SWOT détecte un tsunami dévastateur au Groenland

La mission satellite internationale Surface Water and Ocean Topography (SWOT), une collaboration entre la NASA et le CNES (Centre national d'études spatiales) français, a détecté les contours uniques d'un tsunami qui s'est écrasé dans les parois abruptes d'un fjord du Groenland en septembre 2023.

Une visualisation des données SWOT montre que le niveau de l'eau sur le côté nord du fjord Dickson au Groenland est plus élevé que sur le côté sud le 17 septembre 2023. Un énorme glissement de terrain dans le fjord la veille a provoqué un tsunami qui a duré neuf jours et a provoqué des tremblements de terre dans le monde entier. Crédit : NASA Earth Observatory

Déclenché par un glissement de terrain massif, le tsunami a généré un grondement sismique qui a résonné dans le monde entier pendant neuf jours. Une équipe de recherche internationale composée de sismologues, de géophysiciens et d'océanographes a récemment rendu compte de l'événement après un an d'analyse des données. Le satellite SWOT a recueilli des mesures de l'élévation du niveau de l'eau dans le fjord Dickson le 17 septembre 2023, le lendemain du premier éboulement et du tsunami. Les données ont été comparées aux mesures effectuées dans des conditions normales quelques semaines auparavant, le 6 août 2023.

Dans la visualisation des données (ci-dessus), les couleurs situées à l'extrémité rouge de l'échelle indiquent des niveaux d'eau plus élevés , et les couleurs bleues indiquent des niveaux inférieurs à la normale. Les données suggèrent que les niveaux d'eau à certains points le long du côté nord du fjord étaient jusqu'à 1,2 mètre plus élevés qu'au sud. « Le SWOT a survolé le fjord à un moment où l'eau s'était accumulée assez haut contre la paroi nord du fjord », a déclaré Josh Willis, chercheur sur le niveau de la mer au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud. « Voir la forme de la vague, c'est quelque chose que nous n'aurions jamais pu faire avant le SWOT. »

Dans un article publié récemment dans la revue Science, des chercheurs ont relié un signal sismique à un tsunami qui a commencé lorsque plus de 25 millions de mètres cubes de roche et de glace (880 millions de pieds cubes) se sont déversés dans le fjord Dickson. Faisant partie d'un réseau de canaux sur la côte est du Groenland, le fjord mesure environ 540 mètres de profondeur et 2,7 kilomètres de largeur, avec des parois de plus de 1 830 mètres de haut. Loin de l'océan, dans un espace confiné, l'énergie du tsunami n'a eu que peu de chances de se dissiper, de sorte que la vague s'est déplacée d'avant en arrière environ toutes les 90 secondes pendant neuf jours. Elle a provoqué des secousses enregistrées par des instruments sismiques à des milliers de kilomètres de distance.

À environ 900 kilomètres d'altitude, SWOT utilise son instrument sophistiqué d'interféromètre radar à bande Ka (KaRIn) pour mesurer la hauteur de presque toute l'eau à la surface de la Terre, y compris l'océan et les lacs d'eau douce, les réservoirs et les rivières. « Cette observation montre également la capacité de SWOT à surveiller les dangers, contribuant potentiellement à la préparation aux catastrophes et à la réduction des risques », a déclaré Nadya Vinogradova Shiffer, scientifique du programme SWOT au siège de la NASA à Washington. Il s’avère qu’il peut également voir dans les fjords.

« La résolution du radar KaRIn était suffisamment bonne pour réaliser des observations entre les parois relativement étroites du fjord », a déclaré Lee-Lueng Fu, scientifique du projet SWOT. « L'empreinte des altimètres conventionnels utilisés pour mesurer la hauteur de l'océan est trop grande pour pouvoir observer une si petite étendue d'eau. »

Fourni par la NASA

SWOT nous montre nos estuaires en perpétuel mouvement

En première ligne des changements climatiques, les estuaires se découvrent désormais sous l’œil de SWOT, dont les données contribuent à modéliser le fonctionnement et à veiller à leur protection.

Données de hauteurs d’eau mesurées par SWOT au-dessus de la Réserve Naturelle de Moêze-Oléron dans le détroit du Pertuis d'Antioche en Charente-Maritime - Crédits : CNRS, Edward Salameh Damien Desroches 2024.

