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Plusieurs satellites pour une altimétrie de haute précision

Le choix de l'orbite d'un satellite altimétrique est, à bien des égards, un compromis. En particulier, il faut choisir entre échantillonnage spatial et échantillonnage temporel : un satellite qui repassera souvent au-dessus des mêmes points en couvrira moins que s'il a une période plus longue. Pour résoudre ce problème, une des solutions possibles est d'associer plusieurs satellites.

Traces au sol des 4 satellites opérationnels en 2015, en Mer Méditerranée: Jason-2 apparaît en bleu, Saral/AltiKa en vert, Cryosat-2 en rouge et HY-2A en rose.

Les traces s'affichent (et se cumulent) pour chaque satellite pour une période de 10 jours (l'équivalent d'un cycle Jason-2) avec des intervalles d'une heure. Les jours s'affichent en haut de la carte, en jours "Julien". Le jour de la première carte (23 921) correspond au 30 juin 2015. Credits Aviso+.

À partir de février 2012, une nouvelle configuration de 4 satellites altimétriques est disponible, avec l'intégration des données de Cryosat-2 dans le système multimission Duacs (Jason-1; Envisat, Jason-2 and Cryosat-2). Celle-ci permet ainsi d'obtenir un plus grand nombre de données directement assimilable dans les modèles d'assimilation, une meilleure résolution des cartes multimission pour la mésoéchelle et une meilleure robustesse du système d'observation multimission si une des plus anciennes missions venait à connaître des défaillances.

Carte de topographie dynamique absolue (en m) superposée aux vecteurs de courants géostrophiques absolus dans l'océan Atlantique le 03/02/2012, réalisées à partir des données de Jason-2 seul (à gauche) et de la combinaison de Jason-1+Envisat+Jason-2+Cryosat-2 (au milieu). Carte de température de surface (SST en °C, à droite) superposée aux vecteurs de courants géostrophiques. La combinaison des 4 satellites (milieu) montre un tourbillon (près de 71.8°O, 34.2°N) qui est invisible ou à peine détecté, sur la carte réalisée à partir d'un seul satellite (à gauche). La carte réalisée à partir d'un autre capteur (ici la SST) vient corroborer les résultats de cette nouvelle combinaison de 4 satellites. (Credits CLS/Cnes).

 

De ce point de vue, l'association Topex/Poséidon-ERS et Jason-Envisat est exemplaire. T/P et Jason, avec une orbite répétitive de 10 jours, repassent assez souvent au-dessus des mêmes points pour suivre les variations océaniques, mais les traces au sol sont distantes de quelques 315 km à l'équateur, soit plus que la taille moyenne d'un tourbillon océanique. ERS et Envisat, par contre, ne repassent que tous les 35 jours au-dessus d'un même point, mais n'ont au maximum que 80 km entre deux passages à l'équateur.

Cartes d'anomalies de hauteur de mer en Méditerranée le 11 juin 2003 obtenues avec Jason-1 + ERS-2 (haut) et Jason-1+ERS-2+T/P+GFO (bas). La combinaison des données des quatre satellites permet de révéler des tourbillons (zones entourées) qui étaient invisibles ou à peine discernables avec deux satellites, et sont beaucoup mieux résolus avec quatre. (Crédits MFS/CLS).

 

 

 

Trajectoire d'une bouée (trait blanc, du 14 au 28 mai 2003 dans le sens A vers B) et topographie dynamique absolue dans le Gulf Stream le 21 mai 2003, à gauche avec "seulement" deux satellites, à droite avec les données combinées de quatre satellites. La carte de gauche "colle" mieux au tourbillon observé par la bouée dérivante. (Crédits CLS).

 

 

La présence d'un minimum de deux satellites altimétriques est nécessaire pour bien cartographier l'océan et suivre ses mouvements, en particulier aux échelles de 100-300 km (mésoéchelle). La combinaison des données GFO à T/P et ERS-2 améliore de façon conséquente la description de la mésoéchelle océanique, et permet de réduire jusqu'à 30% les erreurs de cartographie.

Applications possibles en fonction du nombre de satellites en vol. Crédits CLS.
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