Applications de l´altimétrie satellite à l´étude la circulation côtière en Mer Méditerranée...

Applications de láltimétrie Applications de láltimétrie satellite à l´étude la satellite à l´étude la circulation côtière en Mer circulation côtière en Mer MéditerranéeMéditerranéepar Jerôme Bouffard Postdoc à lÍMEDEA (TMOOS , équipe de J. Tintoré) ; 2009 – Aujourd’huiDocteur de Lúniv. Paul Sabatier, Toulouse (LEGOS-POC-CTOH, Y. Ménard); 2007Ingénieur ESIM (Centrale Marseille) en Génie Marin – DEA du COM-univ Provence; 2004Avec les contributions deA. Pascual, F. Birol, S. Vignudelli, L. Roblou, M. Le Henaff, M. Herrmann, P. Cipolini and P. Marsaleix

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Campagnes de mesures (ADCP COLT Cruise, MOOGLY, SARIGOLE ….)- « Cible les processus» mais périodes relativement courtes et/ou de sur une région

limitée

Les mouillages permanents - mesures marégraphiques – radars côtiers- Séries temporelles potentiellement longues mais couverture spatiale limitée

Les modèles de circulation - Capables de résoudre l’essentiel des processus dynamiques hauturiers de grande échelle.

Problème de réalisme en zone côtière où la dynamique est plus complexe et se caractérise par des échelles spatio-temporelles variabilités sont plus fines

En zone côtière: fort besoin d’observations synoptiques à haute résolution spatiale et temporelle

« L’homme doit s’élever au-dessus de la Terre jusqu’à la frange extérieure de l’atmosphère et même au-delà, car c’est ainsi qu’il comprendra le monde où il vit » (Socrate)

En complément des réseau d’observation in-situ et des modèles les observations satellites (AVHRR - SST, Seawiff – couleur de l´eau… altimétrie spatiale - topographie de surface)

Moyens disponibles

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Quést ce que láltimétrie satellite ? Technique permettant de mesurer la topographie de surface des

océans

Quéntendons-nous par “altimétrie côtière”? Altimétrie proche de la bande côtière (<50 km) et/ou en zone de

faible profondeur (<200 m) où les traitements classiques sávèrent inadaptés

Absence de données ou bruit > la signature de surface des processus étudiés

Definitions and problematiques

Problématiques soulevées :• Pourquoi láltimétrie pose problème en zone côtière ? Comment y remédier ? • La qualité et la disponibilité des données sont elles suffisantes pour observer et suivre la dynamique côtière en Mer Méditerranée ?• Il y a tíl une synergie potentielle entre láltimétrie côtière et dáutres types de capteurs ? Avec des modèles?

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Generalitiés Principe simplifié de l’altimétrie Zone d’étude Difficultés rencontrées en zone côtière

Traitement et validation des données Données classiques multi-missions (AVISO) Stratégie dédiée aux zones côtières (Xtrack)

Approche multi-capteurs Information issue de la “Sea Level Anomaly” (SLA) Information issue de la vitesse (GVA)

Altimetrie côtière et modèles Validation du modèle SYMPHONIE Suivi des formations d’eau profonde

Conclusions et perspectives

Plan

5






Plan

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Corrections instrumentales

R

H

Corrections géophysiques• Tide: hhtt

• Wind and Pressure hhaa

Orbite

Corrections de biais d´état de mer

h = H - R

Ellipsoïde de référence bottom

Corrections environnementales• Wet tropospheric• Dry tropospheric• Ionospheric

Sea Level AnomalieSLA=SLA= h hcorrectedcorrected- h- hcorrectedcorrected

Principe simplifié de láltimétrie satellite

Láltimétrie permet dáccéder à la composante du signal de surface (SLA) associée à la variabilité de la circulation océanique (signal et erreur=O(cm))

mer

7






Plan

8

Permanent trajectory

Annual mesoscale currents

Winter mesoscale currents

LPC Eastern Corsica current

Western Corsica current

Au Nord: Le courant Liguro Provençal Catalan (LPC ou CN )

Surface circulation main characteristics

Zone d´étudeLa Mer Méditerranée (bassin occidental)

Généralités Adapted from Millot et Taupier-Letage, 2004

• Dynamiques complexes, large spectre de variabilité (Send et al., 1999).