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SWOT va permettre d'analyser les méandres du Gulf Stream avec précision

Lancée en décembre 2022, la mission Swot vient de produire ses premiers résultats sur l’étude des eaux sur Terre. Pour l’océanographe et enseignante-chercheuse Rosemary Morrow, c’est le début d’une nouvelle période de découvertes.

Le satellite Swot (Surface Water and Ocean Topography) doit mesurer et recenser 90 % des eaux de la Terre. Il fournira ainsi la première cartographie précise des ressources en eau de notre planète. La chercheuse Rosemary Morrow est responsable de la partie océanographique de Swot. Elle analyse ici les premiers résultats de cette mission menée par le Centre national d’études spatiales (Cnes) et la Nasa. 

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SWOT Témoin d'un typhon tropical

Lors de son passage au-dessus des Philippines entre le 29 mai et le 3 juin 2023, le satellite franco-américain SWOT a observé pour la première fois avec une telle précision l’influence d’un typhon tropical sur la hauteur d’eau de la surface de l’océan.

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Lors de sa phase de calibration et de validation, le satellite SWOT a pu passer quotidiennement au-dessus d’une zone océanique à l’est des Philippines et ainsi croiser la route du typhon Betty / Mawar. Une opportunité pour le satellite d’observer, en sécurité à 891 km d’altitude, l’influence de phénomènes météorologiques extrêmes tels que les typhons sur la mesure de la hauteur de surface des océans.

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Des nouvelles de SWOT qui participe aux simulations quant aux conséquences du phénomène El Niño cet hiver

Les missions qui surveillent le niveau de la mer, notamment le satellite SWOT (Surface Water and Ocean Topography) et Sentinel-6 Michael Freilich, aident à surveiller El Niño à court terme. SWOT, en particulier, collecte des données sur le niveau de la mer jusqu'à la côte, améliorant les projections de l'élévation du niveau de la mer. 

Une simulation réalisée par l'équipe scientifique de la NASA du changement du niveau de la mer en cas de fort phénomène El Niño cet hiver, montre que les villes situées le long des côtes occidentales des Amériques connaîtraient une augmentation significative de la fréquence des inondations à marée haute.

Article sur le site de la NASA

SWOT SCRUTE L’OCÉAN AUSTRAL (CNES le 2/10/2023)

Au-dessus de la zone australe, le satellite franco-américain SWOT, qui mesure en haute résolution la hauteur de l'eau dans les océans et les masses d'eau douce de surfaces du monde entier, dépasse les attentes et offre un premier regard sur la glace de mer et les tourbillons océaniques fins.

Différences de hauteur de la surface de l'eau observées par le satellite SWOT au Cap Horn
Crédits : CNES / NASA-JPL / Science Team SWOT / CLS.

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Lancement du satellite SWOT, la nouvelle vigie des lacs et des océans

LE SATELLITE SWOT VA SURVEILLER L’EAU DE LA TERRE.

Le satellite franco-américain Swot doit décoller le 16 décembre 2022 de la base californienne de Vandenberg. Sa mission : surveiller l’évolution des lacs et rivières, et observer la dynamique océanique.

Après plus d’une année d’intégration et de tests dans les installations cannoises de Thales Alenia Space, Swot (Surface Water and Ocean Topography) est aux États-Unis et se prépare pour son décollage. Le satellite de 2,3 tonnes doit s’envoler le 16 décembre 2022, à 12 h 46 heure française, à bord d’une fusée Falcon 9. À quelque 900 km d’altitude, il suivra l’évolution de l’eau terrestre pendant une durée minimale de 3 ans.

En matière d’étude des océans, Swot est le dernier-né d’une longue lignée conçue en partenariat avec la Nasa et le Cnes, l’agence spatiale française. Il s’inscrit dans la continuité d’une aventure débutée en 1992 avec Topex-Poséidon, puis la série des Jason. Lancé le 17 janvier 2016, Jason 3 est à présent dans sa septième année de mission.

Une surveillance fine des fleuves et des rivières

Swot poursuivra cette mission d’altimétrie en se focalisant sur la surveillance du niveau des lacs et des cours d’eau, du débit des rivières et, bien sûr, de la dynamique océanique. En ces temps de réchauffement climatique et de sècheresse parfois prolongée, la gestion de l’eau reste primordiale. À l’échelle mondiale, les services liés à l’eau représentent un chiffre d’affaires de 120 milliards de dollars.

