Coastal Zone Color Scanner
Le Coastal Zone Color Scanner (ou CZCS) etait un radiometre multi-canal a balayage installe a bord du satellite artificiel Nimbus 7. Nimbus 7 a ete lance , et CZCS est devenu operationnel le . Il a ete concu pour fonctionner pendant un an (comme une preuve de concept), mais il est reste en service jusqu'au . Son fonctionnement a bord du Nimbus 7 etait alternee avec le radiometre microondes car ils partageaient la meme energie.
CZCS a mesure l'energie solaire reflechie dans six canaux, a une resolution de 800 metres. Ces donnees ont ete utilisees pour faire la cartographie de la concentration en chlorophylle dans l'eau, la repartition des sediments, la salinite et la temperature des eaux cotieres et des courants oceaniques. CZCS est le pionnier en matiere de satellites oceaniques a capteurs couleur, et constitue le fondement des efforts internationaux visant a comprendre le role des oceans dans le cycle du carbone.
"Couleur" des oceans
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Le produit le plus important de la CZCS est sa collection d'images colorees des oceans. La "couleur" des oceans dans les images CZCS representent les concentrations des substances contenues dans l'eau, particulierement le phytoplancton (organismes microscopiques photosynthetiques flottant), ainsi que des particules inorganiques. Vu que le gradient de couleur de l'ocean est lie a la presence de phytoplancton et de particules, il peut etre utilise pour calculer les concentrations de matieres et le niveau d'activite biologique dans les eaux de surface.En raison de l'augmentations de la concentration de phytoplancton, la couleur des oceans passe du bleu au vert (il est important de noter que les images CZCS sont faussement colorees de sorte que les niveaux eleves de phytoplancton apparaissent en rouge ou orange) Les couleurs de l'ocean deduites de l'observation par satellite, fournissent une observation globale de la vie dans les oceans car le phytoplancton est la base pour la grande majorite de la chaine alimentaire oceanique. En enregistrant les images sur une periode de plusieurs annees, les scientifiques ont aussi acquis une meilleure comprehension de la maniere dont la biomasse que forme le phytoplancton a change au fil du temps; par exemple, l'apparition de marees rouges a pu etre observee. Les mesures des couleurs de l'ocean sont egalement interessantes parce que le phytoplancton elimine le dioxyde de carbone de l'eau de mer lors de la photosynthese et constitue ainsi une partie importante du cycle global du carbone.
Les donnees brutes du scanner ont ete transmises a debit moyen de 800 kbit/s vers la station au sol, ou elles ont ete enregistrees sur bande magnetique. Les bandes ont ensuite ete envoyes au Image Processing Division (Division du traitement des images) au Goddard Space Flight Center. Les donnees traitees sont archivees a Goddard et sont a la disposition de tous les scientifiques. Les donnees ont ete stockees sur 38 000 bandes magnetique, et transferees par la suite sur disque optique. Cette base de donnees a ete l'un des premieres a fournir un apercu visuel ("browse"). Plus tard, ce modele a ete suivi par le Earth Observing System.
Le Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor (SeaWiFS) est le capteur qui a fait suite au CZCS. Il fut lance en 1997. Le MODIS / Aqua instrument fournit actuellement les donnees de la couleur des oceans.
Details techniques
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The CZCS instrument was manufactured by Ball Aerospace & Technologies Corp..
L'instrument CZCS a ete fabrique par Ball Aerospace & Technologies
L'energie solaire reflechie est mesuree sur six canaux pour detecter la couleur causee par l'absorption due a la chlorophylle, aux sediments et au gelbstoffe (coloration des matieres organiques dissoutes dans l'eau) dans les eaux cotieres. Le CZCS utilise un miroir plan tournant a un angle de 45 degres par rapport a l'axe optique d'un telescope Cassegrain. Le miroir balaie 360 degres, mais seulement 80 degres de donnees centres sur le nadir sont collectes pour les mesures de couleur de l'ocean. L'instrument examine l'espace profond et les sources d'etalonnage pendant le reste de l'analyse. Le rayonnement entrant est recueilli par le telescope et divise en deux flux par un diviseur de faisceau dichroique.
Un flux est transmis a un arret de champ qui etait egalement l'ouverture d'entree d'un petit polychromateur (en). Le rayonnement qui est entre dans le polychromateur est separe et re-image dans cinq longueurs d'onde sur cinq detecteurs de silicium dans le plan focal du polychromateur. L'autre courant est dirige vers un detecteur de tellurure de mercure-cadmium refroidi dans la region thermique (10,5-12,5 micrometres). Un radiateur radiatif est utilise pour refroidir le detecteur thermique. Pour eviter le reflet du soleil, le miroir du scanner set incline autour de l'axe de pas du capteur, de sorte que la ligne de visee du capteur soit deplacee par increments de 2 degres jusqu'a 20 degres par rapport au nadir.
Les bandes spectrales a 0,443 et 0,670 micrometres sont centrees sur les bandes d'absorption les plus intenses de la chlorophylle, tandis que la bande a 0,550 micrometres est centree sur le << point de charniere >>, la longueur d'onde d'absorption minimale. Il a ete demontre que les rapports des energies mesurees dans ces canaux etaient etroitement paralleles aux concentrations de chlorophylle de surface. Les donnees du radiometre a balayage sont traitees, avec des algorithmes developpes a partir des donnees experimentales sur le terrain, pour produire des cartes d'absorption de la chlorophylle. Les temperatures des eaux cotieres et des courants oceaniques sont mesurees dans une bande spectrale centree a 11,5 micrometres. Les observations sont egalement effectuees dans deux autres bandes spectrales, soit 0,520 micrometre pour la correlation chlorophyllienne et 0,750 micrometre pour la vegetation de surface. La largeur de balayage est de 1556 km centree sur le nadir et la resolution au sol est de 0,825 km au nadir.
References
[modifier | modifier le code]- (en) Goddard Data and Information Services Center, << Overview >>, Ocean Color Data Support, NASA, (consulte le )
- (en) National Space Science Data Center, << Coastal Zone Color Scanner >>, NASA, (consulte le )