Présentation de la mission

La mission SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) est une mission spatiale de l’Agence Spatiale Européenne (ESA), en collaboration avec le CNES, qui a été lancée le 2 novembre 2009. Son objectif principal est de mesurer l’humidité des sols et la salinité des océans à l’échelle mondiale, ce qui est essentiel pour améliorer notre compréhension du cycle de l’eau et du climat terrestre.

Objectifs principaux de la mission SMOS :

• Mesure de l’humidité des sols : SMOS fournit des données sur l’humidité des sols à l’échelle mondiale, ce qui est crucial pour la météorologie, l’hydrologie et l’agriculture. Ces données aident à améliorer les prévisions météorologiques, à gérer les ressources en eau et à surveiller les conditions de sécheresse.
  
• Mesure de la salinité des océans : La mission mesure également la salinité de la surface des océans, ce qui est important pour comprendre les processus océaniques et climatiques. La salinité influence la densité de l’eau de mer, ce qui à son tour affecte les courants océaniques et le climat global.

Instrument principal :

SMOS est équipé d’un radiomètre interférométrique à synthèse d’ouverture (MIRAS, pour Microwave Imaging Radiometer using Aperture Synthesis). Cet instrument mesure les émissions naturelles de la Terre dans la bande de fréquence L (1,4 GHz), ce qui permet de déterminer l’humidité des sols et la salinité des océans.

Applications :

• Météorologie : Amélioration des modèles météorologiques et climatiques.
• Hydrologie : Gestion des ressources en eau et surveillance des inondations et des sécheresses.
• Océanographie : Étude des courants océaniques et de leur impact sur le climat.
• Agriculture : Surveillance des conditions de croissance des cultures et gestion des ressources en eau.

Particularités :

SMOS a été la première mission à utiliser un radiomètre interférométrique pour mesurer l’humidité des sols et la salinité des océans.

La mission a une durée de vie opérationnelle initiale de cinq ans, mais elle a été prolongée plusieurs fois en raison de ses performances et de son utilité scientifique. En 2025, la durée de la mission a été tendue jusque 2028.

Les données et produits

Voici un aperçu des principaux types de données et produits disponibles :

Données brutes (L0)

• Données télémétriques : Ce sont les données brutes transmises par le satellite, qui incluent les mesures brutes du radiomètre interférométrique MIRAS (Microwave Imaging Radiometer using Aperture Synthesis).

Données calibrées et géolocalisées (L1)

• Données de brightness temperature (L1B) : Ces données sont calibrées et géolocalisées. Elles représentent la température de brightness mesurée par le radiomètre MIRAS à différentes fréquences et polarisations. Ces données sont essentielles pour les niveaux de traitement supérieurs.

Produits géophysiques (L2)

• Humidité des sols (Soil Moisture) : SMOS fournit des cartes mondiales de l’humidité des sols avec une résolution spatiale d’environ 35-50 km. Ces données sont utilisées pour la météorologie, l’hydrologie et l’agriculture.
• Salinité des océans (Ocean Salinity) : SMOS mesure la salinité de la surface des océans avec une résolution spatiale d’environ 40-60 km. Ces données sont cruciales pour l’océanographie et la climatologie.

Produits dérivés (L3 et L4)

• Cartes d’humidité des sols et de salinité des océans : Ces produits sont des compilations de données L2 sur des périodes spécifiques (quotidiennes, hebdomadaires, mensuelles) pour fournir une vision plus globale et cohérente des conditions terrestres et océaniques.
• Produits combinés avec d’autres missions : Les données de SMOS sont souvent combinées avec celles d’autres missions spatiales pour améliorer la précision et la résolution des produits. Par exemple, les données d’humidité des sols de SMOS peuvent être combinées avec celles de la mission Sentinel-1 pour une meilleure résolution spatiale.

Produits spécifiques pour des applications particulières

• Surveillance des sécheresses et des inondations : Les données d’humidité des sols sont utilisées pour détecter et surveiller les zones sèches et les risques d’inondation.
• Étude des cycles de l’eau : Les données de SMOS sont utilisées pour étudier l’évaporation, la transpiration des plantes, et les précipitations.
• Applications agricoles : Les données d’humidité des sols sont utilisées pour surveiller les conditions de croissance des cultures et pour gérer les ressources en eau dans l’agriculture.

