Image choquante de la France jaunie par la sécheresse vue de l’espace

Cette image satellitaire de Sentinel 3 a cela d’intéressant qu’elle fournit de nombreuses informations « dont certaines ne sont pas visibles à l’œil nu », nous explique Clément Albergel, chercheur au bureau du climat à l’ESA (Agence spatiale européenne). Il faut savoir que Sentinel 3 possède un « radiomètre qui permet de mesurer la température de surface ». Il ne s’agit pas de la « température de l’air au sens météorologique du terme mais plutôt de la quantité réelle d’énergie rayonnante de la Terre – et qui indique la température réelle de la surface terrestre ». Bien entendu les températures élevées de l’air se reflètent dans les valeurs de température de la surface terrestre.

Sentinel 3 a mesuré ces dernières semaines des « températures records, 48 °C au Royaume-Uni, plus de 60 °C en Espagne ». Ces mesures de Sentinel 3, « combinées à celles d’autres instruments embarqués sur d’autres satellites d’observation de la Terre mesurant également les températures de surface », sont utiles pour développer de « longues séries temporelles d’observations de la Terre depuis l’espace, et mieux comprendre comment elles évoluent. Ce qui permet en quelque sorte de valider les modèles climatiques et certaines projections climatiques ».

L’Agence spatiale européenne a récemment mis en place une base de données des températures de surface couvrant la période 1996-2020 qui « montre une augmentation stable des températures de surface terrestre à l’échelle globale de 0,2 °C par décennie, avec une variabilité régionale très forte ». Cette image de la France, qui montre un pays recouvert d’une végétation dans un état de sécheresse avancée, illustre bien la « période caniculaire et la succession de vagues de chaleur qui touchent la France et l’Europe ».

Ces vagues de chaleur qui correspondent à des températures anormalement élevées, observées pendant plusieurs jours consécutifs font « partie des extrêmes climatiques les plus préoccupants au regard de la vulnérabilité de nos sociétés ». Ces vagues de chaleur que nous subissons depuis le mois de juin en Europe de l’Ouest « sont les signes les plus clairs du réchauffement climatique provoqué par les activités humaines, comme l’ont montré les différents rapports du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (Giec) ».

Elles nous « donnent donc un aperçu de notre climat futur », alerte Clément Albergel. Le chercheur tient à souligner que les derniers rapports publiés par le Giec « indiquent en effet que les vagues de chaleur et de manière générale les évènements hydro-climatiques extrêmes augmentent en intensité et en fréquence à cause du dérèglement climatique lié aux activités humaines et notamment aux émissions de gaz à effet de serre dans l’atmosphère ».

Des conditions propices aux incendies

Comme nous le voyons dans l’actualité (en Espagne, Portugal, France, Grèce, Royaume-Uni…), ces conditions de chaleur extrême et ces températures élevées sont accompagnées de conditions propices aux incendies, « c’est-à-dire un faible taux humidité dans l’air, de faibles précipitations et une végétation plus sèche créent un risque élevé d’incendie dès qu’il existe une source d’inflammation ». Il a été démontré que ces « conditions propices aux incendies s’observent de plus en plus souvent sur des périodes de plus en plus longues ».

À cela s’ajoute une autre conséquence de cette succession de vagues de chaleur, « associée à de faibles taux de précipitations, c’est le phénomène sécheresse ». De nombreux cours d’eau en Europe ont maintenant chuté à des niveaux records, ce qui a de « graves répercussions sur l’agriculture, un secteur qui consomme énormément d’eau pour l’irrigation ».

Comme à chaque catastrophe naturelle et selon leurs caractéristiques (résolution, fauchée, revisite, bande spectrale…), les satellites d’observation de la Terre sont rapidement mis à contribution pour évaluer les dégâts et assister les secours. Ils sont sollicités afin d’aider leur organisation, fournir une aide logistique aux populations et anticiper l’évolution de la catastrophe naturelle. Dans le cas des incendies, les satellites permettent de suivre leur évolution depuis l’espace et surtout de surveiller différentes caractéristiques des incendies telles que les « zones sèches et sujettes aux incendies, les feux actifs et ceux uniquement fumants, les zones brûlées, ainsi que les émissions de fumée et de gaz traces ».

L’évaluation des zones brûlées avec l’imagerie satellitaire a « également comme autre intérêt de servir de ligne de base pour surveiller la régénération de la forêt ». Si nous mettons de côté la notion de suivi des risques, il est également très « important de développer de longue série temporelle de zones brûlées dans le cadre de l’étude du changement climatique », car quand la végétation brûle, elle «  libère une quantité importante de gaz à effet de serre et de particules dans l’atmosphère. On estime en effet qu’environ 25 % à 35 % des gaz à effet de serre résultent de la combustion de la biomasse ». C’est une variable que l’ESA développe dans le cadre de son initiative au changement climatique avec la mission Biomass. Ce satellite, dont le lancement est prévu en 2023 sera dédié à l’observation et la surveillance des forêts, « l’une des plus importantes ressources naturelles de la Terre, de façon à mieux comprendre le cycle du carbone ».

Pour mieux comprendre le rôle des satellites d’observation de la Terre utilisés pour détecter les feux depuis l’espace, il faut savoir que cette détection repose sur deux principes physiques. Le premier est lié à « l’anomalie thermique qui se produit lorsque la végétation brûle, impliquant une augmentation notable de la température de ces zones au sol qui sont nettement plus élevées que celles qui les entourent, on peut alors les signaler comme des incendies actifs. Ce signal est assez facile à détecter, mais dure en général très peu (quelques heures, le temps de l’incendie) ». La deuxième possibilité consiste à surveiller les changements de réflectance de surface (la lumière réfléchie par notre Planète). Ces changements sont dus à la « couleur plus sombre de la végétation brûlée, cette cicatrice que laissent au sol les incendies ». Ce signal est moins évident à repérer depuis l’espace mais plus « permanent, en particulier dans certains biomes, où les effets du feu durent plusieurs mois, voire des années après le feu, bien que dans les régions tropicales, il puisse disparaître en quelques semaines ».

Mieux prédire les sécheresses et favoriser une agriculture durable

Pour tenir compte du changement climatique et ses conséquences, Copernicus, le programme d’observation de la Terre à l’échelle de la planète de la Commission européenne, sera doté de nouvelles familles de satellites dans le « cadre des missions d’expansion du programme Copernicus ». Comme le confirme Clément Albergel, « nous travaillons sur les nouvelles missions satellitaires haute priorité du programme Copernicus ». Chacune d’entre elles aidera à relever les aspects scientifiques, politiques et sociétaux du changement climatique, ainsi que les défis environnementaux majeurs attendus, comme la « gestion durable de l’agriculture, la sécurité alimentaire, la surveillance des glaces polaires, et toutes serviront à comprendre le changement climatique ».

En lien avec les sujets de cet article (canicule, sécheresse et incendies), parmi ces futures missions, on citera en exemple la mission de surveillance de la température de surface des terres (LSTM) qui embarquera un « capteur infrarouge thermique à haute résolution spatio-temporelle (amélioration de Sentinel 3) afin de fournir des mesures à l’échelle mondiale de la température de toute la surface terrestre, de jour comme de nuit », ainsi qu’un instrument qui « permettra de surveiller le stress en eau des cultures au niveau du champ et de soutenir des pratiques d’irrigation plus durables ».

L’analyse des données satellitaires pour la cartographie, la surveillance et les prévisions des ressources naturelles de la Terre « permet de comprendre quels changements ont lieu, ainsi que quand et où ». Cette mission permettra de répondre plus particulièrement aux besoins des agriculteurs européens qui doivent rendre l’agriculture plus durable dans « un contexte d’amenuisement des ressources hydriques et de changements dans l’environnement ». Compte tenu de la rareté croissante de l’eau, son « utilisation pour l’agriculture devra être plus efficace ».