• Variabilités inter-annuelles étudiées à l’aide :- D’observations (Béthoux et al., 2002 ; Mertens and Schott, 1998) - De simulations numériques grandes échelles ou régionales (Sommot, 2005 et Hermann et al., 2007).

• Dynamiques mésoéchelles et sub-mésoéchelle (Mortier, 1992; Millot, 1991)

9

• Activité mesoéchelle intense: Tourbillons, meandres… (Millot, 1991)

LPCLPC• Variabilité saisonnière marquée (Gostan, 1967) : - Été: Courant large (50 km), peu profond. vitesse de surface= 50 cm/s- Hivers: Courant étroit (20 km), plus profond et près des côtes, accéleration

Current (m/s) at 50 m(Dufau, 2005)

Deep water formation

• Formation d’eau profonde hivernale caractérisé par une forte variabilité inter-annuelle (Mertens and schott, 1998)

Tramontane • Intrusions du LPC sur le plateau continental du GoL

Mis

tral

Zone d´étudeLa Mer Méditerranée (bassin occidental)

Le Courant Nord (LPC, CN)

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Ces structures dynamiques ont une signature de surface...... qui devraient être capturée par l’altimétrie satelliteMais observer et suivre la dynamique côtière à l’aide de l’altimétrie est problématique

Pourquoi ?

11






Plan

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• Augmentation du sous - échantillonnage spatial/temporel de la circulation côtière (1Hz=7km, repétition 10 à 35 jours, distance inter-trace >150 km)

• Proximité des terres - Décrochage dans les Transitions terre Mer- Contamination du faisceau altimétrique et radiométrique

• Corrections géophysiques globales inappropriées (Bouffard et al., 2009)

- Echelles spatiales/temporelles fines aux abords des plateaux continentaux- Processus non-linaires Beaucoup d’efforts ont été fait (e.g. ALBICOCCA, ALTICORE, …) et d’autres sont en cours (e.g. PISTACH COASTALT, RECOSETTO, MARINA,…) pour améliorer la qualité et la disponibilité des données altimétriques côtières allant d’amélioration d’une correction spécifique à l’ensemble d’une chaine de traitement.

En quoi consistent ces développements ?

Difficultés rencontrées en zone côtière

13






Plan

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Données altimétriques (AVISO): Produits grillées combinant 2 or 4

altimètres Produits régionaux en Méditerranée

(1/8º)

Marégraphes: Filtrage des marées: Demerliac filter

(Lefevre, CLS, 2003) Correction du baromètre inverse

Données altimétriques sont interpolées sous les mesures marégraphiques Rms diff between SLA and TG

Units: (% var TG)

ERS

TPGFO

JASON

Casablanca

St Antoni

MarseilleToulon

NiceMonaco

Ajaccio

STATION J1E2 J1E2TPG2

Ajaccio 5.2% 3.9%

Casablanca 6.4% 2.2%

Monaco 10.5% 9.3%

Nice 10.9% 9.7%

Portomaso 1.7% 0.6%

Toulon 7.1% 4.4%

Traitement et validation des donnéesDonnées classiques multi-mission

Donnée grillées: Produit AVISO vs marégraphes

From Pascual et al

L’augmentation du nombre de satellite permet d’augmenter la consistance avec les mesures marégraphiquesDotted line: unfiltered data.

Continuous lines: 30-day low-pass filter

J1E2TPG2

TG

(Pascual et al, JMS, 2007)

O.I.

