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Hydrologie et terres émergées

Les premières missions altimétriques étaient dédiées à l'étude du plein océan et des glaces. Mais tout plan d'eau (mers fermées, lacs, rivières, zones inondées, ...) voire même toute surface plane sur les terres émergées peut fournir des mesures exploitables, à la condition d'être survolé par le satellite.

L'altimétrie a l'avantage de pouvoir mener une surveillance systématique, globale, homogène, continue et sans considération météorologique (même de nuit ou par temps nuageux). Les hauteurs de surface sont référencées par rapport à une référence (géoïde, ellipsoïde). Mais cette technique, principalement optimisée pour l'océan doit être adaptée aux traitements sur les terres émergées en y appliquant un "retracking" spécifique, c'est-à-dire un traitement particulier des formes d'ondes altimétriques (voir le Principe de la mesure altimétrique). Sur les surfaces non-océaniques, la précision de la mesure altimétrique peut être dégradée de plusieurs centimètres ou dizaines de centimètres, principalement à cause de la taille étroite de l'empreinte au sol du faisceau radar et de l'hétérogénéité des surfaces réfléchissantes (alternance de surfaces émergées et inondées) au sein de celle-ci. Une autre source importante d'erreur provient de la propagation du signal dans l'atmosphère. Le cycle de répétitivité des satellites altimétriques est plutôt long (10 à 35 jours) et est difficilement compatible avec la surveillance en temps réel des variations des rivières ou des lacs (pour des bulletins de vigilance de crues par exemple), mais s'accorde assez bien pour le suivi des variations saisonnières et interannuelles.

Simulateur hydrologique
 
Hydrologie à haute résolution
Swot, en fournissant une image partout permettra de savoir où il y a de l'eau, sa pente et ainsi de calculer son débit au moins tous les 22 jours. Les comparaisons entre deux cycles successifs fourniront également les variations de ces quantités.
Lacs et mers fermées
L'altimétrie satellitaire apporte sa contribution au suivi continu des niveaux des lacs et des mers intérieures : Mer d'Aral, Grands Lacs Américains, Lac Tchad ...
Terres émergées
Sur terre, la réception des échos radar en retour est plus aléatoire (l'eau est un meilleur miroir qu'un champ ou une forêt), mais il est encore possible d'en tirer des informations.
Fleuves
De plus en plus, le champs d'application de l'altimétrie s'élargit aux fleuves, aux zones inondées ou aux zones humides pour autant que ces zones soient survolées par les satellites. Ces surfaces hétérogènes nécessitent des traitements particuliers.
Hydrology from space CTOH
Our data base contains time series over water levels of large rivers, lakes and wetlands around the world. These time series are mainly based on altimetry data from Topex/Poseidon for rivers, but ERS-1 & 2, Envisat, Jason-1 and GFO data are also used for lakes. At present, water level time series of about 100 lakes (in Europe, Asia, Africa, North and South America) including Aral & Caspian seas are available. About 250 sites (called virtual stations) on large rivers are also available (see maps below). Users of the data base can visualize the water level time series as well as Landsat images showing the geographic location of the site. Users can download the numerical values of the time series as well as associated errors.

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