2004/10/12 NOV-5034-SL-011 1

Toulouse, 12 octobre 2004

Activités de NOVELTIS

Altimétrie & Océanographie

NOVELTIS: E. Jeansou / G. Jan

CALibration/VALidation JASON-1

Campagnes de mesures

Projet ALBICOCCA

TOSCA

LEGOS: Y. Ménard / R. Morrow

2004/10/12 NOV- 5034-SL-11 2

Calibration et Validation du Radar Altimètre de JASON-1

Partenaires : CNES, Observatoire Côte d’Azur (OCA), POC, JPL, Météo-France.

Objectif : Estimer le biais absolu de l’altimètre de Jason-1. Précision de la mesure [1cm]. Méthode in-situ indépendante de l’altimétrie / à la globale.

Points clés : Traitements spécifiques des données

altimétriques pour calculer les hauteurs de mer (SSH) / Amélioration des corrections

Surface moyenne : lien hauturier - côtier Validité et pérennité des mesures in-situ

(marégraphes, station météo) Calibration locale vers la calibration régionale Modèles d’océan et d’atmosphère

Projet : CNES / NASA

2004/10/12 NOV- 5034-SL-11 3

Hauteur de mer reconstruite

Traitements spécifiques des mesures satellite pour calculer les hauteurs de mer absolues (SSH)

Fig.4 : sea level from the altimeter mean ground track, and the filtered 1/20 sec. Jason-1 data

Corse

Production de hauteurs de mer (SSH) le long des traces

SLA extrait stage J. Bouffard (2004)

Par rapport aux produits AVISO standards : Utilisation des données haute fréquence (ex à 20Hz)

Profil de SSH calculé : Données filtrées

Données GDR scrutées (flag inadéquat)

Amélioration des corrections sur les mesures altimétriques :

Corrections haute fréquence plus précises

Surface moyenne précise près des sites de calibration

Meilleur contrôle des anomalies de mesures (correction Wet tropo, OCA)

2004/10/12 NOV- 5034-SL-11 4

Méthode de rattachement à la côte des mesures au large via une surface moyenne obtenue par des mesures GPS

Surface moyenne

Carte de surface moyenne sous Jason-1, à la pointe de Senetosa (Bonnefond et al. 2000)

Signal de marée retiré à partir d’enregistrements marégraphes

Amélioration du traitement pour tenir compte des effets différentiels de la dynamique de l’océan : utilisation du modèle barotrope Mog2d (F.Lyard, LEGOS, POC, Toulouse)

Méthode catamaran GPS appliquée à :

Senetosa (2000), Ibiza (2003, J.J Martinez), Capraia (2004, F.Lyard POC Toulouse, A.Capra (Univ.té Bolognia) ,Wusi (bouée GPS, 2003, S.Calmant IRD, V.Ballu IPGP)

2004/10/12 NOV- 5034-SL-11 6

Vers la calibration régionale : méthode des traces moyennes

Objectifs majeurs Calibration in-situ régionale et multi-missionsEstimer le potentiel des modèles numériques d’océan dans la correction SSH pour la calibration altimètre.

Effet différentiel de la dynamique de l’océan : via le modèle Mog2D (F.Lyard, LEGOS Toulouse) forçé par le vent et la pression atmosphérique (Météo-France)

Rapport de stage de Mathilde Faillot (ENSIETA 2003)

C

246 GFO

160 GFO

B

A

2004/10/12 NOV- 5034-SL-11 7

Correction Haute fréquence par le modèle Mog2d

Calibration zone

Elévations validées par marégraphes et données altimétriques (F.Lyard, L.Roblou, POC Toulouse)

Le modèle Mog2d (F.Lyard, POC Toulouse) est exploité par NOVELTIS dans le cadre des activités de calibration et validation de Jason-1 :

1.Elimination du signal haute fréquence dans les mesures altimétriques et marégraphes

2.Validation et fourniture des champs météo pour forcer le modèle (Aladin, Arpège, ECMWF (Météo-France)) =>NOVELTIS fait l’interface pour les champs météo

CALIBRATION ABSOLUE JASON-1

Cadre de l’étude pour NOVELTIS

2004/10/12 NOV- 5034-SL-11 9

11,34 11,85 11,65 11,75

2,002,14 1,82 2,01

85 85-222 222-85 009-222

Satellite Passes

Standard deviation (cm)

Mean Ssh Bias (cm)

BIAIS SSH

200 km entre trace distante et le site de Senetosa

+ profil moyen SSH (10 ans T/P)

+ surface par catamaran GPS

Applications GFO, TOPEX-POSEIDON, JASON-1

2004/10/12 NOV- 5034-SL-11 10

Réseau de mesures in-situ

Organisation de la maintenance du site de calibration du CNES (Cap de Senetosa, Corse) : 4 marégraphes, 1 station météo.

