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La validation des données

Jacques Stum (CLS, France)

Une chaîne de traîtement des données Topex/Poseidon a été mise en place à CLS dans le cadre du projet Calval/Quick-look, dans le but d'effectuer une vérification systématique de la qualité des données et des algorithmes, et de préparer des produits de démonstration graphique.

Les données IGDR-M produites par Aviso sont, dans un premier temps, systématiquement analysées et validées à l'aide d'outils statistiques simples : histogrammes, diagrammes de dispersion, tracés divers.... Les mesures de mauvaise qualité sont ensuite rejetées (points sur glace, absence de certaines corrections, points aberrants).

Cette étape élimine environ 15 à 20 % des données.

On obtient, en sortie, un fichier de données validées pour chacun des cycles traités. Une analyse des écarts de hauteur aux points de croisement permet, ensuite, d'évaluer la qualité de l'orbite et de tester l'ensemble des corrections à appliquer aux données.

Les données sont alors prêtes pour leur utilisation à des fins océanographiques.

Des analyses plus détaillées des corrections troposphériques humides et ionosphériques sont aussi effectuées. Elles permettent de mieux caractériser ces corrections (variations géographiques, spectre du signal et de l'erreur), ce qui est nécessaire pour une bonne utilisation des données altimétriques. Ces analyses sont également utiles pour choisir parmi les différentes corrections disponibles celles qu'il convient d'appliquer à la mesure altimétrique. La correction troposphérique humide due à la présence de vapeur d'eau est la plus gênante car elle varie rapidement temporellement et spatialement. Le moyen le plus efficace pour calculer cette correction est d'embarquer à bord du satellite un radiomètre hyperfréquence. Cet instrument dédié mesure le rayonnement naturel émis par l'océan et l'atmosphère dans trois fréquences (18, 21 et 37 GHz). Ce rayonnement est principalement conditionné par la vapeur d'eau et par les nuages.

La figure 1 montre la carte de la correction de troposphère humide obtenue avec les mesures du radiomètre TMR (Topex Microwave Radiometer), pour 10 jours de données du mois de janvier 1993. L'échelle de couleur varie de 30 mm (jaune) à 390 mm (marron).

On observe les fortes valeurs dans la zone de convergence intertropicale (air très humide) et les faibles valeurs aux hautes latitudes (air froid et sec). Les modèles météorologiques permettent également de calculer l'humidité.

Figure 1 : Correction de troposphère humide (en mm) obtenue par le TMR pour le cycle 13 (données IGDR-M).

 

La figure 2 montre la comparaison, pour la même période, entre la correction de troposphère humide obtenue avec le modèle du Centre Européen de Prévisions Météorologiques à Moyen Terme (en abscisse) et la correction de troposphère humide obtenue avec le TMR (en ordonnée). On constate que le TMR est toujours moins humide que le modèle du Centre. Les campagnes in situ de calibration du radiomètre TMR (comparaison avec d'autres radiomètres basés au sol et radiosondages) ont montré que les mesures du TMR étaient biaisées, le biais entrainant une sous-estimation d'environ 10 % de la correction de vapeur d'eau. Ces campagnes ont permis de réétalonner l'instrument de sorte que les données définitives seront complètement exemptes de cet effet.

La carte de la correction ionosphérique obtenue pour 10 jours de données du mois de novembre 1992 avec le système Doris est montrée sur la figure 3 : on a sélectionné les passages descendants du satellite (passages de jour). L'échelle des couleurs varie de 15 mm (violet) à 285 mm (rouge). Cette correction présente des variations spatiales plus faibles que la correction de vapeur d'eau . Les fortes valeurs sont situées dans les régions tropicales, de part et d'autre de l'équateur magnétique. La validation de cette correction est en cours, notamment par sa comparaison avec la correction ionosphérique déduite des mesures de l'altimètre bifréquence américain.

Figure 3 : Correction ionosphérique (en mm) obtenue par le système Doris pour les traces descendantes du cycle 13 (données IGDR-M).

 

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