n’est pas évident de distinguer précisément les zones enneigées et les nuages. Les deux autres représentations de l’image facilitent cette analyse, avec une neige qui apparaît soit de couleur cyan (représentation dite « 721 ») soit de couleur rouge (représentation dite « 367 »).

Pour quelles raisons ?

Faire la lumière sur les couleurs ?

Dans la représentation « 721 », la végétation active, en raison de la synthèse chlorophyllienne, apparaît en vert intense. L’eau apparaît en noir et en bleu foncé s’il y a des sédiments en suspension. La neige et les nuages de glace en altitude, plus froids et rayonnant moins dans l’infrarouge thermique, absorbent également le proche infrarouge : ils apparaissent bleutés. Les autres nuages sont blancs, les petites gouttes d’eau diffusant de manière équivalente les bandes visibles et proche infrarouge. Cette combinaison est également utilisée pour mettre en évidence les zones brûlées après un incendie (plus d’activité chlorophyllienne de la végétation brûlée).

De même pour la représentation « 367 » qui utilisent une bande visible (couleur bleue, centrée sur 0,479 µm), pour laquelle la neige et la glace ont une très forte réflectance, représentée en rouge sur l’écran. Pour les deux autres bandes dans l’infrarouge moyen représentée en vert et bleue, la neige et la glace sont au contraire très absorbantes : seule la bande 3 est fortement réfléchie et la neige blanche apparaît donc en rouge vif sur votre écran.

La végétation, absorbante dans les bandes 3 et 7 et réfléchissante dans la bande 6 apparaît en vert. Les sols nus sont cyan car leur réflectance est plus élevée dans les bandes 6 et 7 que dans la bande 3. Les surfaces d’eau au sol sont très sombres car l’eau absorbe à la fois le visible et l’infra-rouge moyen. Au contraire, dans les nuages, les gouttelettes d’eau en suspension diffusent les trois bandes spectrales de manière équivalente et les nuages d’eau liquide apparaissent donc en blanc. Vous noterez que sur notre image, le nuage au nord de la France n’est pas vraiment chargé d’eau liquide… Attention ! Froid dessus !

Mon explication sur la couleur de la neige n’est pas claire ? Vous déclarez forfait pour le ski ? Pas d’inquiétude : j’écrirai bientôt un article uniquement sur ce sujet « toute la vérité, rien que la vérité sur les fausses couleurs ».

Ailleurs en Europe et dans le monde…

A cause du grand froid persistant, dans les jours qui viennent, la France pourrait approcher voire dépasser son record de consommation d'électricité. Selon RTE, la filiale d'EDF qui gère le réseau d’électricité à haute tension, la consommation d'électricité nationale pourrait atteindre 95 500 mégawatts (MW) le jeudi 2 février en fin de journée, un niveau proche du pic historique du 15 décembre 2010 (96 710 MW).

La France n’est pas la seule a être touchée par la vague de froid à s’inquiéter des personnes sans abri ou mal logées. Jeudi 2 février, la presse citait des chiffres de 120 à 160 victimes depuis l’arrivée de la vague de froid la semaine précédente. Les pays les plus touchés sont l’Ukraine, la Pologne, la Serbie, la Bulagarie et la Roumanie. Les températures de -31,4°C ou -32,5°C ont été relevées (le terme « relever » ne convent pas vraiment…).

Les images satellites suivantes donnent quelques illustrations de la couverture neigeuse dans différentes régions d’Europe et du Monde…

En Algérie, de la neige à l’est d’Alger : extrait d’une image acquise le 1er février 2012 à 10h17 UTC.
Crédit image : Agence Spatiale Européenne (ESA).

De l’Ukraine à la Turquie : neige blanche autour de la mer noire. Extrait d’une mage acquise par le
satellite européen Envisat le 2 jeudi 2 février à 8h00 UTC. La résolution est réduite d’un rapport 4
par rapport à l’image d’origine et un traitement de rehaussement du contraste a été appliqué
par Planète Sciences Midi-Pyrénées. Crédit image : Agence Spatiale Européenne (ESA)

Aux Etats-Unis, le capteur MODIS du satellite Terra témoin d’une tempête de neige qui a frappé
le nord-ouest des Etats-Unis. L’image a été acquise le 23 janvier 2012. En haut, représentation en
couleurs naturelles. En bas, la représentation « 327 » Comme pour l’image de la France, l’utilisation
de la combinaison de couleurs « 367 » permet de bien distinguer les zones enneigées et les nuages.
Crédit image : NASA/GSFC, Rapid Response.

En savoir plus :

• Sur le site de Météo France, un dossier pédagogique sur les grands froids et un autre sur la neige en plaine.
• Le site MIRAVI de l’Agence Spatiale Européenne, où sont mises en ligne les images du satellite Envisat.
  
• Le site MODIS Rapid Response de la NASA, où sont mises en ligne les images des satellites Aqua et Terra.
  
• Note pour le lecteur : il n’y a normalement qu’une seule contrepèterie dans cet article. Si vous la trouvez, postez un commentaire...