Les pluviomètres et les radars sont les moyens les plus classiques pour détecter et mesurer l'intensité et la hauteur des précipitations, qu'elles soient liquides ou solides (pluie, bruine, averse, neige, grêle, ...). S'il est aisé d'installer ce type d'instruments sur les surfaces continentales, de nombreuses régions de la Terre, appelées déserts météorologiques, sont dépourvues de ces moyens de mesure. C'est le cas des océans, des zones polaires, des régions désertiques...

Un radar météorologique détecte les précipitations dans un rayon de 150 km environ.	Le pluviomètre recueille et mesure la quantité de précipitations.

Les satellites météorologiques en orbite autour de la Terre, qu'ils soient géostationnaires ou défilants, permettent, quant à eux, d'avoir une vision globale et permanente du globe. L'organisation européenne pour l'exploitation des satellites météorologiques (EUMETSAT) a donc mis au point un produit, le MPE (Multi-sensor Precipitation Estimate), afin de détecter les précipitations et d'estimer leur intensité.
Ce produit existe à la fois sur la zone couverte par Meteosat Seconde Génération (Europe - Afrique - Océan Atlantique) et sur la zone de Meteosat-Indian Ocean Data Coverage (Afrique - Inde - Océan Indien).

Le produit MPE sur la zone couverte par Meteosat-9	Le produit MPE sur la zone couverte par Meteosat-7

La fabrication du produit nécessite des données provenant de deux sources : des informations dans l'infrarouge produites par les satellites géostationnaires ainsi que des données issues de l'imageur micro-ondes embarqué sur un satellite défilant.

Les températures des sommets des nuages grâce à Meteosat

Les radiomètres embarqués sur les satellites Meteosat fournissent des images à fréquence régulière (15 minutes pour Meteosat-9, 30 minutes pour Meteosat-7) avec respectivement une résolution spatiale pour les canaux infrarouges de 3 km et de 5 km.
Ces radiomètres mesurent l'intensité radiative thermique émise par le sommet des nuages et cette intensité est interprétée sous forme de température, dite de "brillance". Les informations tirées de cette mesure renseignent sur l'altitude des nuages (par exemple, faible température de brillance pour les nuages hauts).

Des taux de pluie grâce aux satellites DMSP

Les satellites DMSP sont les satellites défilants militaires américains sous responsabilité de l'US Air Force.
Ils embarquent à bord un radiomètre imageur hyperfréquence, le SSM/I (Special Sensor Microwave / Imager). C'est le premier système opérationnel à détecteur micro-ondes passif. Les images issues de SSM/I permettent d'obtenir des informations que les images visible, infrarouge et vapeur d'eau classiques ne peuvent révéler. Cet instrument détecte en temps réel la présence d'hydrométéores avec une résolution spatiale de 12,5 km deux fois par jour pour un même point du globe terrestre. Ce capteur passif estime une quantité de pluie sur de larges surfaces sondées par le satellite. Les mesures du capteur SSM/I servent à calibrer l'imagerie infrarouge des Meteosat.

Principe

En colocalisant les observations infrarouges de Meteosat et micro-ondes de DMSP sur une période suffisamment longue (i.e. quand les satellites respectifs observent une même zone du globe), une méthode simple et rapide permet de reproduire aux résolutions spatiale et temporelle de Meteosat les pluies mesurées par DMSP sur une période définie de 6 à 12 heures et pour des mailles de 5° de latitude par 5° de longitude (5° faisant environ 500 km).

Les quantités de précipitations sont calculées en fonction des températures de brillance : aux températures les plus froides sont associées de fortes précipitations.

Une fonction de conversion (quantité de précipitations en fonction de la température de brillance) est ainsi déduite pour chaque maille. Ces fonctions décrivent localement et temporairement la situation météorologique en matière de pluie.
Ensuite, pour l'image suivante provenant du satellite géostationnaire (15 ou 30 minutes plus tard), la localisation et l'intensité de la pluie est simplement déduite en suivant le déplacement des masses nuageuses et en appliquant les fonctions de conversion aux températures de brillance mesurées.



Ce produit a des limites connues : il localise bien les précipitations mais les sous-estime considérablement. Etant basé sur l'hypothèse que les nuages dont les sommets atteignent de hautes altitudes donnent plus de précipitations, Le MPE est plus fiable pour estimer les précipitations des systèmes nuageux convectifs que pour des nuages stratiformes, qui donnent en général des pluies moins intenses.

Toutefois, ce produit donne des informations utiles dans les zones dépourvues de mesures classiques et apporte une aide non négligeable aux prévisionnistes.