Colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 Le SATMOS: Un service d’archivage et de distribution des données des satellites météorologiques opérationnels.

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1 colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 Le SATMOS: Un service d’archivage et de distribution des données des satellites météorologiques opérationnels Sophie Cloché (IPSL), Jean-Pierre Olry (CMS)

2 colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 Plan de la présentation Introduction, historique et fonctionnement Le CMS SATMOS: catalogue, archivage SATMOS: les services

3 colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 Introduction, historique et fonctionnement Bref historique: -1985: convention tripartite entre le CNRS, le CNES et la Météorologie Nationale, -2000: signature d’une nouvelle convention bipartite INSU, Météo-France -2005: colloque anniversaire à Toulouse Situation géographique : Le SATMOS est hébergé au sein du Centre de Météorologie Spatiale (CMS) de Météo-France à Lannion (Côtes d’Armor) Les moyens: -Le CMS fournit un apport en personnel et moyen informatique, -Le CNRS participe aux investissements, au fonctionnement et fournit un poste pour les opérations.(JP Olry) SATMOS Service d’Archivage et de Traitements Météorologiques des Observations Satellitaires La vocation du SATMOS: la constitution et le maintien, pour la communauté scientifique, d'une archive de données de satellites météorologiques et de produits dérivés de ces données la mise à disposition de ces données et produits aux utilisateurs.

4 colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 Introduction, historique et fonctionnement Le comité de pilotage se réunit 1 fois par an pour discuter les orientations du SATMOS Il est composé de: du directeur du CMS (Jacki Pilon depuis 2006) du chef de la division Production du CMS (Dominique Levaillant) des ingénieurs et techniciens (MF et CNRS) Jean-Pierre Olry, Jean-Luc Piriou etc… Un représentant Météo-France (Philippe Dandin, Directeur de la climatologie) Un représentant INSU (Sophie Cloché fin 2007) Plus, depuis 2005, un invité observateur CNES (Vincent Cassé puis Didier Renaut…) Le comité évalue le bilan d’activité annuel et fait l’état des actions en cours puis formule des recommandations d’orientation et de financement vers les deux tutelles MF et INSU. Le comité ou du moins les interactions entre CMS et INSU ne se limitent pas à cette seule réunion formelle (organisation colloque, points téléphoniques, suivi des dossiers)…

5 colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 Le Centre de météorologie spatiale de Météo-France à Lannion Le CMS est un centre opérationnel (24h/24h) Le CMS emploie aujourd’hui 80 personnes. Ses principales missions : –Acquisition, traitement et archivage des données satellitaires. –Diffusion en temps réel des produits. –Conception et développement d'algorithmes et de logiciels de traitement satellitaires. –Service de relais pour les besoins d’EUMETSAT et NOAA. –Expertise, formation, assistance et fourniture de produits d'imagerie extraits de l'archive pour des besoins scientifiques, institutionnels ou commerciaux.

6 colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 Le CMS en résumé Les principaux moyens techniques sont : – Parc d’antennes pour satellites météorologiques géostationnaires et défilants sur orbite polaire –Systèmes de réception et d’acquisition en temps réel –Informatique de traitement et de supervision –Système de sauvegarde et stockage de données –Télécom de 512 kb/s à 16 Mb/s vers Suitland (USA), Darmstadt (D), Brest et Toulouse –Système d’alimentation en énergie électrique secourue/régulée Les organismes destinataires des produits du CMS sont les suivants : - Production en temps réel : –Interne Météo-France : Direction de la Prévision (imagerie, observations satellitaires) ; Centre national de recherches météorologiques (radiances, mesures issues d’instruments sondeurs (IASI)) –EUMETSAT (organisation européenne pour l’exploitation des satellites météorologiques) : Températures de surface de l’océan et autres produits ; Relais de données –NOAA (USA) : Relais de données –Défense nationale : scènes observées sur sites « d’intérêt » - Production en temps différé : –EUMETSAT : développements coopératifs (Satellites Application Facilities) de logiciels et de produits‏ –CNRS, INSU : service SATMOS –OMM-NASA : inter-étalonnage, calibration inter-satellites –Interne Météo-France : Directions interrégionales, École, Commerce, Climatologie –Externes : édition, enseignement, médias, assistances Les domaines de compétences : –Prétraitement des données satellitaires (format, calibration, navigation, masque nuageux, correction d’angle solaire, de parallaxe, reprojection) –Transfert radiatif, infrarouge et micro-ondes, inversion des données de sondages par satellite –Traitement des données visible/infrarouge pour la reconnaissance et la classification automatique des nuages et l’imagerie multi-spectrale –Paramètres de surface (température de l’océan, rayonnement) –Systèmes de réception et d’acquisition en temps réel – Opérations 7j/7, 24h/24 –Ingénierie des systèmes d’acquisition / traitements satellitaires –Interprétation météorologique de l’imagerie satellitaire

