CRISTAL IN-PROVA : calibrer et valider la mission CRISTAL

Dans le cadre du projet ESA CRISTAL IN-PROVA, NOVELTIS lead un consortium de 8 partenaires pour élaborer la feuille de route de calibration et de validation des produits Hydro-Cryo de niveau 2 de CRISTAL, en combinant comparaison directe avec des mesures de référence et validation croisée avec d’autres missions altimétriques.

Développée dans le cadre du programme Copernicus de l’Union européenne, la mission CRISTAL marque une avancée majeure pour l’observation de la cryosphère. Première mission altimétrique radar interférométrique bibande à haute résolution entièrement opérationnelle, CRISTAL fournira des données précieuses sur la banquise, les icebergs et les glaces de mer, ainsi que sur les océans et les eaux continentales.

CRISTAL IN-PROVA contribue à la réussite de la mission en élaborant une feuille de route de calibration et de validation pour les produits Hydro-Cryo de niveau 2 de CRISTAL, qui couvrent la cryosphère (banquise, icebergs et glaces de mer) et les eaux continentales (rivières, lacs). Le projet combine deux approches complémentaires : la comparaison directe avec des mesures de référence fiduciaires (FRM) – des données de référence indépendantes, adaptées et pleinement caractérisées, à l’incertitude traçable – et la validation croisée avec d’autres missions telles que Copernicus Expansion Missions, Sentinel-6, CryoSat-2, ICESat-2, SWOT, Sentinel-3 NG Topography, CIMR et ROSE-L.

Pour renforcer ce dispositif de validation, le projet développe deux outils dédiés : un simulateur de performance de validation, qui permet d’évaluer en amont les méthodes de calibration et de validation à partir de jeux de données simulées et co-localisées, conformes au document d’exigences (Mission Requirements Document) de la mission CRISTAL; et un système de mise en correspondance (Match-Up System), qui co-localise les données CRISTAL avec des mesures externes pour des comparaisons de précision fiables.

Le projet s’est également élargi avec INSIGHT, une plateforme en cours de développement par NOVELTIS. INSIGHT est une initiative européenne visant à fournir un accès ouvert aux mesures in situ par l’intermédiaire d’un portail de données centralisées et standardisées. L’objectif principal de la plateforme est de soutenir les activités de calibration et de validation de l’altimétrie satellitaire, tout en répondant aux besoins d’un large éventail d’utilisateurs impliqués dans les services et études environnementaux, ainsi que dans le suivi hydrologique et polaire, aux niveaux européen et international.

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Catégories:

Spatial

Mots clés:

Cal/Val, Copernicus, CRISTAL, Cryosphère, FRM, Hydrologie

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Résultats

  • Définition d’une feuille de route de calibration et de validation pour les produits Hydro-Cryo de niveau 2 de CRISTAL.
  • Protocoles dédiés à la comparaison directe avec les mesures de référence fiduciaires et à la validation croisée avec les missions d’altimétrie satellitaire.
  • Simulateur de performance de validation garantissant la conformité au document d’exigences (Mission Requirements Document) de la mission CRISTAL.
  • Système de mise en correspondance (Match-Up System) permettant des comparaisons précises entre données CRISTAL et données externes.
  • Plateforme INSIGHT offrant un accès ouvert et standardisé aux mesures in situ.

CRISTAL IN-PROVA : calibrer et valider la mission CRISTAL

In the frame of the ESA-TROPOSIF project, NOVELTIS is in charge of elaborating and validating a new SIF product from Sentinel-5p data and of its exploitation to improve global scale simulations of carbon and water cycles with a terrestrial biosphere model (data assimilation).

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Categories:

Spatial

Tags:

Cal/Val, Copernicus, CRISTAL, Cryosphère, FRM, Hydrologie

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The terrestrial biosphere plays a key role for climate by offsetting about one fourth of carbon dioxide (CO2) emissions released by anthropogenic activities into the atmosphere. Terrestrial ecosystems assimilate CO2 in leaf chloroplasts by photosynthesis, but most of the assimilated carbon is released back into the atmosphere (mainly as CO2) through ecosystem respiration. Our ability to characterize the spatial and temporal variations of carbon uptakes by land surfaces remains largely uncertain, and hence our ability to anticipate possible evolutions of terrestrial ecosystem functioning under a changing climate.
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During the past decade, space-borne estimates of solar-induced chlorophyll fluorescence (SIF) have opened-up new prospects to improve our knowledge of the global carbon cycles. SIF is an electromagnetic signal emitted by the chlorophyll a of assimilating plants: part of the energy absorbed by chlorophyll a which is not used for photosynthesis emitted at longer wavelengths as a two-peak spectrum roughly covering the 650–850 nm spectral range. SIF responds instantaneously to perturbations in environmental conditions, which makes it a direct proxy for photosynthetic activity. However, SIF emission in only a slight fraction of the radiation at the top of the canopy, which is mostly made of reflected light.
Estimation of SIF from space-borne instruments is made possible by spectrometers initially dedicated to atmosphere characterization (green house gazes and trace gazes) because they provide the necessary spectral and radiometric sensitivity (e.g. GOSAT, OCO-2, GOME-2, SCIAMACHY).
Despite the great success of these satellites, the exploitation of SIF measurements for most applications is however limited by their coarse spatial resolution and low number of observations.
These limitations could be largely alleviated by the data provided by the TROPOMI instrument on-board Sentinel-5p: this instrument combines a high spatial resolution (3.5 km x 7 km at nadir), a large swath, and a daily revisit frequency, which enables a quasi-continuous sampling of the spatial and temporal variations of SIF at the global scale. The measurements also have a high signal-to-noise ratio and cover a large spectral range. These characteristics constitute a significant improvement in terms of accuracy and number of data available daily compared to those provided by previous missions.

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