Pendant près de trois décennies, une série ininterrompue de satellites a fait le tour de notre planète, mesurer avec diligence le niveau de la mer. L'enregistrement continu de la hauteur de l'océan qu'ils ont construit a aidé les chercheurs à révéler le fonctionnement interne de phénomènes météorologiques comme El Niño et à prévoir à quel point l'océan pourrait empiéter sur les côtes du monde entier. Maintenant, ingénieurs et scientifiques préparent deux satellites identiques pour compléter cet héritage, étendre l'ensemble de données d'une autre décennie.

Les deux engins spatiaux font partie de la mission Sentinel-6/Jason-CS (Continuity of Service), une collaboration américano-européenne qui vise à effectuer certaines des mesures les plus précises du niveau de la mer dans le monde. Le premier satellite à lancer, Sentinelle-6 Michael Freilich, décollera en novembre. Son jumeau, Sentinelle-6B, sera lancé en 2025. Les deux évalueront le niveau de la mer en envoyant des signaux électromagnétiques jusqu'à l'océan et en mesurant le temps qu'il leur faut pour retourner dans le vaisseau spatial.

"Cette mission poursuivra le travail inestimable de mesurer avec précision la hauteur de la surface de la mer, " a déclaré Karen St. Germain, directeur de la division des sciences de la Terre de la NASA. "Ces mesures nous permettent de comprendre et de prévoir les changements du niveau de la mer qui affecteront les personnes vivant dans les régions côtières du monde."

Le satellite s'appuiera sur les efforts qui ont commencé en 1992 avec le lancement de la mission TOPEX/Poséidon et qui se sont poursuivis avec trois autres missions au fil des ans :Jason-1, OSTM/Jason-2, et Jason-3. Sentinel-6/Jason-CS vise à étendre de 10 ans supplémentaires l'ensemble de données sur le niveau de la mer sur près de 30 ans que ces missions précédentes ont construit.

Mesurer la hauteur de l'océan donne aux scientifiques une indication en temps réel de l'évolution du climat de la Terre, dit Josh Willis, le scientifique du projet de la mission au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud. Les océans absorbent environ 90 % de l'excès de chaleur du réchauffement climatique de la planète. L'eau de mer se dilate en se réchauffant, entraînant environ un tiers de l'élévation mondiale moyenne actuelle du niveau de la mer. La fonte des glaces provenant de sources terrestres comme les glaciers et les calottes glaciaires représente le reste.

Pour comprendre comment la montée des mers affectera l'humanité, les chercheurs doivent savoir à quelle vitesse cela se produit, dit Willis. "Les satellites sont l'outil le plus important pour nous dire ce taux, ", a-t-il expliqué. "Ils sont en quelque sorte un indicateur de cet impact rampant du réchauffement climatique qui va inonder les côtes du monde entier et affecter des centaines de millions de personnes."

Actuellement, le niveau de la mer monte en moyenne de 0,13 pouce (3,3 millimètres) par an, plus du double du taux du début du 20e siècle. "D'ici 2050, nous aurons un littoral différent de celui d'aujourd'hui, " dit Willis.

« Alors que de plus en plus de personnes se déplacent vers les régions côtières, et les mégapoles côtières continuent de se développer, l'impact du changement du niveau de la mer sera plus profond sur ces sociétés, " a déclaré Craig Donlon, scientifique du projet de mission à l'Agence spatiale européenne.

Établir la norme

Les informations recueillies par Sentinel-6 Michael Freilich rejoindront un ensemble de données qui est devenu l'étalon-or pour les études climatiques depuis l'espace. En effet, la chaîne de satellites superposés qui a commencé avec TOPEX/Poséidon a mesuré en continu les hauteurs des océans depuis le début des années 1990. Cette continuité est la clé du succès de cet ensemble de données.

Certains des ensembles de données à long terme sur lesquels les climatologues s'appuient, comme la température de l'océan ou la hauteur des marées, présentent des lacunes ou des changements majeurs dans la façon dont les données ont été collectées (comme avant et après le début des enregistrements satellitaires) qui rendent difficile la compréhension du signal climatique à long terme. Les chercheurs doivent tenir compte de ces variations pour s'assurer que leurs résultats sont vraiment représentatifs des phénomènes qu'ils étudient.

Les satellites qui ont suivi TOPEX/Poséidon—Jason-1, OSTM/Jason-2, et Jason-3—volaient sur la même orbite l'un que l'autre, chaque lancement avant que le plus ancien ne soit mis hors service. Lorsque Sentinel-6 Michael Freilich décolle plus tard cette année, il orbitera autour de la Terre 30 secondes derrière le satellite Jason-3, lancé en 2016. Les scientifiques passeront ensuite un an à croiser les données collectées par les deux satellites pour assurer la continuité des mesures d'une mission à l'autre. Les ingénieurs et les scientifiques effectueront le même étalonnage croisé avec le jumeau de Sentinel-6 Michael Freilich dans cinq ans à la fin de la mission de son prédécesseur.

Sans ces satellites et les données qu'ils ont collectées, les chercheurs auraient une compréhension beaucoup plus approximative du taux d'élévation du niveau de la mer, ainsi que des phénomènes comme El Niño. Il s'agit d'un modèle météorologique déclenché par un énorme changement dans les vents qui soufflent normalement d'est en ouest à travers l'océan Pacifique équatorial. Un El Niño peut modifier les courants océaniques et les conditions météorologiques mondiales, apportant des pluies torrentielles dans le sud-ouest des États-Unis et déclenchant des sécheresses en Asie et en Australie. Son homologue, La fille, peut avoir l'effet inverse.

L'une des découvertes issues de cet ensemble de données sur le niveau de la mer est les effets de grande envergure qu'El Niño et La Niña peuvent avoir sur le monde. "En 2010, il y avait un La Niña massif et il a essentiellement inondé d'énormes parties de l'Australie et de l'Asie du Sud-Est. Il a tellement plu sur terre, il a fait chuter le niveau mondial de la mer d'un centimètre [0,4 pouce], " a déclaré Willis. "Nous n'avions aucune idée que cela pourrait avoir un impact aussi massif sur le niveau de la mer mondial."

La vue globale que fournira le satellite Sentinel-6 Michael Freilich, ainsi que des données sur le niveau de la mer provenant de modèles et de stations d'observation, fournira des informations précieuses aux gouvernements et aux autorités locales chargés de planifier des événements tels que l'élévation du niveau de la mer et les tempêtes, dit Donlon.