TOPEX/POSEIDON et le vent

En outre, elles peuvent être utiles pour l'aide à la prévision météorologique à court terme. Les principales investigations visent à améliorer l'estimation des paramètres géophysiques module de vent de surface (U) et hauteur significative des vagues (H).
Le module du vent présente également un intérêt pour la détermination du niveau de la surface de la mer : il est pris en compte dans les paramétrisations du biais électromagnétique, nécessaire aux corrections de la mesure de distance altimétrique.
Les radars altimètres reçoivent un signal complexe dû à la réflexion spéculaire de l'impulsion transmise sur une surface d'environ 4 km de diamètre. La section efficace de rétrodiffusion (sigma) peut être ainsi considérée comme fonction de la forme de la surface de la mer, ou des moments statistiques des pentes. En première approximation, le paramètre le plus significatif est la pente quadratique moyenne. Les pentes liées à la présence des capillaires sont principalement reliées au vent alors que les pentes des ondulations de plus grande échelle sont dues à la présence des vagues.
Il semble donc naturel d'exprimer le vent par une relation
U = f(sigma, H). La fonction f a été choisie sous la forme d'un polynôme d'ordre 2 en H et sigma :

U = a₀₀ + a₁₀H + a₀₁sigma + a₁₁Hsigma + a₂₀ H² + a₀₂sigma²

Le nombre de données spatiales colocalisées avec des mesures de surface est généralement limité à quelques centaines pour une période de plusieurs années. Cependant, l'utilisation de données vent/vague issues de modèles numériques opérationnels pour la calibration de la fonction a permis de disposer d'un jeu de données important (17 000 environ).
Afin de réduire le nombre de données modèle ou satellite douteuses, un critère de sélection leur a été appliqué. Les données sont éliminées lorsque les hauteurs de vague du modèle et de l'altimètre sont trop différentes.
L'introduction de la variable H dans la fonction de transfert a permis de réduire la dispersion de l'erreur sur le vent à 1.67 m/s au lieu de 1.74 m/s avec les fonctions ne dépendant que de sigma0. La taille du jeu de données utilisé est telle que cette réduction de variance est significative avec un degré de confiance supérieur à 99.9 %.
La fonction a été calibrée pour l'altimètre ALT puis validée avec les données de l'altimètre SSALT.
La figure ci-dessous représente d'une part, la distribution spatiale du vent obtenue avec le nouvel algorithme (noté LBM) et à partir des données POSEIDON (image composite à partir des traces du cycle 20) et, d'autre part, la même distribution obtenue avec l'algorithme MCW (Modified Chelton Wentz).
Les différences peuvent atteindre 2 m/s, en particulier dans les zones tropicales.