• Variabilité de surfaceLarcinol et et al., 2002

• Variabilité de l’Energie cinétique (EKE)Lucione et al., 1998 (T/P; 2 années); Pujol et Larnicol, 2005 (ERS-2+T/P; 11 années)

Ayoub et al., 1998

STD (cm)

Pascual et al., 2006

EKE (cm2/s2)

Jason-1+ERS-2+T/P+GFO

L’altimétrique classique adaptée pour l’étude de la dynamique hauturière (précision et résolution suffisante) de la meso échelle à l’interannualité

Peu d’étude à l’échelle régionale et côtières

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Traitement et validation des donnéesDonnées classiques grillées multi-mission

Études à l’échelle du bassin

… mais ils semblent être inadaptés pour l’étude de structure de fine échelle (<30 km) de l’océan côtier (méthodes OI, lissage)

Retraiter les données altimétriques brutes (GDR) le long des traces avec une stratégie dédiée aux zones côtières

..donc, quelles solutions?

Les études passées et les comparaisons avec les marégraphes tendent a montrer que les produits régionaux grillés sont de bonne qualité

En zone côtière, couverture spatiale pauvre et performances limitées des données classiques le long des traces (along-track)

Données disponible (in %): Jason+ Envisat + GFO

Xtrack AVISO

Lack of data

Bouffard et al., 2009

X-track AVISO 100 %

50 %

0 %

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Plan

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Traitement et validation des donnéesStratégie dédiée aux zones côtières

Post-traitement: La stratégie Xtrack

Redéfinir les critères d’éditions + reconstruction des corrections défaillantes

Utiliser des modèles barotopes hydrodynamiques et régionaux

Utiliser plusieurs satellites et un échantillonnage along-track HF (10-20 Hz data)

More details in: Bouffard , 2007 (PhD thesis), Bouffard et al, 2008a (TAO),2008b (GRL), 2009 (book chapter); Roblou et al., 2009 (book chapter); Vignudelli et al. 2005 (GRL)

Besoin de valider la méthodologie avec des données indépendantes

Localisation des marégraphes

- Marée océanique retirée par analyse harmonique

- Réponse barotrope aux forçages atmosphériques retirées à l’aide de TUGO-Med.

Dans le voisinage du marégraphe au plus la consistance altimetry/TG est forte meilleure est la donnée altimétrique

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• Validation de la méthodologie:

Stratégie d’édition + reconstruction- Plus de données au large et à la côte- Séries temp.+ longues (+10%) –bruitée (-7%)

Utilisation d’un modèle régional (T-UGO2D)- Gain vs IB: 46% - Gain vs Mog2D-G : 5%

Multisatellite + échantillonage HF (10-20 Hz)- Meilleur échantillonnage de la dynamique (CN..)- + de données près des côtes

• Xtrack VS produit AVISO régional

Distance à la côte : 33% plus près Séries temporelles : 24% plus logueAccord avec les mesures marégraphiques: amélioration de 22 %

More details in: Bouffard et al., 2009

Une stratégie simple dédiée aux zones côtières permet d’augmenter significativement le nombre et la qualité des données altimétriques

Validation avec des marégraphes côtiers


Validation de la stratégie Xtrack

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From Bouffard et al., 2008 b (GRL)

Multi-satellite T.G.

Construction de séries temporelles multisatellites dans une zone où les produits classiques (AVISO) sont éliminés

Utilisation de l’ensemble des traces altimétriques se trouvant dans un rayon de 50 km des marégraphes

Corsica Channel

Data availability: Jason+ Envisat + GFO R = 0,78

Δt = 7 jours

R = 0,86Δt = 4 jours

R = 0,91Δt = 4 jours

Bon accord + échantillonnage temporel satisfaisant

Xtrack AVISO

Xtrack vs AVISO: multi-satellite sur la zone du Canal Corse


L’altimétrie améliorée permet de capturer une SLA cohérente caractérisée par des signaux allant de la méso-échelle à l’interannuel dans une zone où les produits classiques ne sont pas adaptés

