Observer les nuages par lidar : de la microphysique aux tendances globales

L’observation de l’atmosphère par lidar permet d’accéder à la variabilité verticale de sa composition avec une grande finesse. Pour les nuages, les premières applications sol se sont focalisées sur la restitution des profils verticaux de présence nuageuse, puis de grandeurs intégrées verticalement comme leur opacité et contenu en eau liquide et solide, qui pilotent l’impact radiatif. Le progrès des techniques lidar (dépolarisation, rapport de couleur) a permis, toujours à l’échelle locale, l’exploration de signatures de l’échelle microphysique : taille, forme et orientation des particules quicomposent le nuage et modulent ses effets radiatifs.          

Après plusieurs missions spatiales pionnières (GLAS, LITE), la mise en orbite en 2006 du lidar CALIOP a rendu possible la détection et caractérisation des nuages par lidar de façon homogène sur quasiment l’ensemble de la Terre. Au-delà de l’analyse de cas d’études dans des régions jusqu’ici mal documentées, ce lidar a offert une vision sans précédent de la répartition des nuages à l’échelle globale, ajoutant la dimension verticale à la distribution horizontale qui était seule accessible jusqu’ici. Pour la première fois, on peut documenter précisément l’altitude du sommet des nuages des systèmes convectifs à la couche limite, au-dessus de toutes surfaces y compris enneigées, la présence de nuages optiquement ultrafins aux tropiques et dans la stratosphère polaire, et leur évolution saisonnière et annuelle.

Après 8 ans d’observation continue CALIOP, et en vue des futures missions à venir, la question se pose : les mesures lidar spatiales permettront-elles d’identifier un éventuel changement des nuages en réponse au changement climatique, invisible jusqu’ici dans les longues séries d’observations spatiales passives ?