7 colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 La réception des géostationnaires

8 colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 La réception directe des géostationnaires METEOSAT7, GOES-E (et SA) sont reçus en direct au CMS via une antenne. Pour les GOES, il s’agit d’assurer une fonction de relais au bénéfice d’EUMETSAT (le satellite n’est pas en visibilité de l’Allemagne). La réception directe est coûteuse et nécessite des antennes de grand diamètre. La réception via EumetCast remplace de plus en plus la réception directe des données prétraitées des satellites géostationnaires.

9 colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 Exemple : GOES-Est L’antenne A27, pointée vers l’ouest permet de recevoir les données du satellite américain GOES-E : –Diamètre : 7,20 mètres –Bande L (1,7 GHz)

10 colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 Réception EumetCast EUMETSAT reçoit les données brutes provenant des satellites, les prétraite puis les diffuse par le système EumetCast. EumetCast est le système de diffusion d’informations satellitaires d’EUMETSAT. Il est au standard DVB (transmission video numérique) et nécessite des équipements légers, quasi identiques à la réception de chaînes de télévision numérique chez un particulier. Il s’appuie sur des satellites de télécommunications opérés par EutelSat. EumetCast est opérationnel depuis 2003. La diffusion a lieu en bande Ku pour l’Europe.

11 colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 Réception EumetCast au CMS Les antennes A28 & A29 pointées vers HotBird assurent la réception EumetCast. –Diamètre : 90 centimètres –Bande Ku (11 GHz) => Plusieurs antennes (4 ou 5) redondantes permettent d’assurer la réception de la totalité des images : la fiabilité de l’acquisition CMS en fait une station de référence

12 colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 SATMOS: Présentation rapide du catalogue Le volume de l’archive est d’environ 164 To avec une progression de 35 To par an SATELLITTES METEOROLOGIQUES OPERATIONNELS: radiances et produits 36 000 km GÉOSTATIONNAIRES EN ORBITE ÉQUATORIALE DÉFILANTS EN ORBITE POLAIRE MTSAT Longitude 140° E GOES-OUEST Longitude 135° W GOES-EST Longitude 75° W IODC METEOSAT-07 Longitude 57° E 850 km METOP NOAA MSG2 Longitude 0° MSG1 Longitude 9°5 E

13 colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 SATMOS: Présentation rapide du catalogue Globe Autres canaux SEVIRI (11) résolution 3 km toutes les 15 minutes Canal HRV résolution 1 km toutes les 15 minutes archive disponible depuis septembre 2003 Radiances MSG

14 colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 Classification nuageuse issue de MSG Dans le cadre du SAF (Satellite Application Facility) NWC (Nowcasting) d'EUMETSAT, le Centre de Météorologie Spatiale de METEO-FRANCE élabore des produits Classification Nuageuse (CT: Cloud Type): Classification nuageuse en 15 classes basée sur un algorithme de seuillages de combinaisons de canaux SEVIRI appliqué à l’échelle d’un pixel. Canaux utilisés: 10.8µm; 12.0µm; 3.9µm et 0.6µm de jour. Pleine résolution MSG Archive depuis avril 2004 SATMOS: Présentation rapide du catalogue

15 colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 Température et altitude du sommet du nuage issues de MSG Dans le cadre du SAF NWC (Nowcasting) d'EUMETSAT, le CMS élabore les produits de température et hauteur de sommet des nuages (CTTH : Cloud Top Temperature and Height): Pression de sommet de nuage Hauteur de sommet de nuage Température de sommet de nuage Nébulosité effective Canaux utilisés: 10.8µm; 12.0µm. Archive depuis le 07 mars 2005 SATMOS: Présentation rapide du catalogue

16 colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 SATMOS: Les principes de l’ archivage (1) a) les données images des géostationnaires reçus directement ou indirectement au CMS Ces données ne sont pas uniques, car elles existent sous une forme ou une autre chez les opérateurs de satellites. Cependant leur rapatriement est généralement long ou coûteux en ressources si les fichiers sont volumineux (cas des données MSG).  Les données Météosat (MTP, IODC), GOES et MTSAT, FY sont archivées sur bande de façon pérenne, pleine résolution spatiale, temporelle et spectrale.  Les données MSG sont archivées pendant 3 ans glissants sur bande (archives pérennes à l’UMARF) b) les données des défilants NOAA et METOP dans la zone d’acquisition de Lannion Ces données ont un caractère unique puisque les données haute résolution ne sont reçues en routine que par diffusion directe (sauf LAC), que la zone d’acquisition de Lannion n’est rigoureusement identique à aucune autre, et que la fiabilité de l’acquisition CMS en fait une station de référence.  Les données sont archivées de façon pérenne.