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Sète TG Sète TG

Gulf of Lion Gulf of LionManque de données côtières

95 120 95 120

44°

43°

42°

3° 4° 5° 6° 3° 4° 5° 6°

NorthNorth

AVISO-SLAX-track-SLA

TP TP

Xtrack vs AVISO: nombre de données côtières sur le GdL

La stratégie Xtrack permet de générer plus de données sur le GdL (côte & large)


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Track 146Correlation: 0.77% of rms expliqué: 36 %

AVISO-SLA

Sète TG


North15 % 40 %Sète TG15 % 40 % North


X-track-SLA


3° 4° 5° 6° 3° 4° 5° 6°

43°

42°

LPC LPC

Gulf of Lion Gulf of Lion

Les données Xtrack montrent une meilleure consistance statistique

22

Xtrack vs AVISO: qualité des données côtières sur le GdL


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Nous avons démontrer au travers de ces expériences d’intercomparaison que: Une stratégie multi-satellite permet d’augmenter l’échantillonnage

spatial et temporel de la dynamique côtière Il est possible d’améliorer significativement la qualité des données

altimétriques en zone côtière

Cependant, ces améliorations sont-elles suffisantes pour capturer des processus dynamiques le long des côtes de la

Méditerranée ?

Peut on combiner l’altimétrie côtière avec d’autre type de capteurs (spatiaux ou in-situ) ?

L’altimétrie ne permet d’accéder qu’à la signature de surface liée à la variabilité de la circulation océanique Nécessité de compléter et croiser l’information de surface avec

d’autres types de variables afin de comprendre la phénoménologie des processus observés

Traitement et validation des donnéesPremières synthèses

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Plan

From Pascual et al

Balearic

Sea

Alboran Sea

8 missions glider (Juillet07 - Août08) le long des traces altimétriques

WAG EAG

AO frontAtl Water

Med.Water

Glider data Variables: P, T, S, oxig., chl., turb. Vertical extension:10-180 m Horizontal resolution: 400 m

** Along track SLA (AVISO/CLS) + MDT (Rio et al.). Delayed time product (calval) / real-time (duacs, interim). Horizontal resolution: 7 km

ENVISAT**: Balearic Sea: T-773. Sustained

glider observations (every 70 days):

6 missions up to now. JASON-1/2**:

Balearic Sea: T-70 (August 2008). Cycles Jason-2: 4 & 5

Alboran Sea: T-172 (July 2008).Cycles Jason-2: 0 & 1

Bon accord avec l’altimétrie ?

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Approche Multi-capteurInformation issue de la SLA

Altimetrie vs Glider

Mer d’Alboran (J1 & J2) Forts gradients. Trés bonne corrélation (0.96).

African Coast Spanish Coast

Mer Baléares: (J1 & J2) Gradients faibles (ration signal/bruit fort) Accord altimetrie-glider plus faible Sensibilité au niveau de référence ? MDT ? Alti ?

Minorca Ib. Peninsula Minorca Ib. Peninsula

R(J2, GL) = 0.91R(J1, GL) = 0.90Rms (J2,GL) = 1.4 cmRms (J1,GL) = 1.5 cm

R(J2, GL) = 0.84Rms (J2,GL) = 0.7 cm

R(J2, GL) = 0.97R(J1, GL) = 0.99Rms (J2,GL) = 1.4 cmRms (J1,GL) = 1.6 cm

From Pascual et al

Travail en cours à l’IMEDEA: appliquer de nouveaux algoritmes de traitement dédiés zones côtière pour les données altimétriques et de glider


Altimetrie vs Glider

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Ligurian Sea

Rms T/P track 222

Bon accord entre la SST et la SLA à l’échelle saisonnière:

SST (SLA) maximum en été (automne) SST minimum en hivers

Minimum (max) de RMS SLA (SST) dans le LPC

Très surprenant , comment l’expliquer ? Est-ce relié à la dynamique intrinsèque au LPC

De nombreuses échelles spatiales et temporelles interagissent, s’additionnent …

Besoin de separer les différentes contributions dynamiques

SLA

SST

Hovmuller T/P track 222

summer Winter- 15 cm/s + 15 cm/s

- 4 °C +6 °C

LPC

LPC


Altimetrie vs SST From Bouffard et al

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Mode 1: ~70 %

Mode1: 60-70 % de la variance expl. Bon accord SST-SLA Signal annuel à grande

longueur d’onde

Ligurian Sea

SLA

Mode 1: ~66 %SST

Large scale translation

summer winter

Spatial temporal Spectrum

365 days

365 days

Pas significatif dynamiquementSignal stérique ?

