Description du projet
Modélisation de la marée à haute résolution
Des modèles de marée globaux et régionaux à haute résolution pour améliorer la précision des hauteurs de mer mesurées par l’altimétrie spatiale.
La marée océanique est un processus dominant de la circulation océanique sur les plateaux continentaux et dans les zones côtières, qui se traduit sous la forme d’augmentations et de baisses du niveau de la mer pouvant atteindre quelques dizaines de centimètres à plusieurs mètres, une à deux fois par jour, suivant les régions. Les satellites altimétriques, qui mesurent la hauteur de la mer sur l’ensemble des océans du globe, repassent au même endroit au mieux tous les 10 jours (Topex/Poseidon – Jason-1/2/3).
La manière dont ils échantillonnent le signal de marée, dont la fréquence est bien plus élevée que leur fréquence de revisite, génère un effet dit d’aliasing, qui se traduit dans les mesures de hauteurs de mer par un signal parasite à des échelles temporelles de l’ordre de 60 jours voire semi-annuelle, suivant les satellites considérés. Ces signaux aliasés de marée correspondant à des échelles temporelles similaires à d’autres phénomènes de la circulation générale océanique (tourbillons, variabilité saisonnière des courants, etc…), il est important de les enlever le plus précisément possible. Pour cela, on utilise des atlas de marée issus de la modélisation numérique.
Depuis plus de dix ans, NOVELTIS développe des atlas de marée de haute précision pour le compte des Agences Spatiales Française (CNES) et Européenne (ESA).
Détails du projet
Catégories :
Mots clés :
Altimétrie satellitaire, Assimilation de données, Bathymétrie, Grille non-structurée, Marée océanique, Modélisation haute résolution
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Modélisation de la marée à haute résolution
Des modèles de marée globaux et régionaux à haute résolution pour améliorer la précision des hauteurs de mer mesurées par l’altimétrie spatiale.
Détails du projet
Catégories :
La marée océanique est un processus dominant de la circulation océanique sur les plateaux continentaux et dans les zones côtières, qui se traduit sous la forme d’augmentations et de baisses du niveau de la mer pouvant atteindre quelques dizaines de centimètres à plusieurs mètres, une à deux fois par jour, suivant les régions. Les satellites altimétriques, qui mesurent la hauteur de la mer sur l’ensemble des océans du globe, repassent au même endroit au mieux tous les 10 jours (Topex/Poseidon – Jason-1/2/3).
La manière dont ils échantillonnent le signal de marée, dont la fréquence est bien plus élevée que leur fréquence de revisite, génère un effet dit d’aliasing, qui se traduit dans les mesures de hauteurs de mer par un signal parasite à des échelles temporelles de l’ordre de 60 jours voire semi-annuelle, suivant les satellites considérés. Ces signaux aliasés de marée correspondant à des échelles temporelles similaires à d’autres phénomènes de la circulation générale océanique (tourbillons, variabilité saisonnière des courants, etc…), il est important de les enlever le plus précisément possible. Pour cela, on utilise des atlas de marée issus de la modélisation numérique.
Depuis plus de dix ans, NOVELTIS développe des atlas de marée de haute précision pour le compte des Agences Spatiales Française (CNES) et Européenne (ESA).
La marée océanique interagit fortement avec la topographie du fond des océans (la bathymétrie), surtout dans les zones de fortes pentes topographiques et dans les zones peu profondes. Les modèles de marée sont particulièrement sensibles à la précision de la bathymétrie sur les plateaux continentaux, où la marée présente les amplitudes les plus importantes et est généralement fortement non-linéaire.
Compte-tenu du niveau de précision et des résolutions spatiales attendus aujourd’hui, notamment en prévision de la mission altimétrique SWOT, améliorer la précision des atlas de marée dans les zones côtières passe à présent par une amélioration conjointe de la bathymétrie utilisée en entrée du modèle.
Moyens employés
Les atlas de marée développés par NOVELTIS sont générés par modélisation hydrodynamique des processus de marée barotrope, avec des maillages non structurés permettant d’augmenter la résolution dans les zones d’intérêt, comme les forts gradients topographiques et les eaux peu profondes.
- Bathymétrie mise à jour sur chaque zone d’intérêt, en intégrant et traitant les données disponibles les plus récentes.
- Simulations hydrodynamiques de marée systématiquement validées par comparaison à des observations in situ (marégraphes) et satellites (altimétrie), et évaluées par rapport aux modèles globaux et régionaux concurrents.
- Amélioration de la solution obtenue grâce à l’assimilation de données marégraphiques et altimétriques
- Atlas validé par rapport à un jeu de données indépendant
Régions traitées :
- L’océan Arctique (atlas Arctide2017),
- Le Nord Est Atlantique et la Baltique (atlas REGAT-NEAB-2019)
- La Méditerranée (atlas REGAT-MED-2019)
- En cours de développement :
- Australie (REGAT-Australia-2020),
- Océan Arctique (REGAT-Arctic-2020)
Résultats
Les atlas global FES2012 et FES2014 sont aujourd’hui des références mondiales en termes de modèle de marée. Ils sont utilisés de manière opérationnelle par les Agences Spatiales (CNES, ESA, NASA…) pour corriger les hauteurs de mer mesurées par les satellites altimétriques. Ses performances par rapport à des données indépendantes en font aujourd’hui les meilleurs atlas de marée disponible à l’échelle globale.
Les atlas régionaux Arctide2017 (Océan Arctique) et REGAT2019 (NEA, Méditerranée) développés par NOVELTIS présentent des améliorations significatives dans les zones côtières, par rapport au modèle FES2014.
Client / Partenaire(s)
