Le 17 mars dernier, le réseau de télévision américain "The Weather Channel" prévoyait du brouillard sur le centre du Texas (illustré par la bande jaune sur le sud des États-Unis sur la carte qui suit). Est-ce que le brouillard est visible par un satellite? Est-ce que les images satellites offrent un moyen sûr de différencier les nuages de bas niveau comme les stratus de ceux de plus haut niveau comme les cumulonimbus? Pour répondre à ces questions, il faut comprendre comment se forme le brouillard et les nuages comme les cumulonimbus et surtout comment les satellites font pour "voir" les nuages à partir de l'espace.

Tout d'abord, le brouillard est formé de nuages situés en basse altitude appelés stratus. Ces nuages qui touchent souvent le sol sont plutôt froids si on les compare à des cumulonimbus qui s'élèvent très haut dans le ciel grâce à l'élévation très rapide de l'air chaud en altitude.

L'image qui suit a été prise par un satellite dans l'espace. Les taches blanches et grisâtres représentent des masses nuageuses. Le jour, les nuages réfléchissent la lumière du soleil. Il est donc facile pour un satellite d'observer les masses nuageuses. Lorsqu'il fait nuit en Amérique du nord, le satellite doit utiliser une méthode spéciale pour réussir à détecter les couches nuageuses puisque le soleil est absent pour éclairer les nuages. Pour y arriver, le satellite capte la lumière infrarouge. Cette lumière n'est pas visible à l'oeil nu et est créé par la chaleur. Dans le spectre infrarouge, plus un objet est chaud et plus il est visible.

Plus une masse nuageuse est chaude et plus elle paraîtra blanche sur l'image. Plus une masse nuageuse est froide et plus elle sera grise. En général, pour qu'un nuage soit chaud, il doit être associé à une zone de l'atmosphère où la température est élevée. Ceci est le cas dans les dépressions ou encore mieux, dans les cellules orageuses ou les ouragans. De plus, il faut aussi considérer l'état de la masse nuageuse: est-elle bien structurée, épaisse ou est-elle désorganisée et mince? Sur une image satellite comme celle présentée ci-après, si une masse nuageuse est épaisse et très bien structurée (pas d'éclaircie) elle sera davantage blanche qu'une masse nuageuse pleine de trouées.

Tout cela étant dit, sur l'image précédente, on remarque les zones les plus blanches sur la partie est de l'état du Texas (dans le sud des États-Unis) et dans les rocheuses américaines. La masse nuageuse blanche sur l'état du Texas peut être une cellule orageuse ou encore de la naissance d'une dépression. Cette dernière hypothèse est plus probable puisque l'heure de la prise de vue étant cinq heures quinze du matin, il est rare de voir les orages éclater si tôt dans la journée.

Sur l'image précédente, les nuages ne sont pas tous représentés avec la même intensité de blanc. Il y a aussi, toujours sur l'état du Texas, une couche nuageuse représentée en gris. Ceci signifie que la couche nuageuse est froide, désorganisée ou même très mince. Une analyse verticale de l'atmosphère avec un balon sonde permettrait de confirmer l'hypothèse si dans la première centaine de mètres, le ballon indiquerait un point de rosée égal à la température de l'air (il s'agit de la condensation de la vapeur sous forme d'un nuage).

En regardant sur l'image qui suit, les nuages au point "B" sont représentés en gris. Comme il n'y avait pas de brouillard cette journée là au Québec, cette masse nuageuse se doit d'être en basse altitude, mince et mal organisées. Le temps qu'il fait généralement dans la région au point "B" est souvent caractérisé par de fréquents passages nuageux ou encore une ciel couvert avec des percées de soleil. Si nous pouvions examiner l'ensemble de la couche nuageuse sur sa hauteur, on constaterait que les nuages sont en basse altitude et que le reste du ciel est clair. Ce genre de situation survient caractérise souvent la présence de ce qui est appelé les creux barométriques.

En somme, The Weather Channel avait peut-être raison cette journée là de prévoir du brouillard au Texas. L'image satellite du spectre infrarouge de l'atmophère permet d'identifier des nuages chauds (blancs) et froids (grisâtres), bien structurés (blancs) ou mal organisés (grisâtres), épais (blancs) ou minces (grisâtres). Toutefois, il ne s'agit pas d'un critère suffisant pour identifier avec certitude une zone de brouillard car une zone grisâtre sur une image satellite peut représenter des nuages mal organisés, minces et froids sans nécessairement être du brouillard. Seule une analyse avec un ballon sonde pourrait nous le confirmer; l'utilisation d'une image satellite n'étant pas suffisant.