Le radiomètre micro-ondes MWS

La principale fonction du radiomètre micro-ondes MWS est de mesurer les contenus de vapeur d'eau atmosphérique et d'eau liquide des nuages. Ces mesures sont ensuite intégrées pour corriger le signal altimétrique. Les mesures du radiomètre MWS sont également utilisées pour la détermination de l'émissivité de surface et l'humidité des sols sur les continents, pour l'étude du bilan énergétique de surface et enfin, pour la caractérisation de structures des glaces.

Fonctions

Le radiomètre MWS mesure la teneur en vapeur d'eau de l'atmosphère dans le but de corriger le signal altimétrique, dont la propagation est ralentie par la traversée des couches atmosphèriques. Ces mesures, effectuées le long de la trace du satellite, peuvent également être utilisées pour l'étude de l'eau précipitable et le contenu en eau liquide des nuages.

Principe

Le radiomètre MWS est un instrument passif qui reçoit les radiations naturelles émises par les océans aux fréquences de 23.8 GHz et 36.5 GHz. Ces radiations dépendent des vents de surface, de la température des océans, de la salinité, de leur absorption par la vapeur d'eau et les nuages et de multiples autres facteurs.

Pour déterminer très précisément le contenu en vapeur d'eau, il est nécessaire d'éliminer du signal reçu par le radiomètre, les contributions de la surface de la mer et des nuages. C'est pourquoi le MWS utilise différentes fréquences, chacune étant plus sensible à l'une ou l'autre de ces contributions. Les fréquences 23.8 GHz et 36.5 GHz sont un compromis entre la taille de l'instrument (réflecteur), exigée pour couvrir un domaine horizontal à la surface de la Terre comparable au faisceau de l'altimètre, et la sensibilité maximum au changement de vapeur d'eau de l'atmosphère.

Ces fréquences sont utilisées pour la mesure de la raie d'émission de la vapeur d'eau à 22 GHz. 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 site de l'Esa : MWS instrument.