La-Lumiere-Infrarouge | Dr. Goulu

Combien avons-nous de satellites capables de détecter l’infrarouge dans l’espace et sur combien de km ?

Sat, 29 Apr 2023 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Votre question est tres imprécise.

Nous avons des télescopes spatiaux comme James Webb qui détectent les infrarouges depuis la limite de l Univers observable, à 45 milliards d’années lumière.

Mais d’après vos autres questions je pense que vous voulez plutôt parler des satellites météo, qui sont tous capables de prendre des images à différentes longueurs d’onde dans l’infrarouge notamment pour détecter la température du sol et la présence de nuages.

L’Europe est en train de lancer 6 satellites qui sont équipés de

un imageur fonctionnant dans 16 longueurs d’onde allant de la lumière visible à l’infrarouge thermique et fournissant une image toutes les 10 minutes avec une résolution spatiale comprise entre 1 et 2 kilomètres. Une résolution temporelle de 2,5 minutes et une résolution spatiale de 0,5 km peut être obtenue dans certaines longueurs d’onde.

L’instrument principal des MTG-S est un sondeur infrarouge fournissant les principales caractéristiques du profil vertical de l’atmosphère (température, humidité, vent, ozone) avec une résolution spatiale de 4 kilomètres et une fréquence horaire.

Les MTG-I emportent également un instrument cartographiant les éclairs tandis que les MTG-S emporte le sondeur .

Celui-ci

fournit les concentrations en , , et en CHOCHO dans la colonne atmosphérique. Il mesure également les en suspension avec une résolution verticale de 1 kilomètre

Donc dans toute l’épaisseur de l’atmosphère jusqu’au sol.

Les américains ont 17 , notamment les (Geos) qui correspondent à peu près aux Météosat, et dont 5 générations se sont succédées depuis 1975 (ce sont eux qui ont montré un réchauffement global très net les premiers)

Les chinois, les indiens et les japonais ont aussi des satellites météo mais je n’ai pas trouvé de liste précise. On doit pouvoir trouver ça dans la

Disons une trentaine, au pif

(Ajout un peu plus tard)

Donc j’ai regardé la base de données disponible sous forme de feuille Excel et:

les 15 satellites dont le “detailed purpose” est “infrared imaging” sont tous militaires. Ca sert donc plutôt à voir où ça chauffe, même la nuit.
en cherchant ceux dont le “detailed purpose” et “meteorology” et/ou “earth science”, on en trouve 127.

Qu'arrive-t-il à la température du sol lorsque l'altitude moyenne du rayonnement infrarouge de la Terre augmente ?

Tue, 25 Apr 2023 00:00:00 +0000

Réponse publiée

C’est quoi l “altitude moyenne du rayonnement infrarouge” ?

Vu de l’espace, le rayonnement infrarouge correspond à la température de la surface sauf là où il y a des nuages

Source - © 2020 D’après EUMETSAT - ESA, colorisé (P. Thollot) La Terre vue par Météosat le 27 janvier 2020 à 10,8 μm (canal dans la fenêtre infrarouge atmosphérique)

Sur cette image on voit la surface de la Terre sauf là où il y a des nuages (présence d’eau liquide et solide – glace). On repère les limites des continents dont la température se distingue de celle des océans (température plus stable, moins variable au cours de l’année).

Si on observe dans la bande de fréquence correspondant à la vapeur d’eau (le plus important gaz à effet de serre), on voit que ce sont principalement les zones sèches et chaudes qui rayonnent dans l’espace :

Source - © 2020 D’après EUMETSAT - ESA, colorisé (P. Thollot) La Terre vue par Météosat le 27 janvier 2020 à 6,2 μm (canal dans la bande d’absorption/émission de la vapeur d’eau)

On voit les masses d’air humides. Plus il y a d’humidité (vapeur d’eau) et plus l’air est “opaque” jusqu’à une altitude plus élevée, où il est plus froid, et réémet donc moins d’IR (d’où une teinte plus sombre). Un air sec est “transparent” et donc très clair, voire blanc.

La température “déduite” de l’émission de la vapeur d’eau n’indique pas celle du sol mais celle de l’altitude maximale des “masses humides” (la plus proche du satellite) dépendant de la quantité de vapeur d’eau.

le cours d’où sont tirées les images et légendes ci dessus est passionnant :

Les premiers clichés du télescope James Webb dans l'infrarouge sont-ils prometteurs pour l'avenir ?

Thu, 02 Jun 2022 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Les premières images a contenu scientifique sont attendues pour juillet (les chercheurs qui ont commandé l’observation ont la primauté des résultats pendant 1 ou 2 mois), alors pour l’instant il faut se contenter d’images de calibration comme celle-ci, prise au même endroit que pour comparer :

Je dirais qu’il n’y a pas photo …

Ce qui surprend un peu, ce sont les aigrettes de diffraction, les “pointes des étoiles”

ça vient du support du miroir secondaire, qui a 3 pattes et bizarrement pas à 120° les unes des autres …

voir

Pourquoi n'existe-t-il pas de matériau fluorescent qui fonctionnerait en transformant 2 photons infrarouges en un photon de lumière visible ?

Sun, 19 Apr 2020 00:00:00 +0000

Réponse publiée

Le problème est que l’absorption d’un photon fait monter un électron d’un niveau d’excitation, et il émet un photon de la même énergie quand il redescend. Il ne peut en principe pas absorber deux photons et ne monter que d’un niveau, ni descendre de deux niveaux en n’émettant qu’un photon.

Sauf que si, et merci pour la question qui m’a permis d’apprendre ce qui suit. (donc il faut toujours demander “est-ce que” avant de demander “pourquoi” …)

a montré en 1931 que l’ peut se produire, et ça a été vérifié expérimentalement en 1961, après l’invention des lasers.

Le problème est que la fluorescence est dans ce cas une , dont la somme des énergies est égale à la somme des énergies des photons excitateurs. Et le spectre d’énergie des photons émis est très large… (encore cette saleté de deuxième principe de la thermodynamique, je parie.)

Bref, si vous envoyez deux photons infrarouges à, disons 1000 nm de longueur d’onde, vous avez une faible probabilité d’en obtenir un dans le visible (entre 500 et 780 nm), mais l’autre sera désespérément infrarouge voire radio…

En cherchant si ça avait déjà été expérimenté, je n’ai rien trouvé, mais j’ai trouvé mieux : la “ ” :

En 2019, une équipe de l’Université de Columbia a développé une substance qui convertit effectivement deux photons infrarouges en lumière visible grâce à ce phénomène auquel je n’ai provisoirement rien compris, mais qui se produit au niveau moléculaire, pas atomique :

L’application mentionnée est l’imagerie médicale.

Sources: