De façon connue, deux phénomènes physiques produisent de la rétrodiffusion pour les impulsions I dans l’atmosphère terrestre A. Le premier est la diffusion de Mie, qui est produite par des particules en suspension dans l’atmosphère terrestre A, telles que des aérosols, des grains de poussière ou de glace, etc. Le second est la diffusion de Rayleigh, qui est produite par des molécules de la composition atmosphérique. Pour cela, la longueur d’onde des impulsions I est sélectionnée à l’intérieur d’une bande d’efficacité de diffusion des particules et des molécules de l’atmosphère terrestre A. Par exemple, cette longueur d’onde peut être de l’ordre de 354,8 nm (nanomètre). A cause du mouvement brownien qui affecte les molécules, le rayonnement qui est rétrodiffusé selon le principe de Rayleigh constitue une raie spectrale qui est large, tout en ayant une position en termes de longueur d’onde ou de fréquence optique qui est déterminée par le décalage Doppler. Par comparaison, le rayonnement qui est rétrodiffusé selon le principe de Mie constitue une raie spectrale qui est fine, et dont la position est déterminée de même par le décalage Doppler. Du fait de la raréfaction des aérosols et des particules solides à haute altitude dans l’atmosphère terrestre A, la diffusion de Mie est prépondérante à basse altitude et la diffusion de Rayleigh est prépondérante à haute altitude. Dans la partie rétrodiffusée de chaque impulsion I qui revient au dispositif LIDAR 10 en provenant de l’atmosphère terrestre A, le rayonnement qui est collecté en début d’écho résulte donc principalement de la diffusion de Rayleigh, et le rayonnement de fin d’écho résulte principalement de la diffusion de Mie. En outre, l’écho est terminé par une réflexion d’une partie de l’impulsion I sur le sol de la Terre T. A cause de la durée de propagation du rayonnement le long de la ligne de visée du dispositif LIDAR 10, une durée de 0,66 µs (microseconde) à l’intérieur du signal de rétrodiffusion qui est collecté pour chaque impulsion I correspond à un intervalle de longueur dans l’atmosphère terrestre A, le long de la ligne de visée du dispositif LIDAR 10, de 100 m (mètre). Le diagramme de montre l’intensité du rayonnement rétrodiffusé, aussi appelé signal de rétrodiffusion, qui est collecté par le système LIDAR 10 à la suite d’une impulsion I émise et identifiée. L’axe horizontal repère des valeurs de retard t décompté à partir de l’instant t 0 d’émission de l’impulsion I, et l’axe vertical repère des valeurs d’intensité instantanée P(t). La durée d’environ 3 ms (milliseconde) correspond à la propagation aller-et-retour de l’impulsion I entre le satellite S et les couches supérieures de l’atmosphère terrestre A, G désigne le pic final d’intensité qui est dû à la réflexion sur la surface de la Terre T, et CY désigne à titre d’exemple un pic d’intensité intermédiaire qui est dû à la présence de nuages de type cirrus. Pour chaque impulsion I, la durée effective totale de collecte du rayonnement rétrodiffusé peut valoir jusqu’à plusieurs centaines de microsecondes, dépendant de l’inclinaison de la ligne de visée par rapport à la direction du nadir. Par exemple, pour une épaisseur d’atmosphère à observer de 40 km (kilomètre), et avec un angle d’inclinaison de 35° (degré) pour la ligne de visée, la durée effective totale de collecte du rayonnement rétrodiffusé est 2 ∙ 40/(3∙10 8 ∙cos(35°)) = 325 µs.