Les satellites traquent les traces du changement climatique
Satelliten forschen nach Spuren des Klimawandels
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Dans l’espace, les satellites collectent des données sur la montée du niveau des mers, sur la fonte des pôles et sur les émissions de CO2. Ils fournissent ainsi aux experts de précieuses informations sur la mutation du climat.
Im Weltall sammeln Satelliten Daten zum Anstieg der Meeresspiegel, der Polschmelze und CO2-Emissionen. So liefern sie Experten wichtige Informationen zum Klimawandel.
Dans la lutte contre le changement climatique, il faut parfois savoir prendre de la hauteur. Près de la moitié des valeurs qui sont pertinentes dans l’analyse du changement climatique ne peuvent en effet être saisies que par satellite. Ce serait nettement plus compliqué d’étudier le changement climatique sans les quelque 150 satellites qui ont un œil rivé sur notre planète.
L’Agence spatiale européenne (ESA) a également envoyé des satellites dans l’espace dans ce but. Copernicus, le premier satellite de cette flotte scientifique qui en compte aujourd’hui douze, a été lancé en 2014. Ces engins incarnent en quelque sorte nos agents secrets du climat dans l’espace et mesurent le niveau des mers, la fonte des glaces ainsi que la teneur en méthane et en CO2 de l’atmosphère.
Des données très complètes
Il est clair que les satellites ne représentent pas, en soi, la solution la plus respectueuse de l’environnement, puisqu’un lancement de fusée produit des gaz d’échappement qui restent dans l’atmosphère. Mais, si l’on fait une pesée des intérêts, on se rend vite compte que les avantages obtenus grâce aux données scientifiques qu’ils fournissent l’emportent.
En effet, les satellites sont capables de surveiller l’ensemble de la Terre en quelques jours et d’établir des séries de mesures très complètes. Depuis l’espace, il est ainsi possible de déterminer la hauteur du niveau de la mer au millimètre près. Leur technique est également utilisée pour l’extension des masses de glace des glaciers et des calottes polaires, et permet ainsi d’observer avec précision la fonte des glaciers.
Laser, radar, accélération et réflexion
En raison du réchauffement de la planète, d’énormes masses de glace disparaissent chaque année. Pour calculer leur volume exact, les satellites mesurent la gravité terrestre. Le principe est le suivant: là où il y a plus de masse de glace, l’attraction est plus forte. Cette mesure est effectuée par deux satellites qui se suivent. Les corps célestes sont en effet accélérés par l’attraction terrestre – la distance changeante permet de calculer l’attraction.
Pour évaluer le niveau de la mer, en revanche, on utilise des satellites radar. Ceux-ci envoient un signal à la Terre et mesurent le temps de parcours de l’impulsion. Plus c’est rapide, plus le trajet est court – et plus le niveau de la mer est haut. De telles mesures sont effectuées régulièrement pendant des années. On obtient ainsi une image fiable du nombre de millimètres d’élévation du niveau de la mer année après année.
Les satellites de l’Agence spatiale européenne (ESA) mesurent, par exemple, l’affaissement des terres chaque année. Photo: ESA
Im Kampf gegen den Klimawandel ist die Welt allein nicht genug. Rund die Hälfte der klimarelevanten Messwerte lassen sich nur via Satelliten erfassen. Tatsächlich könnte man den Klimawandel ohne die mehr als 150 Trabanten, die unseren Planeten aus den Umlaufbahnen im Blick haben, weniger gut erforschen.
Auch die europäische Weltraumorganisation ESA hat zu diesem Zweck Satelliten ins All geschossen. Der erste Satellit der sogenannten Copernicus-Flotte wurde 2014 losgeschickt; heute umfasst die Flotte zwölf Wissenschaftssatelliten. Sie sind so etwas wie die heimlichen Klimadetektive im All und messen den Meeresspiegel, das Abschmelzen der Eisflächen sowie den Methan- und CO2-Gehalt in der Atmosphäre.
Umfangreiche Daten
Klar: Satelliten sind per se nicht der Nachhaltigkeit letzter Schluss. Ein Raketenstart ist aufgrund der Abgase, die in der Atmosphäre zurückbleiben, nicht sonderlich klimafreundlich. Doch bei wissenschaftlich eingesetzten Satelliten überwiegen die Vorteile, die man dank der von ihnen gelieferten Daten erhält.
Tatsächlich können Satelliten innerhalb weniger Tage die gesamte Erde im Blick behalten und so umfangreiche Messreihen erstellen. So lässt sich aus dem All etwa die Höhe des Meeresspiegels auf den Millimeter genau bestimmen. Ihre Technik kommt auch bei der Ausdehnung der Eismassen von Gletschern und an den Polarkappen zum Einsatz. Denn auch die Gletscherschmelze kann aus dem All genau beobachtet werden.
Laser, Radar, Beschleunigung und Reflektion
Als Folge der Erderwärmung gehen Jahr für Jahr enorme Eismassen verloren. Um den exakten Umfang zu berechnen, messen Satelliten die Erdanziehung. Das Prinzip lautet: Wo mehr Eismasse ist, ist die Anziehung höher. Gemessen wird das mit zwei Satelliten, die hintereinander herfliegen. Denn die Himmelskörper werden durch die Erdanziehung beschleunigt – mit dem sich ändernden Abstand kann die Anziehung berechnet werden.
Beim Messen des Meeresspiegels dagegen kommen Radar-Satelliten zum Einsatz. Diese schicken ein Signal zur Erde und messen die Laufzeit, die der Puls für den Weg braucht. Je schneller das geht, desto kürzer ist der Weg – und desto höher ist der Meeresspiegel. Solche Messungen werden über Jahre hinweg regelmässig durchgeführt. Damit ergibt sich ein zuverlässiges Bild, um wie viele Millimeter der Meeresspiegel Jahr für Jahr steigt.
Die Satelliten der Europäischen Weltraumbehörde ESA messen beispielsweise die Landabsenkungen pro Jahr. Foto: ESA
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Trois téraoctets de données par jour
L’état de la déforestation mondiale peut également être surveillé depuis l’espace. Pour cela, on a recours à des images radar. Les satellites photographient à intervalles réguliers certaines régions en haute résolution. Le recul de la forêt tropicale peut donc être enregistré, même de nuit et dans les nuages. Enfin, pour mesurer la teneur en méthane de l’atmosphère, on évalue la réflexion de la lumière du soleil, car les gaz à effet de serre absorbent la lumière. Plus il y a de gaz dans l’atmosphère, plus l’effet de serre est fort.
Dans leur travail, ces détectives du climat présents dans l’espace réalisent d’ailleurs des performances optimales: à lui seul, le satellite Sentinel 1 de la flotte Copernicus envoie, chaque jour, jusqu’à trois téraoctets de données vers la Terre.
Drei Terabyte Daten – pro Tag
Auch der Stand der globalen Entwaldung kann aus dem All überwacht werden. Dabei greift man auf Radarbilder zurück. Satelliten fotografieren in regelmässigen Abständen bestimmte Regionen in hoher Auflösung. So kann der Rückgang des Regenwaldes festgehalten werden – auch bei Nacht und Wolken. Bei der Messung des Methangehalts in der Atmosphäre schliesslich wird die Reflexion des Sonnenlichts ausgewertet, denn Treibhausgase absorbieren Licht. Je mehr Gase in der Atmosphäre, desto stärker der Effekt.
Bei ihrer Arbeit erbringen die Klimadetektive im All übrigens Höchstleistungen: Allein der Sentinel-1-Satellit der Copernicus-Flotte sendet bis zu drei Terabyte Daten zur Erde – jeden Tag.