Approche multi-capteursInformation issue de la SLA

Altimetrie vs SST: SVDFrom Bouffard et al

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Mode 2 (1+n): <7% de la variance expliquée Fort gradiant dans la direction

côte-large à la foi pour la SST et la SLA

Forte variabilité annuelle

Mode 2: 5 % SST

SLOPE inversion

Winter: acceleration

Summer: deceleration


Mode 2: 7 %SLA

LPC

LPC

LPC

365 days

365 days

Ligurian Sea

Significatif dynamiquementVariabilité du CN ?

From Bouffard et al


Altimetrie vs SST: SVD

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Mode 1 ~ steric effect (~70% of the total signals) Mode 2 and > ~ Intrinsic LPC dynamics ?Opposite phase toward the steric effect

SYMPHONIE: Signal stériqueVS Jason 1 mode 1

SYMPHONIE: Signal Stérique VS Jason 1 mode 2

Mode 1: Bon accord avec le signal stérique modélisé Mode 2: Déphasage temporel avec le signal stérique explique le minimum de rms observé à l’interrieur du LPC

Que représente le mode 2 (et les modes n+1) ?

Besoin d’investiguer l’anomalie en vitesse

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SVD Altimetrie VS Modèle

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Traitement et validation des données Données classiques multi-missions (AVISO) Stratégie dédiée aux zone côtièere (Xtrack)




Plan

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Methods Xtrack data Anomalie de vitesse géostrophique perpendiculaire au traces(AGVA): Calcul de la pente sur une fenêtre de 20 km en utilisant un filtrage optimal

dédié aux zone côtières (Powell et Leben, JAOT 2004)

dx

hd

f

gVa

Mode 1: 14 %

Mode1: Un signal saisonnier est clairement observé dans le LPC Mode n+1: Variabilité de la mésoéchelle à l’inter-annual

Ligurian Sea


Approche multi-capteursInformation issue de la vitesse

AGVA altimétrique : Méthode

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Variabilité saisonnière RMS: 5cm/s Hivers: accélération moyenne de 4 cm/s Eté: ralentissement de -6 cm/s

Variabilité inter-annuelle Eté 1998 et 2001 (<-12cm/s) Hivers 1998->2000 (>5cm/s)

Structures de petite échelle

Besoin d’intercomparer avec d’autres capteurs (Lagrangien, radars ), exposant Lyapunov, focaliser sur certains événements,

43°N

Hovmuller T/P track 222

Mean velocity anomalyLigurian Sea

1994

1995

1997

1998

1996

1999

2000

2001

2001

+20 cm/s

-20 cm/sCOAST

LP

C m

ean p

osi

tion

-10 cm/s +10 cm/s

L’altimétrie côtière améliorer permet de suivre précisemment la variabilité saisonnière et interannuelle du LPC

From Bouffard et al

33


AGVA altimétrique : Variabilité en Mer Ligure

34

Vent

10

-10

20

-20

0

Feb. Mar. Apr. May Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec.Jan.

Intrusion du LPC ?

42.2 °

42.4 °

42.6 °

42.8 °

43 °

X-track-SLA

42.2 °

42.4 °

42.6 °

42.8 °

43 °

AVISO-SLA

(m/s)

Manque de données côtières

0

0.40.3

0.10.2

-0.1-0.2

-0.4-0.3

LPCTrack146

CÔ

TE

CÔ

TE

Xtrack et AVISO permettent de suivre la variabilité du LPC sur le GdLDe temps en temps le courant s’approche (s’éloigne) de la côte (vent ?)