Produits pour la recherche scientifique

• Données pour les modèles climatiques et météorologiques : Les données de SMOS sont utilisées pour améliorer les modèles climatiques et météorologiques.
• Données pour l’océanographie : Les mesures de salinité des océans sont utilisées pour étudier les processus océaniques et leur impact sur le climat.

Accès aux données

Les données et produits de SMOS sont disponibles sur le site web de l’Agence Spatiale Européenne (ESA) et sur des plateformes de données comme le SMOS Data Dissemination Service et le Copernicus Open Access Hub. Ces plateformes permettent aux utilisateurs de télécharger les données et les produits pour des applications scientifiques et opérationnelles.

L’accès aux données de la mission SMOS est facilité par plusieurs plateformes et services mis en place par l’Agence Spatiale Européenne (ESA) et le programme Copernicus ainsi que les pôles de données THEA et ODATIS. Voici les principales méthodes pour accéder aux données SMOS :

SMOS Data Dissemination Service

Le SMOS Data Dissemination Service est la plateforme principale pour accéder aux données SMOS. Elle propose différents niveaux de données (L1, L2, L3) et produits dérivés.

Copernicus

Le Copernicus Marine Environment Monitoring Service (CMEMS) est une autre plateforme où les données SMOS sont disponibles. Cette plateforme est gérée par le programme Copernicus de l’UE.

ESA Earth Online

Le portail ESA Earth Online propose également un accès aux données SMOS et à d’autres missions de l’ESA.

Le CATDS

Le CATDS (Centre Aval de Traitement des Données SMOS) est un centre de traitement et de distribution des données de la mission SMOS géré par l’Ifremer) en collaboration avec le CNES et d’autres partenaires. Il joue un rôle clé dans le traitement, la validation et la distribution des données SMOS, en particulier pour les produits océaniques (salinité des océans).

Ses principales missions sont :

• le traitement des données quasi temps réel issues des L1B du DPGS SMOS jusqu’aux produits L3/L4 d’humidité des sols et de salinité
• le retraitement des produits L3/L4 lorsque des algorithmes améliorés sont intégrés
• l’archivage à long terme des données CATDS (sur bande)
• la diffusion des données L3/L4 auprès des communautés d’utilisateurs
• la fourniture du support de premier niveau aux communautés d’utilisateurs

Accès aux données du CATDS : Les données traitées et distribuées par le CATDS sont disponibles sur le site web du centre : CATDS

THEIA

THEIA, le pôle de données et services surfaces continentales de l’IR Data Terra, facilite l’accès aux données environnementales et fédère à l’échelle nationale l’expertise scientifique autour de cinq grandes thématiques : cryosphère, eaux continentales, occupation des terres, agrosystèmes & biodiversité et imagerie & radiométrie.

Le catalogue THEIA permet de découvrir l’ensemble des collections et des jeux de données (satellitaires, aéroportés, drone, in-situ) de la communauté scientifique « Surfaces Continentales » (biosphère et hydrosphère) et leurs liens avec les programmes nationaux et internationaux de recherche et d’observation.

ODATIS

Le pôle de données et de services pour l’océan “ODATIS”, fédère au niveau national des activités de gestion de données et d’expertise scientifique en océanographie. Il a pour objectif général de promouvoir et faciliter l’utilisation des données d’observations réalisées dans l’océan ou à son interface avec les autres milieux, à partir de mesures in situ et de télédétection. ODATIS contribue ainsi à décrire, quantifier et comprendre l’océan dans sa globalité, hauturier et côtier.

Le catalogue des données et produits du Pôle ODATIS permettent de découvrir les jeux de données fournis par la communauté nationale et leurs liens avec les programmes internationaux.

Les résultats scientifiques

Voici quelques-uns des résultats scientifiques les plus marquants obtenus grâce à cette mission :

Les cas d’usage

Outils et logiciels

Pour faciliter l’utilisation des données SMOS, plusieurs outils et logiciels sont disponibles :

• SMOS Toolbox : un ensemble d’outils développé par l’ESA pour traiter et analyser les données SMOS.
• SNAP (Sentinel Application Platform) : un logiciel open-source qui prend en charge les données SMOS, ainsi que d’autres missions de l’ESA et de Copernicus.