Planification de campagnes de nivellement/rattachement Travaux coordonnés avec les projets ALBICOCCA et High

standard tide gauge network (au total 9 marégraphes gérés) Etude sur l’aliasing de la houle

3 sites ,

9 tide gauges

1 station météo

Sea Surf. height

Validation

Tide gage

N sites

Calibration

Spare

GPS buoy

20031 new TG

Control

GPS

Geodetic control

Control GPS catamaran

AltimeterFTLRS (Ajaccio)

Mog2d model

ocean dyn. correction

Ocean dyn. correction

Mean sea level slope

Ssh applications

Aéroports

modèles

1 Meteo station

2004/10/12 NOV- 5034-SL-11 12

Rappel des projets

•SSH précises

•Biais associés

•Calibration régionale

•Multi- satellites

•Modélisation océan

•altimétrie côtière

CNES,OCA, JPL, LEGOS

LEGOS POC, Univ.té Bologne, OCA

IRD, OCA, LEGOS, CTOH

Ecole Polytechnique Catalogne, CNES, OCA, LEGOS, Puertos del Estados

CalVAl Jason-1 (CNES, NASA)

ALBICOCCA (Fr, It)

TOSCA (CNES, NASA)

IBIZA (Fr, Esp)

GDRG2

OCA, IRD, SONEL

2004/10/12 NOV- 5034-SL-11 14

Projet ALBICOCCA

Altimeter-Based Investigations in Corsica, Capraia and Contiguous Areas

Partenaires :LEGOS: validation données marégraphes, Mog2dOCA : calcul d’orbite, campagnes nivellement/rattachementENEA, CNR, Univ.té de Bologne (Italie)Objectif :

Améliorer les données altimétriques en zone côtière. Combiner Jason-1, Topex-Poseidon, GFO, ENVISAT. Observation de la circulation régionale : préparer les données altimètriques pour les régions côtières

Points clés :Modèles numériques de la dynamique de l’océan.Réseau de marégraphes non dédiés : application à la calibration.Données multi satellites.

2004/10/12 NOV- 5034-SL-11 15

ALBICOCCA

Cadre de l’étude pour NOVELTIS

Préparation / Suivi des sites de calibration Analyse des données marégraphes Exploitation des données pour la CalVal Préparation et participation aux campagnes de mesures Validation des mesures altimètre à l’échelle régionale :

méthode in-situ basée sur un réseau de marégraphes, modèle d’océan (LEGOS), surface de référence, mesures géodésiques, orbites (OCA).

P. Bonnefond, OCA

2004/10/12 NOV- 5034-SL-11 16

161718192021222324252627282930

313233343536

56789101112131415161718192021222324252627

Capraia Island

MBPR

0 5 10

km

Topex-Poseidon / JASON-1 enhanced reference tracks + tide gauges tandem configuration

ALBICOCCA

L. Roblou et F. Lyard, POC Toulouse

2004/10/12 NOV- 5034-SL-11 18

Projet : IBIZA Programme National de l’Espace (Espagne)

Partenaires : Univ.té Ploytechnique Catalogne (PI), Puertos del Estados, CNES, OCA, LEGOS

Points clés : Préparation de la campagne

Réutilisation du modèle catamaran GPS conçu pour Senetosa

Exploitation des données

Surface moyenne par catamaran GPS

Cadre de l’étude pour NOVELTIS

2004/10/12 NOV- 5034-SL-11 19

Partenaires : CNES, IRD (PI L.Testut), LEGOS, OCA

Objectif : Mettre à disposition un réseau marégraphes de précision pour les études scientifiques

Etude des paramètres d’environnement des sites proposés

pour mieux connaître et donc mieux estimer les erreurs géophysiques contenues dans le biais de hauteur de mer altimètre

Consolidation du biais de hauteur de mer et bilan d’erreur

Production de biais de hauteur de mer (chaîne de calcul ALCIOM développée par NOVELTIS (CalVal Jason-1) + bilan d’erreur /satellite /site

Calibration des satellites et synthèse Expérience tandem entre altimètres + bilan d’erreurs. En

particulier : impact des erreurs géographiquement corrélées

High Standard Tide Gauge Network for Scientific Studies

Pour cette tâche, les phases de travaux pour chaque satellite sont :

PROJET CNES/ NASA (OSTM / JASON-2)T

OS

CA

(1)