17 colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 SATMOS: Les principes de l’ archivage (2) d) les données globales du défilant METOP disséminées par Eumetcast Les données d’acquisition globale Eumetcast AVHRR sont archivées sur deux années glissantes, les données IASI sur un an glissant. Les données SST sont pérennes. e) Les produits géophysiques Pour les produits orientés prévision et mémoire du climat : comme l’archivage pérenne relève de DCLIM, le CMS peut ne maintenir qu’une archive glissante pour supporter les activités de développement, de contrôle. Pour les autres produits : archivage pérenne au CMS, éventuellement complété par un archivage parallèle par DCLIM, de façon à offrir des moyens de consultation et de distribution complémentaires.

18 colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 Traitements spécifiques réalisés par SATMOS pour les satellites géostationnaires, adaptés aux demandes des utilisateurs. Exemple d’extraction: A partir des données brutes du satellite, extraction du secteur géographique demandé, étalonnage des données et mise en projection cylindrique équidistante. Le fichier résultat est au format tarcyl. SATMOS: les services

19 colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 Diffusion des données MSG Format –Format fis : produits –Format XRIT : images msg –Extraction régionale, temporelle à la demande Format de diffusion : tarcyl (un fichier tar contenant un fichier.def de description des données et un fichier.raw contenant les données image mono-canal ou produit géophysique) Accès –Sur support amovible ou par ftp pour de « petites » commandes –Possibilité de diffusion par ftp en temps quasi-réel: expérience ponctuelle pour des campagnes (AMMA, VAPIC, COPS) –Accès ftp facilité sur l’archive au fil de l’eau (20 derniers jours glissants) SATMOS: les services

20 colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 Les modes de diffusion des données CD-ROM / DVD 0,7 / 4,7Go 4mm DDS 125/150m 12 / 20 Go LTO2 200 Go LTO4 800 Go en 2009 Transfert FTP via serveur anonyme 16 Mb /sec. Diffusion SATMOS par année en nombre de fichiers Pour 2009: environ 1 258 968 fichiers et 15 To de données diffusées. Transfert FTP via serveur dédié 16 Mb /sec. SATMOS: les services

21 colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 Le serveur www.satmos.meteo.fr :Nouveau site WEBwww.satmos.meteo.fr Le site permet la consultation du contenu de l’ensemble de l’archive et de différentes informations sur les satellites. Il permet de sélectionner des scènes intéressantes avant de passer commande. Il dispose en ligne de 230 000 quick-looks (imagettes).

22 colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 Les atouts du service SATMOS Le SATMOS constitue un point d’entrée appréciable de la communauté vers les services de Météo-France et, au-delà, vers la communauté de fournisseurs de données satellitaires. Il dispose pour ce faire des atouts suivants : Appui sur un centre producteur opérationnel, Traitement de 5 satellites géostationnaires et de satellites défilants, facilitant le désarchivage et les traitements en un seul lieu. Valeur ajoutée liée aux traitements adaptés aux clients ( extraction de zones, calibration, mise en projection, changement de formats...). Communauté utilisateur multithématique (nuage, océan, surfaces continentales,..) Evolution du service et du catalogue en fonction des besoins (accès ftp facilité, ajout des géostationnaires, METOP bientôt…)

23 colloque satellites grand champ 21-22/01/2010 Les évolutions récentes et à court terme Renouvellement du système de stockage fin 2008, offrant la possibilité d’archivage de 1 petaoctets à l’horizon 2012, dimensionné en particulier pour NPP (Aqua-Terra pour préparation) et METOP-B. Nouveau site web en 2009, facilitant la recherche de scènes. Amélioration des pages statiques d’informations Diffusion possible sur cassettes LTO4 de 800 Go. Service SATMOS en ligne : Fournitures au fil de l’eau (exemple : toutes les données geo pour MEGHA-TROPIQUES) et fourniture ponctuelle pour des volumes raisonnables. Ajout au catalogue de 2 produits : produit « flag sable » qui indique les zones où des particules en suspension dans l’atmosphère sont détectées à partir de canaux MSG. Produits flux ondes longues et ondes courtes issues de GOES-Est. Réflexion au niveau national sur l’articulation du SATMOS avec les pôles thématiques ICARE et ETHER