AGVA altimétrique : Variabilité sur le GdL

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08/10/06 13/10/06

13/10/06

08/10/06

42.2 °

42.4 °

42.6 °

42.8 °

43 °

03/10/06

03/10/06

42.2°

42.6°

43°

43.4°

0

0.4

-0.4

10-5

(d)

18/10/06

18/10/06

23/10/06 23/10/06

28/10/06

28/10/06

SST(Celsius)

Intrusion duLPC

AGVA(m/s)

Intersection entre l’écoulement chaud et la trace alti.

Track146

Track146

Track146

Track146

Track146

Track146

L’intrusion du LPC est observé à la foi par l’altimétrie et en SST

35


AGVA altimétrique : intrusion du LPC sur le GdL

36

Bon accord à l’échelle saisonnière

Série temporelle (brute)

Série temporelle filtré (coupure à 60 jours)

Altimetry + MDT RioIn-situ

From Birol et al

From Le Henaff et al

Bon accord à l’échelle saisonnière…

Série temporelle (brute) Série temporelle filtré (20 jours)

…mais plus d’amplitude et de bruit dans l’altimétrie

In-situ

Altimetry

Courant Cantabrique

Courant LPC

Mêmes échelles de variabilité In-situ data from the YOYO

and FANS project (refer to Jordà, 2005)

In-situ data, courtesy: Puerto del Estado

AGVA altimétriques vs courantomètre


Balearic Current

NorthernCurrent

Mission glider quasi-simultanée avec le passage de Envisat

(perpendiculaire au front)

Envisat

IMEDEA

Courant Baléares Tourbillon CN

Calcul de la vitesse glider (CTD)

Hauteur dynamique (T,S) vitesse géostrophique / 180 mètre (filtrage Powell et Leben) interpolation spatiale & temporelle (au passage altimétrique)

Mise en évidence d’un tourbillon anticycloniquecm/s

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AGVA altimétrique vs Glider


Comment solutionner le problème du

niveau de référence à 180m ?

Altimétrie 20Hz + method3 Gider + ref 180 mAltimetrie grillée + method3Vitesse altimétrique grillée

cm/s

Bon accord en général Moins d’amplitude dans les

produits grillés Grande différence dans la

zone côtière baléare Performances similaires

sur la côte ibérique Moins de données côtières

dans les produits grilléesLes données « along-track » HF sont plus performantesTrès bon accord entre la vitesse altimétrique et celle issue du glider:Corrélation de 0,96, erreur de 4cm/s std (pour un signal de 18cm/s std)

38

AGVA altimétrique vs Glider (combinaison CTD + GPS)


Comment construire la direction du courant à partir de l’altimétrie along-track avec une bonne résolution ?

Les anomalies de vitesses géostrophiques perpendiculaires aux traces permettent d’intercepter la plus grande part de l’anomalie de vitesse (fonction de la position relative

entre la trace et le courant)

Les points de croisement altimetrique ~ courantomètres virtuels

Méthode:

Basée sur Morrow et al., (1994) et généralisé e à une configuration multi-satellite

Résultats:

Bon accord/ in situ:- Signal total: R=0.70- Signal saisonnier: R=0,80- Signal mésoéchelle: R=0.5

Courant EC cyclonique- Eté: ralentissement- Hivers : accélération

Meridional GVA: current meter vs alimetry

LPC

Ellipses and mean polarization of altimetric GVA: summer vs winter

From Bouffard et al., 2008 b (GRL)

40

AGVA au point de croisement altimétrique vs courantomètre


L’utilsation de l’alatimétrie côtière avec d’autres capteurs a permis:• D’intercalibrer et d’améliorer la qualité des différentes observations• De mieux comprendre leur contenu physique• D’augmenter l’échantillonnage spatial et temporel des processus étudiés

Un important pas devrait être franchis en adoptant une approche intégrée combinant données multi-capteur et modèles côtiers dans le

but de mieux comprendre la phénoménologie des processus observés.

