SMOS : une mission vitale > Tour d’horizon scientifique Objectifs scientifiques Préparation de la mission SMOS au CESBIO SMOS : principes de la mesure SMOS le concept de l’instrument SMOS La charge utile Le Centre d’Etudes Spatiales de la BIOsphère

Le Centre d’Etudes Spatiales de la BIOsphère Science SMOS : tour d’horizon scientifique - 1/5 La quantité d’eau présente dans le sol et celle du sel contenu dans les océans semblent être des variables sans aucun rapport, toutefois ces deux variables sont intrinsèquement liées si l’on étudie le cycle de l'eau et le fonctionnement du climat. La variabilité de l'humidité du sol est principalement régie par différents taux d'évaporation et des précipitations, de sorte que, par exemple, une grave sécheresse peut se traduire par des sols durs, secs et fissurés tandis que les inondations et les glissements de terrain peuvent être une conséquence de très fortes pluies. En ce qui concerne la mer, les modifications de la salinité des eaux de surface sont provoquées par l'ajout ou le retrait d'eau douce, principalement par l’ évaporation et les précipitations, mais aussi, dans les régions polaires, par le gel et la fonte de la glace. La variabilité de l'humidité du sol et de la salinité des océans est sous la dépendance d’un échange continu de l'eau entre les océans, l'atmosphère et la terre. Le Centre d’Etudes Spatiales de la BIOsphère

Le Centre d’Etudes Spatiales de la BIOsphère Science SMOS : tour d’horizon scientifique - 2/5 Le cycle de l’eau de notre planète : composantes terrestres et atmosphériques du cycle de l’eau Entrainé par le Soleil, l'approvisionnement limité en eau de la Terre est continuellement en mouvement et se redistribue entre les océans, l’atmosphère et les sols. Cette circulation ainsi que la limitation de la ressource sont des variables essentielles à la compréhension du fonctionnement de la machine climatique. ESA document Le Centre d’Etudes Spatiales de la BIOsphère

Le Centre d’Etudes Spatiales de la BIOsphère Science SMOS : tour d’horizon scientifique - 3/5 Le bilan d’eau et d’énergie du système climatique prend en compte les composantes terrestres et atmosphériques du cycle de l’eau. L’analyse des interactions entre l’humidité des sols et l’évolution du couvert végétal via les phénomènes d’évaporation et d’infiltration complétera les données spatiales, enrichissant ainsi les études actuelles sur le processus de photosynthèse. Animation sur le bilan d’eau et d’énergie du système climatique incluant les composantes terrestres et atmosphériques du cycle de l’eau. ESA document Le Centre d’Etudes Spatiales de la BIOsphère

Le Centre d’Etudes Spatiales de la BIOsphère Science SMOS : tour d’horizon scientifique - 4/5 Humidité du sol : variable clé de contrôlant les échanges d’eau et d’énergie entre la surface de la Terre et l’atmosphère. Les faits: ‘Environ un tiers de la surface de la Terre est constituée de déserts‘ Estimer l'humidité du sol dans la zone racinaire est primordial pour améliorer à court et à moyen terme la modélisation météorologique et hydrologique et la surveillance de la croissance des plantes   La quantité d'eau disponible dans le sol, est évidemment cruciale pour la production primaire (biomasse), elle est aussi intrinsèquement liée au temps et au climat. Les précipitations, l'humidité du sol, les infiltrations, le ruissellement, l'évaporation du sol, la transpiration des plantes sont tous des composants de la partie terrestre du cycle de l'eau. Il existe donc un lien direct entre l'humidité du sol et l'humidité atmosphérique. Un sol sec contribue peu ou pas du tout à l'humidification de l'atmosphère, un sol saturé en eau contribue beaucoup. En outre, puisque l'humidité du sol est liée à l'évaporation, cette humidité pilote la distribution des flux de chaleur de la terre vers l'atmosphère. Ainsi, les zones où le sol est très humide participent à l’augmentation de l'humidité atmosphérique, mais aussi localement à la baisse des températures. Le Centre d’Etudes Spatiales de la BIOsphère

Le Centre d’Etudes Spatiales de la BIOsphère Science SMOS : tour d’horizon scientifique - 5/5 Salinité des océans Les faits: Entre 35°N and 35°S de latitude, la Terre reçoit davantage de chaleur du soleil qu’elle n’en diffuse vers l’espace. Au nord de ces latitudes, elle perd plus de chaleur qu'elle n'en reçoit. Les tropiques seraient plus chaudes et les pôles davantage glacés sans les effets du vent et des courants océaniques. Ces courants sont sous la dépendance des variations de la température et de la salinité de l'eau de mer. Dans les eaux de surface des océans, la température et la salinité contrôlent complètement la densité de l'eau de mer – plus l’eau est froide et salée, plus elle est dense. Comme l'eau s'évapore de l'océan, la salinité augmente et la couche de surface devient plus dense. En revanche, les précipitations réduisent sa densité, ainsi l'océan se stratifie. La congélation de l'eau de mer et la fonte sont également responsable de l'augmentation et la diminution de la salinité des océans dans la région polaire. Si la densité de la couche de surface de l'eau de mer augmente suffisamment, la colonne d'eau devient gravitationnellement instable et s’enfonce. Ce processus est une clé de la compréhension de la circulation océanique, il est crucial dans la régulation du temps et du climat. Distribution moyenne de la salinité de la surface de la mer. En rouge se trouvent les régions de forte salinité, en vert, les régions à faible salinité. La carte est superposée à la circulation simplifiée appelée la «circulation thermohaline». Les flèches bleues indiquent les courants froids plus profonds et les flèches rouges les courants chauds de surface. Les variations de température (thermique) et de salinité (haline) sont les variables clés qui affectent la circulation de l'océan. Le Centre d’Etudes Spatiales de la BIOsphère