CO2, l'élément variable du cycle du carbone
Bien que ces instruments n'aient pas été, à ce jour, spécifiquement conçus pour surveiller les concentrations de dioxyde de carbone, les sondeurs infrarouge haute résolution ont été embarqués à bord des satellites météorologiques de l'administration nationale des océans et de l'atmosphère (NOAA, pour National Oceanic and Atmospheric Administration). Outre leur mission principale de mesure de la température atmosphérique et des zones d'humidité mondiale, les variations de la concentration atmosphérique des principaux gaz à effet de serre peuvent être récupérées à partir de ces observations satellitaires. Les signatures de dioxyde de carbone (CO2), provenant essentiellement des troposphères moyenne et haute, sont faibles et ne sont pas faciles à interpréter en termes de zones globales de concentrations en CO2. La méthode mise au point par les partenaires du projet COCO au centre national de la recherche scientifique (CNRS) a démontré sa capacité à récupérer des éléments importants de la distribution du CO2 et son évolution temporelle. Non seulement les différentes phases des variations saisonnières, mais aussi leur amplitude et leur évolution en latitude correspondaient aux observations faites sur site par les avions commerciaux équipés d'appareils de mesures. De plus, la tendance annuelle déduite correspondait à l'augmentation connue de la concentration du CO2 due à l'activité humaine. Les observations du sondeur de profils verticaux opérationnel de TIROS-N (TOVS) de l'administration nationale des océans et de l'atmosphère (NOAA, pour National Oceanic and Atmospheric Administration) ont été utilisées pour détecter les changements passés, et surtout prévoir les changements futurs. Les rayonnements TOVS mesurés ont été simulés avec précision par des calculs prospectifs de rayonnement et des spécifications calibrées pour les gaz de faible concentration. Une analyse des différences entre les températures de radiance mesurées et simulées a clairement révélé les signatures des variations saisonnières et pluriannuelles de CO2. Pour résoudre le problème de la dépendance vis-à-vis d'une juxtaposition nécessaire des observations satellitaires et des mesures par radiosondes, et de la distribution inégale des stations de radiosondage, un modèle de régression non linéaire inverse a été encore développé. S'appuyant sur les seules observations satellites et le modèle de déduction par régression non linéaire, basée sur un réseau neuronal multicouches perceptron (MLP, pour Multilayer Perceptron), des cartes mondiales de la concentration moyenne en CO2 ont pu être établies. Les analyses à venir de près de 25 années d'archives accumulées par les satellites météorologiques du NOAA devraient contribuer à une bien meilleure compréhension du cycle du carbone.