Mais dans quelle mesure les modèles régionaux actuels sont ils réalistes ? Sur quelles échelles

spatiales et temporelles

42






Plan

43

Spatial along track Spectrum

Février Mai

Comparaisons along-track

ModelAltimetry

Altimétrie côtière et modèlesValidation du modèle SYMPHONIE

Comparaison des structures spatiales

Track 146

- Bon accord avec le modèle SYMPHONIE sur des échelles spatiales > 50- Petites échelles spatiales (<13 km) non reproduites par le modèle- Dynamiques entre 13 km et 60 km reproduites seulement statistiquement

From Bouffard et al., 2008 a (TAO)

From Le Henaff et al.

AltimetryModel

Med

NEA

Correlation - 2001 SYMPHONIE model elevations – altimetry SLA: TOPEX + GFO

Correlation - 2002 SYMPHONIE model elevations – altimetry SLA: Jason + GFO

Correlation - 2003 SYMPHONIE model elevations – altimetry SLA: Jason + GFO + Envisat

0 10.5

+ LF steric signalGreatbatch, 1994

Bon accord sur les séries temporelles instantanéesQuelques désaccords à la côte (problèmes de CL mis en relief)

Altimétrie côtière et modèlesValidation du modèle SYMPHONIE

Comparaison des séries temporelles de SLA

45






Plan

46

Méthodes

Modèle oceanique : OPAMED16 (Béranger et al., 2005)- 1/16° horizontal resolution, 43 vertical levels - Period: 1998-2007

Altimetrie: Xtrack data- satellite: Topex Poseison + Jason1- Period: 1992 - 2007

La trace altimétrique 146 croise la zone de convection et mesure la SLA le long de la section the AB .

Dans le modèle la variabilité inter-annuelle de la convection profonde peut être observé au travers de l’évolution temporelle de la MLD le long de la section AB

AB sectionGoL area

DWF: se déroulent en hiver, duent a l’activation du gyre cyclonique et à l’effet stérique (densification de l’eau au centre de la gyre). Ainsi la SLA au centre de la gyre devrait être plus faible.

Est-ce détectable en surface?

Maximum mixed layer depth (MLD) over the March 1998 – December 2007 period

Track146Dans le modèle, correlation de -0.9 entre la SLA_AB_min et la variabilité de la DWF(en terme de V,MLD,D)

La SLA_AB_min altimétrique peut donc être utilisée comme un indice de l’intensité de la DWF

Altimétrie côtière et modèlesSuivi des formations d’eau profonde (DWF)

Evolution annuelle modélisée (rouge) et altimétrique (noir) de la SLA_AB_min hivernale

+ LINEAR REGRESSION

MLD annuelle maximum (altimétrie)

Volume de DWF annuel (altimétrie)

Densité de la DWF annuelle (altimétrie)

L’utilisation combinée d’un modèle et de l’altimétrie nous a permis de suivre précisemment, pour la première foi, l’intensité des DWF sur 13 ans (plus de détails dans Herrmann et al., GRL

2009 et Nature highligth)

From Herrmann al., 2009 (GRL, highlighted in Nature 2009)

47

Résultats

Altimétrie côtière et modèlesSuivi des formations d’eau profonde (DWF)

48






Plan

49

Les données in-situ et de télédétection peuvent être utilisées pour évaluer les méthodes, techniques et algoritmes dévelloppés pour améliorer l’altimétrie en zone côtière

Grace à des dévelloppements récents les données altimétriques améliorées permettent de suivre un large spectre de processus côtiers jusque là innaccessible par le biais de produits classiques (variabilités de courants côtiers, intrusion sur les plateaux…)

Les comparaisons croisées avec d’autres capteurs nous a permis de mieux comprendre le contenu physique des données altimétriques

L’utilisation combinée de différents capteurs permet d’observer certains processus dynamiques à l’échelle régionale et côtière mais les modèles restent des outils indispensables pour comprendre la phénoménologie des processus étudiés.