2004/10/12 NOV- 5034-SL-11 20

TOSCA

Océans

Atlantique

Pacifique

Austral

Mer Méditerranée

Points clés :Extension de la méthode régionale à l’échelle globale

Stabilité des mesures in-situ sur le long terme

Programme ALBICOCCA

Projet High Standard Network

Programme CalVal JASON-1

2004/10/12 NOV- 5034-SL-11 21

Partenaires : OCA (PI: P. Bonnefond), POC+CTOH, JPL Cadre du projet :

Variations du niveau moyen de la mer

Objectifs : Mieux contraindre les relations entre biais SSH et les satellites

Analyse des erreurs de mesures (orbites, marégraphes)

Recomposition des traces moyennes along & across track (avec le CTOH, R. Morrow)

Ajout de la dynamique de l’océan

Points clés : Orbite : Mesures et leurs calibrations (OCA) Développement d’autres sites de calibration

(impact des erreurs géographiquement corrélées)

On the way to link multi-missions altimétric time series

TO

SC

A (

2)PROJET CNES/ NASA (OSTM / JASON-2)

2004/10/12 NOV- 5034-SL-11 22

Commision GDRG2

Partenaires : CERGA, LEGOS, IPGP, réseau SONEL Objectif :

Organiser une campagne de nivellement et rattachement de 5 marégraphes en place sélectionnés pour Cross-calibration multi satellites.

Niveler et rattacher géodésiquement les marégraphes

Mettre à disposition par l’intermédiaire du réseau SONEL

Répéter les observations sur le long terme.

Points clés : Groupement de Recherche en géophysique et géodésie Nivellement /rattachement GPS de marégraphes Apport dans le calcul de haute précision des variations

du niveau de la mer (lien vers CALVAL et TOSCA)

Projet de nivellement /rattachement GPS de marégraphes

2004/10/12 NOV- 5034-SL-11 23

Echanges

2003 : Via le stage CNES de Mathilde Faillot : Etalonnage de données altimétriques sur site non dédié (article Marine Géodesy en cours) -> CTOH

2004 : Stage CNES-LEGOS de Jérôme Bouffard : Caractérisation de la variabilité temporelle du courant Liguro Provençal par l’altimétrie -> Thèse LEGOS

2004/10/12 NOV- 5034-SL-11 24

Albicocca communications

1.Lyard F., Roblou L, Mangiarotti L. Simulation of the Mediterranean HF ocean response to the meteorological forcing over the T/P period. Applications to the alias reduction problem. Poster session Scientific meeting on Jason-1/ T/P, Biarritz 2002

2. Jan G., Lyard F., Jeansou E., Roblou L. ALBICOCCA-ALtimeter-Based Investigations in COrsica, Capraia and Contiguous Areas. A preliminary study., meeting New Orleans , référence NOV-3115-SL-1333, working Team 2002-october.

3. Jan G., M. Faillot, Y. Menard, F. Lyard, E. Jeansou. ALCIOM : Altimetry Calibration with In-situ Ocean Measurements Extension to non dedicated « CalVal » sites. Arles SWT 2003.

GPS

1.Bonnefond P., Exertier P., Laurain O., Ménard Y., Orsoni A., Jan G., Jeansou E. Absolute calibration of Jason-1 and TOPEX/Poseidon in Corsica.Marine Geodesy, 26, N°3-4, 261-284., 2003

2.Bonnefond P, Exertier P. Laurain O., Ménard Y., Jeansou E., Orsoni A., Haines B.J., Kubitschek D.G. and Born G., Leveling Sea Surface using a GPS-Catamaran, Marine Geodesy, 26, N°3-4, 319-335, 2003

3.Bonnefond P., Haines B. and Nerem S. Jason-1 SWT, Arles, Nov 2003. Report on “Local to global CalVal experiments” splinter

In-situ CalVal biblio

1. J.Bouffard. Rapport de fin d’étude ESIM, DEA Marseille 2004. Caractérisation de la variabilité temporelle du courant Liguro Provençal par l’altimétrie

2. Faillot, M., Etalonnage de données altimétriques sur site non dédié, rapport de projet de fin d’études, 2003.

3. Gwenaële Jan, Yves Ménard, Mathilde Faillot, Florent Lyard, Eric Jeansou, Pascal Bonnefond. Off-shore absolute calibration of sea level altimetric data, reviewed Marine Geodesy VOL3.

4. Ménard. Y., Jeansou. E, Vincent P., Calibration of the Topex-Poseidon altimeters at Lampedusa:Additional results at Harvest. Journ.of Geophys Research, Vol.99, N°C12,pp 24,487-24,504, 1994

Communications et articles

2004/10/12 NOV-5034-SL-011 25

Toulouse, 12 octobre 2004

Activités de NOVELTIS

2004/10/12 NOV- 5034-SL-11 26

Partenariats

Mediterranean subset of the LEGOS sea level dataset – TG locations

2004/10/12 NOV- 5034-SL-11 27