ISAS-V4: ISAS-V5: Outil d'analyse des mesures in-situ. Application à la validation et à la synthèse temps réel des mesures Argo

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1 ISAS-V4: ISAS-V5: Outil d'analyse des mesures in-situ. Application à la validation et à la synthèse temps réel des mesures Argo F. Gaillard, E. Brion, R. Charraudeau, Laboratoire de Physique des Océan UMR 6523: CNRS-IFREMER-IRD-UBO

2 Contexte et Objectifs Le comportement physique de l océan est un facteur déterminant du système climatique. Il est donc indispensable d être en mesure d en détecter, quantifier et caractériser la variabilité. ARIVO ( Analyse Reconstruction et indicateurs de la variabilité Océanique) regroupe un ensemble d études mettant à profit la couverture spatiale et temporelle offerte par les jeux de données globaux in-situ (ARGO + ) et satellites pour reconstituer l état de l océan des dernières décennies. Les principaux objectifs poursuivis sont : d identifier et analyser la variabilité des masses d'eau de développer différentes méthodologies permettant de reconstruire la circulation et ses variations à partir des données d'étudier les mécanismes régulant ces variations Dans ce cadre nous avons développé l outil d analyse ISAS (In Situ Analysis System) qui permet de reconstruire les champs de température et de salinité sur une grille prédéfinie Cet outil est mis à disposition de Coriolis

3 Analysis system: Method Objective analysis (Optimal Interpolation) yo: data vector (observations) xa: state vector (T or S at grid points) Pa: covariance matrix of analyzed field R: data error covariance matrix Co and Cao: covariance matrices of obs-obs and analyzed-obs Xf: first guess for x at analyzed points Yf: first guess at data point Equivalent observation/mapping matrix:

4 Analysis system: history Year/Version Name Domain/levels Mode V1: V2: V3.1: V : POMME North Atlantic Atlantic Global Operational (LPO) Operational (Coriolis) Operational (Coriolis), V4.1: 2008 Global Research: data validation, Climatology, Interannual variability V5.1 Global Research (05/09) Operational (06/09?)

5 ISAS-V5: organisation STD Climatology and spike check Interpolate on standard levels Super-obs (averaging high frequency data) matlab PreOA Gather data for each area Prepare NetCDF files (data and field) matlab OA Analyse anomaly relative to reference in each area Save residuals F95 Caparmor PostOA Gather areas and compute total field (reference + anomaly) to produce final files matlab

6 In Situ Analysis System : ISAS-V4 151 std-level: [[0 3] [5:5:100] [110:10:800] [820:20:2000]] 1/2 Mercator limits:

7 Covariances scales i = 1; Lx=Ly=300km; Lt = 21 days i = 2; Lx=Ly=2*resol<4*Rossby radius)<300km; Lt = 21 days

8 A priori variance signal noise Var tot = var LS +var ms + var ur +var me WOA - Variance Var tot: deduced from database (S obs - S clim-month ) Var me : from instrument type Ratio var ms /var ls and var ur /var ls specified

9 Pass 1: Comparaison à la climatologie

10 Elimination des points aberrants

11 Interpolation

12 ARRAGL06: Re-analysis Daraset: : CO_RAOAGL , 2008: CO_DMQCGL01 Climatological test: : 1800 profiles detected, 600 removed 2008: more than 6000 profiles detected (surf. Buoys)

13 Post-processing data validation Analysis of residuals: y o -y a = R (C o + R) -1 d Applied to ARGO floats:

14 Data validation Detecting Salinity drift

15 Data validation Meddy

16 Data validation Pressure sensor problem

17 Conclusion ISAS-V5 permet (entre autres) La détection des point aberrants et hors clim sur les jeux de données quotidiens La détection de biais et dérives systématiques dans les séries de résidus Sa mise en oeuvre opérationnelle par Coriolis permettrait de fournir des jeux de données temps réel plus propres Ce qui ne dispense pas bien sur les utilisateurs, d effectuer ensuite des qualifications adaptées à l usage prévu pour les données

18 Argo France 12&13 mai 2009 BREST ISAS : module de surface Cadre : GLOSCAL - SMOS Avant lancement : Grille mensuelles de T et S de surface ( ) Cycle annuel moyen + champ de variance Après lancement : champs mensuels durant toute la mission (max de données validées utilisées). ISAS analyses de surface : Globales, annuelles et mensuelles à partir des données in-situ (ARGO, TSG, mouillage, bouées dérivantes, CTD) 1 niveau : 5m (données disponibles entre 5 et 10m ramenées au niveau 5m) Grille ISAS (1/2 mercator, variance et covariance à chaque points de grille)

19 Argo France 12&13 mai 2009 BREST ISAS : module de surface Module de surface : concerne la standardisation (STD) et dans une moindre mesure, la préparation des fichiers standardisés à l'analyse (PREOA). Travail d'adaptation du code à Matlab2008 (NetCDF natif) Données TSG : récupérées sur le site CORIOLIS (25 dont 7 flaggés) traitement via TSGQC (@IRD) (format GOSUD + flag qualité sur T et S) collecte des données d'échantillons bouteilles collecte des coefficients de calibration et de linéarisation (MADIDA (@Genavir)) reste à faire : intégrer les données bouteilles et extérieures (ex : ARGO à proximité), calcoef et lincoef, pour faire un QC supplémentaire + autres données : ORE-SSS