Les modèles côtiers testés se sont avérés performent pour les échelles saisonnière et interannuelle mais doivent être amélioré ou contraints (assimilation, CL..) pour représenter la mésoéchelle et sub-mesoéchelle de manière plus réaliste.

L’étude de la dynamique côtière nécessite une approche intégrée combinant modélisation et donnée multicapteur. Il est cependant fondamental d’intercalibrer et d’analyser la complémentarité potentielle entre les différents jeux de données ainsi qu’avec les modèles (en terme de contenu physique)

Conclusions et perspecives

SINOCOP experiment: Balearic Sea 2009

“a multi-sensor approach”

General objective: To study mesoscale and sub-mesoscale processes of a coastal front using a multi-sensor observational

approach combined with numerical modelling.

Observations: gliders, drifters, standard CTDs together with remote sensing images (altimetry, SST and ocean

color).

Specific objectives:1) to investigate the limitations and potential improvements of altimetry in the coastal area

2) to develop methods for the combination of different sensors

3) to estimate vertical velocities and derived variables to study coastal dynamics

SINOCOP sampling

Red line is the Jason-1 70 track. Black and grey lines represent the glider missions. Blue dots are CTD casts. S1-S5 represent SVP drifters and M1-2 are minidrifters. Arrows correspond to absolute dynamic topography derived from altimetry and the color contour is SST (16/05/2009). Isobaths are 200 m, 500 m and 1000 m.

BIG CHALLENGE:First time that IMEDEA:

Performs a mission with a deep gliderPerforms a mission with two gliders Acquires, processes and distributes data in real time

www.imedea.uib-csic.es/tmoos/sinocop/

Drifter trajectories during SINOCOP experiment

11/5/2009 – 10/6/2009

Drifter

Real time gridded altimetry (ADT)

MFS

HIRLAM wind

Ekman current

53 Contact:[email protected]

Quelques références associées…

Bouffard, J.: Amélioration de l’altimétrie côtière appliquée à l’étude de la circulation dans la partie nord du bassin occidental méditerranéen (in French). PhD Thesis under the supervision of Y. Ménard and P. De Mey. (2007)

Bouffard, J., Vignudelli, S, Herrmann, M., Lyard, F., Marsaleix, P., Ménard, Y., Cipollini, P.: Comparison of ocean dynamics with a regional circulation model and improved altimetry in the North-western Mediterranean. Terr. Atmos. Ocean. Sci. 19, 117-133 (2008a) doi: 10.3319/TAO.2008.19.1-2.117(SA)

Bouffard, J., Vignudelli, S., Cipollini, P., Menard, Y.: Exploiting the potential of an improved multimission altimetric data set over the coastal ocean. Geophys. Res. Lett., 35 (2008b) L10601, doi:10.1029/2008GL033488 Herrmann, M., J. Bouffard, and K. Beranger (2009), Monitoring open-ocean deep convection from

space, Geophys. Res. Lett., doi:10.1029/2008GL036422 and Nature (Research Highlights, Vol 457, 26 February 2009 )

Roblou ,L., Lamouroux, J., Bouffard, J., Le Henaff, M., Lombard, A., Marsaleix P. and De_Mey P. (2009): Post processing altimeter data toward coastal applications and integration into coastal models. Book Chapter, Springer book “Coastal Altimetry” , Editors: S.

Vignudelli, A. Kostianoy, P. Cipollini and J. Benveniste (http://www.alticore.eu/book ).

Bouffard J., L. Roblou, F. Birol, A. Pascual, L. Fenoglio-Marc, M. Cancet, R. Morrow and Y. Ménard(2009) : Introduction and assessment of improved coastal altimetry strategies: case study over the North Western Mediterranean Sea. Book Chapter, Springer book “Coastal Altimetry” , Editors: S. Vignudelli, A. Kostianoy, P. Cipollini and J. Benveniste

Applications de l´altimétrie satellite à l´étude la circulation côtière en Mer Méditerranée...

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