Le radiomètre micro-ondes MWR

L'objectif principal du radiomètre micro-ondes (MWR) est de mesurer le contenu en vapeur d'eau et le contenu liquide des nuages sur toute la colonne atmosphérique. Une fois ces quantités connues, le ralentissement du signal altimétrique dans l'atmosphère peut être corrigé.

Le radiomètre MWS d'Envisat a évolué comparativement aux radiomètres de ses prédécesseurs ERS-1 et ERS-2. C'est un radiomètre bi-fréquences pointant au nadir du satellite : 23.8 GHz et 36.5 GHz. Sa conception a été modifiée pour satisfaire aux exigences de la mission et à la modification de la plate-forme.

Fonction

Le radiomètre MWR mesure le contenu en vapeur d'eau de l'atmosphère, contenu influençant la propagation du signal radar. Ses mesures peuvent également être directement utilisées pour l'étude de l'eau précipitable et le contenu en eau liquide des nuages le long de la trace du satellite. De plus, les mesures du MWR peuvent être appliquées à la détermination de l'émissivité de surface, à l'humidité des sols, du bilan énergétique de surface ou de la caractérisation de la glace.

Principe

Le radiomètre MWR est un récepteur passif qui collecte les radiations naturelles émises par les océans aux fréquences de 23.8 et 36.5 GHz.

Le rayonnement mesuré par le radiomètre dépend du vent en surface, de la température de l'océan, de la salinité, de la présence d'écume, de l'absorption par la vapeur d'eau et des nuages contenus dans l'atmosphère, etc. Si l'on veut déterminer avec précision le contenu en vapeur d'eau atmosphérique, il faut pouvoir éliminer du signal reçu par le radiomètre les contributions de la surface et des nuages. C'est pourquoi on utilise plusieurs fréquences, chacune étant plus sensible que l'autre à l'une de ces contributions. Les fréquences de 23.8 GHz et de 36.5 GHz sont un compromis entre la taille de l'instrument (réflecteur) requise pour couvrir une surface horizontale équivalente au faisceau de l'altimètre RA-2 et l'amplitude des changements du contenu en vapeur d'eau dans l'atmosphère. Afin d'éliminer le rayonnement micro-ondes naturel  émis par la surface de la Terre, des mesures différentielles à deux fréquences doivent être faites. Le choix optimal est d'employer une fréquence à la crête de la ligne et une au plus bas point.

Avec une source d'alimentation différente pour chaque fréquence, le MWS dirige un réflecteur à un angle près du nadir. L'instrument est configuré de telle manière que le canal de 23.8 GHz vise vers l'avant, le canal de 36.5 GHz vers l'arrière, avec une empreinte au sol d'environ 20 kilomètres de diamètre pour chaque faisceau.

Plus d'information sur le radiomètre MWR (site web de l'Esa).