Une dizaine de jours à peine après sa mise en orbite en août 2018, le satellite Aeolus a commencé à envoyer ses premières mesures de vent. Les climatologues et les météorologues les guettaient avec d’autant plus d’impatience que cette mission spatiale, mise en œuvre par l’Agence spatiale européenne, a demandé près de vingt ans de préparation. Aladin, son précieux passager, acronyme d’Atmospheric Laser Doppler Instrument, est en effet un instrument unique au monde qui mesure le déplacement des particules et des molécules dans les différentes couches de l’atmosphère, et ce jusqu’à 30 kilomètres d’altitude – une première !
Si les grands courants atmosphériques tels que les alizés ou les vents régionaux comme la tramontane sont expliqués et modélisés depuis longtemps, il n’en va pas de même pour les vents soufflant à plus haute altitude ou pour les vents verticaux, ces masses d’air qui s’élèvent et descendent selon qu’elles se réchauffent ou, au contraire, se refroidissent. Grâce à Aeolus et aux « lidars » (lire encadré plus bas) d’Aladin, les chercheurs vont pouvoir multiplier les mesures directes jusque dans la stratosphère (située entre 12 000 et 50 000 mètres d’altitude), mais aussi dans les zones tropicales où se forment les cyclones et tempêtes – il est difficile en effet de déployer des instruments d’observation en pleine mer… Ces données, cruciales pour la recherche, permettront de mieux comprendre, et donc de mieux prévoir le rôle des vents dans un système climatique qui est en plein dérèglement.
En croisant à 320 kilomètres au-dessus de nos têtes, Aeolus poursuit en réalité une quête vieille comme la curiosité humaine. Son petit nom, la forme latine de l’Éole grec, dieu des vents, résonne comme un hommage à la fascination qu’ont de tout temps éveillé bourrasques, brises, rafales et autres tempêtes. Au IVe siècle avant notre ère, déjà, Aristote décrivait en détail dans ses Météorologiques, le zéphyr, le borée et quantité d’autres vents… Le philosophe grec avait aussi compris que la Terre était ronde. « D’où vient le vent ? Tout simplement du fait que notre planète est une sphère, explique Philippe Drobinski, directeur du Laboratoire de météorologie dynamique1. Certaines régions du globe reçoivent plus d’énergie solaire que d’autres. La région équatoriale, exposée à un rayonnement solaire plus vertical que les pôles, accumule ainsi plus d’énergie. Ces répartitions inégales de chaleur créent des courants d’air, qui transportent l’énergie des zones en excédent vers les zones déficitaires. »
Au milieu du XVIIe siècle, la physique newtonienne a formalisé ces phénomènes de conservation d’énergie et a permis de jeter les bases du système global de la circulation des vents, dont les grands mécanismes sont désormais bien identifiés. Du fait que l’air chaud monte, une zone fortement ensoleillée va progressivement manquer d’air ; la pression atmosphérique diminue ; on est en zone de basse pression, dite aussi dépression. À l’inverse, une zone voisine moins ensoleillée enregistre une pression atmosphérique plus forte ; une zone de haute pression se forme, dite aussi anticyclonique. Le courant d’air, en circulant d’une zone à l’autre, va rééquilibrer les ...
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