Une mission pour sonder les vents au plus profond des ouragans, où la plupart des satellites ne peuvent pas voir et peu d'avions s'aventurent, montre des signes de succès malgré un obstacle inattendu lié aux tensions au Moyen-Orient.

Une constellation de huit microsatellites a récolté des données qui, si elles étaient intégrées aux modèles météorologiques de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), auraient pu affiner les prévisions de plusieurs ouragans récents, dont Michel, une tempête de catégorie 5 qui a frappé la Floride l'année dernière. "Nous obtenons enfin des trucs qui ont l'air vraiment utiles, " dit Frank Marks, qui dirige des chercheurs sur les ouragans explorant les données du Laboratoire océanographique et météorologique de l'Atlantique (AOML) de la NOAA à Miami, Floride. Mais les progrès ont été durement gagnés pour les scientifiques du système mondial de navigation par satellite Cyclone (CYGNSS) de 157 millions de dollars de la NASA, qui a discuté des premiers résultats lors d'une réunion la semaine dernière, juste au moment où une autre saison des ouragans de l'Atlantique a débuté.

Avec sa flottille de satellites sillonnant les océans tropicaux, CYGNSS peut voir à travers les nuages ​​épais des cyclones. Les satellites collectent les signaux radio émis par les balises GPS standard après avoir rebondi sur la surface de l'océan. Les reflets sont influencés par la rugosité de la mer, qui dépend de la vitesse du vent. Mais un mois après le lancement en décembre 2016, l'équipe a remarqué que les signaux GPS vacillaient. "Nous avons supposé qu'ils sont constants, " dit Christophe Ruf, Chercheur principal de CYGNSS et scientifique de l'atmosphère à l'Université du Michigan à Ann Arbor. "Et ils ne le sont pas."

L'armée américaine gère le système GPS, et en janvier 2017, il a commencé à augmenter la puissance radio de 10 de ses satellites GPS alors qu'ils survolaient une vaste région centrée sur le nord de la Syrie. La puissance augmente, qui peut contrecarrer le brouillage, ont récidivé sans avertissement, chacune dure plusieurs heures. "C'est une situation opaque, évidemment, parce que c'est une situation militaire classée, ", dit Ruf. Les balançoires n'interfèrent pas avec les autres utilisations scientifiques du GPS. Mais elles ont décalé les mesures des vents violents de la constellation de 5 mètres par seconde ou plus, la différence entre un ouragan de catégorie 2 et de catégorie 3.

Après 2 ans de travail, l'équipe CYGNSS a compensé en reprogrammant ses satellites à la volée. Les satellites portent de grandes antennes pour capter les signaux GPS réfléchis, mais ils ont aussi de petites antennes qui reçoivent des signaux GPS directs, pour le suivi de l'heure et de l'emplacement. L'équipe a réutilisé les petites antennes pour mesurer la force du signal des satellites GPS, permettant de corriger les mesures de vitesse du vent. "Ça marche, " dit Ruf. " Nous le testons depuis plusieurs mois. "

Même avant ce correctif, les données de vent étaient suffisamment bonnes pour améliorer certaines prévisions d'ouragan, dit Bachir Annane, un scientifique de l'atmosphère à l'AOML. Dans le cas de Michel, Les modèles de prévision de la NOAA ont échoué, Annane dit :Ils ont prédit qu'il suivrait trop à l'ouest, près de l'Alabama plutôt que de la Floride, et sous-estimait ses vents féroces. Quand il a réexécuté les modèles avec des vents CYGNSS, Annane a découvert que la trajectoire anticipée de la tempête et son intensité restaient plus proches de la réalité. Les données de vent auraient amélioré les prévisions de trajectoire pour deux autres ouragans récents, Harvey et Irma, également, il dit.

Les satellites donnent également aux scientifiques une vue des vents sous-jacents à l'oscillation de Madden-Julian, un grand groupe de tempêtes qui se forme périodiquement dans l'océan Indien et marche autour de l'équateur, influençant la météo mondiale. "Voir sous la pluie était un gros tirage pour nous, " dit Eric Maloney, un scientifique de l'atmosphère à la Colorado State University (CSU) à Fort Collins, parce que les scientifiques ont longtemps débattu de ce qui alimente les tempêtes. La semaine dernière à la réunion du CYGNSS, Bohar Singh, un scientifique de l'atmosphère qui travaille avec Maloney au CSU, a décrit des preuves de CYGNSS que les vents persistants augmentent l'évaporation des océans sous un ensemble de pluies torrentielles de 3000 kilomètres de large, les soutenir. Cette découverte pourrait aider les scientifiques à prévoir comment la ceinture des tempêtes changera dans un climat plus chaud, dit Maloney.

Après quelques ajustements, CYGNSS peut maintenant regarder la terre, trop. Ses antennes captent les signes d'humidité du sol, dit Clara Chew, un hydrologue en télédétection à l'University Corporation for Atmospheric Research à Boulder, Colorado. Bien qu'il ne soit pas aussi performant qu'un seul satellite dédié, Les multiples satellites de CYGNSS effectuent des mesures plus fréquentes, ce qui pourrait l'aider à surveiller les risques d'inondation et à suivre comment différents sols retiennent la pluie. "Vous pouvez commencer à quantifier combien de temps le sol se souvient, " dit Chew.

Les scientifiques de la NOAA espèrent que le nouveau point GPS libérera tout le potentiel des microsatellites pour surveiller les tempêtes, révélant peut-être de nouvelles informations sur les raisons pour lesquelles certains ouragans s'intensifient soudainement. La NOAA ne commencera probablement pas à utiliser les données CYGNSS dans ses prévisions de routine, dit Marques. Les satellites n'appartiennent pas à l'agence météorologique, et il est peu probable qu'ils durent plus de 7 ans avant d'échouer. Mais il pense que leur succès contre toute attente pourrait aider à persuader la NOAA de lancer sa propre constellation de surveillance du vent.