Le nouveau satellite va donc suivre l’évolution des stocks d’eau pour les lacs de 6 hectares et plus, soit l’équivalent d’un carré de 250 m de côté. Des superficies de 100 m par 100 m sont également envisagées. À l’échelle mondiale, vingt millions de lacs devraient ainsi être observés par ce satellite mis au point conjointement par Thales Alenia Space et le Jet Propulsion Laboratory (JPL).

Les utilisateurs des données Swot disposeront de deux niveaux d’informations. « Single Pass » donnera la superficie, la hauteur et l’évolution du stock d’eau. Il sera également possible d’obtenir une moyenne par cycle de 21 jours, durant lequel un lac pourra être observé jusqu’à 12 fois depuis les hautes latitudes. Idem pour les fleuves. Pour chaque passage, c’est un tronçon de 10 km qui sera observé. Au niveau de chaque tronçon, le satellite évalue la largeur, la hauteur, la pente, ainsi que le débit du fleuve.

Prendre la relève des Jason pour les océans

Parallèlement, Swot poursuivra la mission de surveillance océanique dévolue aux satellites Jason. Il permettra aussi d’obtenir des prévisions météorologiques plus précises, notamment saisonnières. Afin d’accomplir ces différentes tâches, il possède plusieurs équipements dont la masse totale s’élève à 900 kg.

La préparation du satellite Swot

Le satellite Swot a été assemblé à Cannes, chez Thales Alenia Space. © Cnes/Thales Alenia Space
Dès juin 2021, la charge utile du satellite a été expédiée via un avion-cargo C-17 de l’US Air Force. Son module Nadir reprend ainsi les mêmes instruments que ceux du trio Jason, dont l’altimètre à double fréquence Poséidon fabriqué par Thales Alenia Space. Nadir inclut également pour l’orbitographie de précision le système Doris, mis au point par Thales, ainsi que le radiomètre micro-ondes avancé AMR. Deux dispositifs du JPL complètent ces équipements : la charge utile de localisation (GPS Payload) et les réflecteurs laser LRA.

Des mesures améliorées d’un facteur 10

Mais le nerf central de Swot est KaRin (Ka-band radar Interferometer), l’altimètre interférométrique conçu par le JPL pour mesurer la hauteur des surfaces d’eau. Le Cnes et Thales contribuent à KaRin en apportant la plateforme de radiofréquences (RFU) intégrée. L’instrument comporte deux antennes SAR en bande Ka, éloignés de 10 m l’une de l’autre. Elles doivent permettre de réaliser une observation bidimensionnelle de 120 km de large avec une résolution horizontale comprise entre 50 et 100 m et programmable de part et d’autre de la trace.

Par rapport à la précédente génération, la résolution obtenue avec Swot doit être améliorée d’un facteur 10. Comparé à Jason, qui pouvait transmettre jusqu’à 80 kbits/s de données, Swot pourra transmettre jusqu’à 349 Mb/s avec KaRin. Mais la capacité générée chaque jour peut aller jusqu’à 7,9 Tb.

Première mission du Cnes avec rentrée contrôlée

Afin d’assurer sa mission de trois ans, possiblement cinq, ce satellite dispose de deux jeux de panneaux solaires fabriqués sur le site de Cannes et capable de fournir jusqu’à 8 kW d’énergie électrique. Pour fonctionner, la charge utile a besoin de 2 kW. Une fois déployés, les panneaux ont une surface totale de 31 m2 et confèrent une envergure de 16 m au satellite, dont la propulsion est assurée par 360 kg de monohydrazine.

Au terme de sa mission, Swot utilisera 80 % de son carburant pour effectuer une rentrée contrôlée au-dessus du Pacifique Sud. Pour la première fois, le Cnes sera chargé d’assurer les procédures de fin de vie du satellite.

Celui-ci a été acheminé aux États-Unis le 16 octobre dernier par un C-5 Galaxy de l’US Air Force. Suite au conflit russo-ukrainien, les cinq derniers Antonov-124, habituellement utilisés pour ce type d’opération, sont aujourd’hui réquisitionnés par l’Otan. Ce 16 décembre 2022, Swot doit être lancé depuis la base spatiale de Vandenberg, sur la côte est américaine, par une fusée Falcon 9 sur orbite basse (LEO) à 891 km d’altitude avec une inclinaison de 78°.

Pour le lancement de Swot, le Cnes réalise un direct sur YouTube, le 16 décembre 2022, à partir de 12 h 15.