L altimétrie côtière au Centre de Topographie des Océans et de l Hydrosphère (CTOH)

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1 L altimétrie côtière au Centre de Topographie des Océans et de l Hydrosphère (CTOH) Florence Birol, Caroline Delebecque, Renaud Dussurget, Laurent Roblou, Sara Fleury, Rosemary Morrow, Fernando Niño et Blaise Picinbono Objectif: soutien aux équipes de recherche qui veulent développer de nouvelles applications altimétriques 1. Maitien et distribution de données altimétriques (GDR) avec les corrections les plus récentes sur toutes les surfaces (océans et continents) 2. Développement de nouveaux produits altimétriques 3. Centre d expertise pour les centres opérationnels

2 Altimétrie côtière: limitations et solutions L I M I T A T I O N S O L U T I O N 1. Données rejetées à kms des côtes : - Signal de retour Biaisés près des côtes - Corrections atmosphériques 2. Données moins précises : - Corrections géophysiques inadaptées (marée, DAC). 3. Echantillonnage spatio-temporel insuffisant 1. Augmenter la couverture de données côtières : - Signal de retour (retracking) - Corrections atmosphériques (interpolation/extrapolation des corrections, utilisation de modèles) 2. Améliorer la précision : - Corrections géophysiques adaptées (modèles régionaux). 3. Améliorer l échantillonnage spatio-temporel : - Passage aux mesures haute fréquence - Combinaison multi-satellite et multi-capteurs. -

3 Altimétrie côtière: limitations et solutions Topex GFO Envisat Jason-1 Jason-2 AltiKa in the future CTOH global data base: Merged GDR and additional corrections Quality control R&D X-TRACK data processing tool: 1 Hz or higher rate measurements Specific editing + correction reconstruction Global/regional (where available) dealiasing corrections Local MSSH computation Post-processing based on user defined criteria: period of MSSH computation, filtering, FES2004 GOT4.7 Mog2D global Mog2D/TUGO regional models where available Along-track SLA (1Hz or HR) recomputed on a regional basis

4 Altimétrie côtière: limitations et solutions Increased amount of valid observations: example of the NW Mediterranean Sea Data recovery: % of valid data (T/P, Jason-1, GFO and Envisat data) XTrack- CTOH processing -1Hz Classical processing 100

5 Produits régionaux du CTOH début Hz products (6-7 km), Netcdf format: -SLA time series along a nominal ground-track, - MSSH consistent with SLA - geophysical (tidal and DAC separetely) corrections included - distance to nearest coast (Leuliette) Complete reprocessing, 20 different regions available

6 Produits régionaux du CTOH début 2012 Satellite missions (homogeneous processing): - T/P, Jason-1, Jason-2, T/P interleaved, Jason-1 interleaved, T/P & Jason-1 & Jason-2 combined - Envisat and GFO (on request) Web site updated Access to some diagnostics (regional maps of rms, % of data available, min and max values) available

7 Produits régionaux du CTOH début 2012 Mission Début Fin T/P 1992/11/ /08/12 Jason1 2002/01/ /01/27 Jason2 2008/07/ /05/30 T/P+Jason1&2 1992/11/ /05/30 Envisat 2002/10/ /09/14 GFO 2000/01/ /09/08 T/P nouvelle orbite Jason-1 nouvelle orbite Disponibilité des données 2002/09/ /10/ /02/ /05/25

8 Produits régionaux du CTOH début 2012 Bilan d erreur Hauturier Côtier Bruit instrumental 1.7 1,2 Ionosphère 0.5 Biais d Etat de Mer 1.1 >1.1 3 Troposphère sèche Troposphère humide Marées Dynamique Atmospherique Orbite 2.5 1,6 Modèles de Géoïde et de Surface Moyenne 5-20 Niveau de la mer ~4 8 Tableau 1. Synthèse des estimations du bilan d erreur (en cm) sur un système altimétrique moderne, dans l océan ouvert et maxima en zone côtière, au niveau maximal de retraitement (GDR). Adapté de Lambin et al. (2010). 1.Performances de la missions de référence - J2 (Lambin et al. 2010) 2.Le bruit peut être plus grand sur d autres missions (e.g. GFO). Cf. section XXX 3.Valable jusqu à km de la côte (Andersen et al. 2010) 3% de la houle significative (Smith et al.,ca-ws 2008) 4.Strub et al., Coastal atimetry workshop Sur le Golfe de Gascogne et Mer Celtique (Lamouroux, 2004 ; Woodworth, 2010) 6.Les autres missions (e.g. GFO, Enivsat) ont de moins bonnes performances. Celles-ci peuvent néanmoins être améliorées par comparaison avec l orbite de référence (cf. section XX) 7.S.Desai, communication personnelle 8.Estimation sur la Méditerranée (Vignudelli et al., 2005; Bouffard et al, 2010)

9 Exemple zone «Mer de Chine» Standard product Jason1 100 % of available data CTOH - Jason 1 RMS(SLA) in m

10 Produits expérimentaux haute résolution 20Hz/10 Hz SLA experimental products now available - T/P, Jason-1 and Jason-2-3 different regions available - computed with X-TRACK software - starting from 20Hz/10Hz altimeter measurements from standard GDRs - corrections interpolated from 1Hz ones - no spatial filtering applied - same format and parameters than 1 Hz SLA products Many different groups working on this problem (PISTACH, COASTALT, CTOH, )

11 Produits expérimentaux haute résolution SLA vs distance from coast Jason1 & Jason2 - track m 0 m 0.25 m Distance (km) Distance (km) Mar Hz XTRACK (raw data) Time Coast Time 20 Hz XTRACK (raw data) Coast Time Jul Jan Jul Jan J1 J2 Coast Jan Mar J1 J2 Time Coast Jan Can we retrieve more geophysical signals with higher resolution observations?

12 Produits expérimentaux haute résolution Comparison to 1Hz SLA data and to tide gauge measurements Study region Missions: - Topex (1Hz, 10Hz): Cycles 17 to Jason-1 (1Hz, 20Hz): Cycles 1 to Jason-2 (1Hz, 20Hz): Cycles 1 to 103 Tide gauges: Sète, Marseille, Nice, Monaco, Livorno and Barcelona

13 Produits expérimentaux haute résolution Jason 1 track 146 Jan Jan Hz -1 Hz Correlation - 20 Hz raw - 1 Hz raw - 20 Hz filtered (24 km) - 1 Hz filtered (24 km) 0 50 Nb data vs distance Distance (km) 100 Distance (km) Altimeter vs tide gauge SLA

14 Produits expérimentaux haute résolution Distance (km) Cross track current anomalies from filtered 1 Hz J1 SLA Cross track current anomalies from filtered 20 Hz J1 SLA 17 July 02 4 Nov July 02 4 Nov August August Surface geostrophic current anomalies -SST (AVHRR)

15 Produits expérimentaux haute résolution D après Guihou et al., 2012