mission de la NASA pour étudier comment les océans cachés absorbent la chaleur du réchauffement climatique | La science

Eddies a été ignoré pendant trop longtemps. Ces tourbillons turbulents, dont la taille varie de quelques kilomètres à des centaines de kilomètres, délogent les grands courants océaniques et mélangent la chaleur et le dioxyde de carbone dans les couches profondes de l’océan, comme la crème mélangée au café. Ils sont la caractéristique la plus énergétique de l’océan, essentielle pour obtenir des modèles climatiques corrects, mais également invisibles pour les satellites, à moins qu’ils ne balayent une floraison massive de phytoplancton vert.

Plus maintenant. Les tourbillons et, sur terre, le flux et le reflux des rivières et des lacs seront au centre de l’attention après le lancement du satellite Surface Water and Ocean Topography (SWOT), une coentreprise entre la NASA et le CNES, l’agence spatiale française. Prévu pour être lancé au plus tôt le 15 décembre depuis la Vandenberg Space Force Base en Californie, sur une fusée SpaceX Falcon 9, le satellite de 1,2 milliard de dollars embarque un altimètre capable de mesurer la hauteur de la surface de l’eau à quelques centimètres près, ce qui permet aux chercheurs de déduire les mouvements qui l’ont sculpté. “Le changement que nous attendons de SWOT sera spectaculaire”, a déclaré J. Thomas Farrar, océanographe physique à la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI).

Pour les océanographes, ce sera comme enfiler une paire de lunettes, a déclaré Rosemary Morrow, océanographe physique au Laboratoire d’études spatiales, géophysiques et océanographiques de Toulouse, en France. Le satellite captera des tourbillons aussi petits
7 kilomètres au total et couvre la majeure partie du monde tous les 21 jours. Sur terre, SWOT peut cartographier les changements d’altitude de plus de 6 millions de lacs, des Grands Lacs aux lacs, tout en capturant également les débits dans les rivières de plus de 100 mètres de large. Il remplacera les mesures inégales et peu fréquentes du sol et rendra le domaine de l’hydrologie plus empirique et global que jamais auparavant. “Cela nous aidera à limiter le fonctionnement du cycle de l’eau dans l’Arctique, en Afrique, des endroits où nous n’avons pas de données au sol”, a déclaré Tamlin Pavelsky, hydrologue à l’Université de Caroline du Nord, Chapel Hill, et ses collègues. dirige l’équipe scientifique sur l’eau douce de SWOT.

Depuis près de 4 décennies, la NASA et le CNES ont lancé une série de satellites altimètres radar, qui utilisent des impulsions radar réfléchies pour mesurer la hauteur de l’eau. Ces instruments suivent l’élévation rapide du niveau mondial de la mer, un indicateur clé du changement climatique. En mesurant les renflements et les fossettes de l’océan, ils suivent également les grosses vagues qui balayent l’eau à travers la planète. Mais la résolution spatiale grossière des satellites signifie que les rivières et les petits tourbillons sont hors de portée.

SWOT obtient une vue plus nette à l’aide de deux perches de 5 mètres, chacune avec une antenne pour capter les réflexions des impulsions du signal radar SWOT sur la surface de la Terre. Les antennes largement séparées donnent à SWOT la résolution de mesurer la hauteur d’une nappe d’eau de quelques kilomètres de large, plutôt que de centaines de kilomètres, ce qui révèle de petits tourbillons.

À l’aide d’observations précises, les hydrologues peuvent dire comment les lacs et les rivières changent selon les saisons et comment les facteurs climatiques à court terme, comme El Niño, affectent ces rythmes. Pour les écologistes marins, SWOT peut tracer comment les niveaux des principaux fleuves du monde baissent chaque fois qu’ils sont interrompus par un barrage ou un déversoir, et à quel point cela divise les habitats aquatiques. Il montre également les vagues qui traversent les bassins peu profonds et profonds d’une rivière, une aubaine pour l’étude de la façon dont les rivières se développent. Et SWOT capturera les eaux de crue au fur et à mesure qu’elles remontent la rivière, ce qui devrait aider les modélisateurs d’inondations, bien que les mesures ne soient pas assez rapides pour aider les communautés à se préparer.

Bien que SWOT ne soit censé être opérationnel que pendant 3 ans, son équipe scientifique prévoit de rechercher des corrélations entre les débits d’eau qu’elle détecte et les caractéristiques avec les missions Landsat en lumière visible actuelles, telles que les changements de largeur des lacs et des rivières. Les changements visibles peuvent servir de proxy pour les niveaux d’eau, permettant aux chercheurs de continuer à surveiller les flux planétaires, a déclaré Pavelsky. “Même si le SWOT a disparu, vous pouvez toujours continuer cette analyse.”

Un aperçu SWOT des tourbillons peut être sa plus grande récompense. Par exemple, cela testerait les prédictions selon lesquelles des milliers de minuscules tourbillons traversent l’océan à un moment donné, a déclaré Sylvia Cole, océanographe physique à l’OMSI. Les tourbillons qui ne font que quelques kilomètres de diamètre jouent probablement un rôle essentiel dans le déplacement de la chaleur et du carbone dans les océans près des pôles, a déclaré Morrow. Ils encouragent également le mélange dans les petites mers, dit-il. “Nous sous-estimons probablement l’énergie en Méditerranée de 90% car ces petites structures manquent.”

Sur les côtes, SWOT fournira une image détaillée de la façon dont les points chauds de l’élévation du niveau de la mer en haute mer influencent les inondations côtières, a déclaré Sönke Dangendorf, océanographe physique à l’Université de Tulane. Il étudiera également une autre menace potentielle pour les côtes : les petits tourbillons qui peuvent chauffer les eaux voisines, alimentant des tempêtes plus fortes, a déclaré Morrow. “Nous obtenons plus de chaleur non seulement à la surface, mais aussi en profondeur.” Ce sont des questions importantes auxquelles il faut répondre, rapidement, car la plupart de l’humanité vit sur les côtes, a-t-il ajouté. “Tout va mieux dans la zone côtière.”