Correction des signaux hautes fréquences

Le signal hautes fréquences (forcages météorologiques, attraction gravitationnelle) est mal échantillonée par las mesures altimétriques (10 jours pour Jason-1, 35 jours pour Envisat). De ce fait le signal hautes fréquences est "aliasé" vers les basses fréquences (périodes supérieures à 20 jours pour Jason-1): cela a pour conséquence de contaminer les estimations de variabilité océanique.
Les corrections classiques de Baromètre Inverse (IB) ne prennent pas en compte les hautes fréquences et considère que la réponse de l'océan aux forçages de la pression atmosphérique est statique. De plus les effets du vent n'y sont pas pris en considération.

Plusieurs études ont souligné l'importance de la réponse dynamique de l'océan à la pression aux hautes fréquences (périodes < 3 jours) et aux hautes latitudes; elles ont montré également que les effets du vents sont significatifs sur des périodes de 10 jours (Fukumori et al. 1998; Ponte and Gaspar 1999; Mathers 2000; Fu 2003; Webb and de Cuevas 2002 2003). Il est donc important de corriger cette variabilité hautes fréquences avec une précision centimétrique.

Mog2D - réponse de l'océan global aux forçages météorologiques

Mog2D (Modèle aux Ondes de Gravité - 2 dimensions) est un modèle barotrope, non linéaire et dépendant du temps dérivé de from Linch and Gray (1979, Greenberg and Lyard, communication personnelle). Les équations le gouvernant sont les classiques équations "shallow water".

: RMS du champ de pression (mbars). (Crédits CLS/Legos).

: RMS du champ de vent (0.1 N/m²). (Crédits CLS/Legos).

: Variabilité de la réponse dynamique de l'océan (en cm), due à la pression seule.(Crédits CLS/Legos).

: Variabilité de la réponse dynamique de l'océan (en cm), due à la pression et aux vents, calculée par Mog2D. (Crédits CLS/Legos).

L'originalité de Mog2D est sa discrétisation en éléments finis qui permet d'améliorer la résolution à l'approche des régions particulières (zones de fort gradient topographique, océan peu profond). La largeur de grille va de 400 km jusque 20 km dans les régions côtières. La région couverte par la simulation Mog2D inclue la Mer Méditerrannée, la Baie d'Hudson, le Détroit de Bering, l'Océan Arctique, les Mers de Wedell et de Ross.
Le modèle est forcé par les champs de vent et de pression à l'altitude de 10 mètres (source ECMWF), avec une résolution temporelle de 6 heures et un échantillonnage spatial de 0.25°. Depuis 2002, le forçage des vents est alimenté par ECMWF sur les grilles gaussiennes d'origine (grille N256); les champs de pression n'ont pas évolué.

La Correction Atmospherique Dynamique: une nouvelle correction Hautes Fréquences combinant MOG2D (HF) et Baromètre Inverse (BF)

: Réduction de la variance, en cm, obtenue en utilisant la correction Mog2D au lieu de la correction de baromètre inverse, pour les points de croisement T/P (2001). (Crédits CLS/Legos).

Des études ont montré l'efficacité d'une correction combinant les hautes fréquences issues du modèle MOG2D avec les basses fréquences issues d'un modèle de baromètre inverse (SWT, New Orleans, 2002)

Aujourd'hui la chaîne Ssalto produit ce type de correction atmosphériques dynamiques (DAC) dans un contexte opérationel (GDR Jason-1)

La figure ci-après souligne l'influence de la correction DAC par rapport à la correction de baromètre inverse, sur une année de données Topex/Poseidon.

En savoir plus: références bibliographiques