1. Lumière et rayonnement

Le spectre du rayonnement électromagnétique    (3/3)

Si on utilise des longueurs d'onde situées encore plus profondément dans l'infrarouge, la Terre vue de l'espace révèle encore de nouvelles caractéristiques. Cette image a été acquise dans l'infrarouge, entre 10.5 et 12.5 µm de longueur d'onde. Tu peux reconnaître les surfaces des continents, à part l'Europe et l'Afrique centrale.

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IR image of the earth
Image Meteosat-7 acquise le 20 octobre 1998 dans une gamme de longueur d'onde allant de 10.5 à 12.5 µm. Clique ici pour voir cette image en noir et blanc. Source: EUMETSAT

Apparemment, l'absorption du rayonnement par la vapeur d'eau et les autres gaz atmosphériques est faible dans cette gamme de longueurs d'onde. En effet, l'atmosphère apparaît relativement transparente et le rayonnement dans cette gamme de longueurs d'onde bénéficie d'une bonne transmission à travers l'atmosphère. Les aérosols comme la poussière et le brouillard mais aussi les fins nuages de type stratus dispersent le rayonnement, ce qui explique que certaines régions de l'image souffrent d'une basse visibilité. Il est important de remarquer que le signal enregistré par le satellite là où l'atmosphère est claire ne vient pas de la réflexion de la lumière solaire sur la Terre. C'est la surface de la Terre qui émet le rayonnement IR mesuré par le satellite. L'intensité de ce rayonnement IR dépend de la température. C'est ainsi qi'il est possible de mesurer, à l'échelle globale, la température de surface des terres et des océans !



Jettons maintenant un coup d'oeil de l'autre côté de la partie visisble du spectre: dans l'ultraviolet ! Il n'y a pas tellement d'images globales de la Terre acquises dans la gamme de longueurs d'onde de l'ultraviolet. Mais en avril 1972, les astronautes de l'équipage d'Apollo 16 ont déployé un 'Far UV Camera/Spectrograph' (caméra dans l'ultraviolet lointain/spectrographe) sur la lune. Cet instrument a acquis une image de la Terre, qui fut ensuite traitée par la NASA.

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UV image of the earth
Image UV de la Terre prise par les astronautes Apollo 16 en avril 1972 avec l'instrument 'Far UV Camera/Spectrograph' déployé sur la lune. Source: NASA

La partie droite de la Terre fait face au soleil. Les structures de la surface de la Terre ne sont pas visibles puisque le rayonnement UV n'atteint pas la Terre mais mais est refléchi par des particules de l'atmosphère extérieure. On ne s'attend pas à ce des UV soient visibles du côté qui n'est pas face au soleil. On y voit cependant des sortes de filaments de rayonnement UV très intense qui sont le résultat d'une aurore, causée par des particules chargées émises par le soleil et qui suivent les lignes du champ magnétique entourant la Terre.

Nous avons vu que les différentes régions du spectre de la lumière solaire se comportaient très différemment en brillant sur la Terre. On a aussi remarqué que dans la partie infrarouge du spectre, la Terre émettait elle-même un rayonnement. Il y a de nombreuses choses intéressantes à découvrir en étudiant les interactions entre le rayonnement et la matière qui nous fournissent ces drôles d'images de la Terre !