Introduction

Jason-2 et l’altimétrie satellitaire – Vue d’ensemble

Les altimètres radar embarqués sur des satellites tels que Jason 2 nous aident à percer peu à peu les secrets des océans.

Les données de ces instruments permettent déterminer la hauteur et d’autres caractéristiques de la surface de la mer. Elles contribuent ainsi à la compréhension, à une échelle mondiale, des structures et des processus océaniques sous-jacents, sur toute la profondeur, de la surface au plancher océanique.

Avant l’utilisation de l’altimétrie satellitaire, notre connaissance de l’océan était fondée essentiellement sur les données de bouées, de navires et de marégraphes – dont la répartition était limitée à certaines parties du globe. Notre compréhension de l’océan était alors assez superficielle – on le croyait stable et immuable.

Mais nos connaissances se sont approfondies. Nous savons aujourd’hui que l’océan est un grand réservoir, échangeant en permanence de la chaleur, de l’humidité et du moment cinétique avec l’atmosphère. L’océan commande les régimes météorologiques et climatiques et il gouverne des changements climatiques lents et à peine perceptibles, en réchauffant ou refroidissant l’air, en l’humidifiant ou l’asséchant, et en modifiant la vitesse et la direction du vent.

Les relevés prolongés de mesures altimétriques dont nous disposons maintenant, nous aident aussi à mieux comprendre la dynamique de l’océan, à toutes ses échelles spatiales et temporelles.

Utilisation des données altimétriques

Voici quelques exemples de ce que les données altimétriques ont permis aux scientifiques d’accomplir :

• mesurer la hauteur de la surface de la mer – un paramètre fondamental pour surveiller l’élévation du niveau de la mer et le changement climatique mondial ;

• déterminer, à quelques centimètres près, la topographie de la surface des océans de la planète – une mesure importante pour décrire avec précision les variations saisonnières et interannuelles du climat, etc. ;

• améliorer notre compréhension des ouragans et leur modélisation ;

• cartographier les répartitions saisonnière et spatiale de la hauteur des vagues et de la vitesse du vent – des informations essentielles pour les communautés côtières et les activités en mer ;
  

• aider à la détection précoce, à l’analyse et à la surveillance de phénomènes climatiques, tels que l’oscillation australe El Niño (ou ENSO) ;
  

• élaborer des ensembles plus vastes de données et de moyens, utilisés pour surveiller les calottes glacières, les glaciers et les glaces de mer – en améliorant la précision des mesures ;

• améliorer les prévisions à moyenne et à longue échéances, grâce à une meilleure compréhension du couplage océan-atmosphère.
  

Techniques de base

Mais quel est le principe de l’altimétrie satellitaire ?

Les satellites altimétriques déterminent la hauteur de la surface de l’océan par rapport à une référence, telle que le niveau moyen de la mer mondial (appelé « géoïde »). Leurs altimètres font des mesures très précises de la topographie de la surface – permettant de calculer la vitesse et la direction des courants et des tourbillons océaniques, et d’observer les marées et d’autres entités océaniques.

Un satellite altimétrique détermine sa distance de la surface de la mer en émettant des impulsions radar qui s’y réfléchissent et dont il mesure la durée du trajet aller-retour.

L’amplitude et le profil (ou forme d’onde) des échos radar donnent des informations supplémentaires sur les caractéristiques de la surface. Par exemple, les échos radar renvoyés par l’océan permettent d’analyser la hauteur des vagues, d’obtenir des informations sur leur période et d’analyser les glaces de mer.

Sur les terres émergées, ces échos aident à déterminer les caractéristiques de types de surface tels que les systèmes fluviaux complexes, les lacs, les glaciers et les calottes glaciaires.

Les principaux composants d’un système altimétrique satellitaire sont les suivants :

• l’altimètre radar et son antenne, qui mesurent la hauteur de surface de la mer ;
• le radiomètre, qui mesure les perturbations de l’atmosphère ;
• les systèmes d’orbitographie précise.

Les systèmes d’orbitographie précise permettent de déterminer avec précision la position du satellite sur son orbite. Essentiels pour obtenir des mesures précises de la hauteur de la surface de la mer, ils ont joué un rôle clé dans les récentes améliorations des missions altimétriques.

Compléments sur l’altimétrie satellitaire
Les altimètres radar émettent des impulsions hyperfréquence – plus de 1 700 par seconde – vers la Terre et reçoivent leurs échos renvoyés par la surface.

La distance entre le satellite et la surface de l’océan est calculée à partir de la durée précise d’aller-retour de l’impulsion entre l’instrument et la surface. La moyenne des nombreuses estimations effectuées chaque seconde donne une mesure très exacte de cette distance. Des caractéristiques atmosphériques telles que la teneur en vapeur d’eau peuvent affecter la vitesse des signaux – d’où la nécessité d’une correction, après laquelle la valeur finale de la distance peut normalement être établie à 2 cm près. 

Pour établir une hauteur significative de la surface de la mer, cette distance est soustraite de la position orbitale du satellite par rapport à une surface de référence arbitraire, appelée ellipsoïde de référence (une approximation de la surface de la Terre, ayant la forme d’une sphère aplatie aux pôles). 

L’orbitographie précise utilise principalement les informations de poursuite du satellite. Pour Jason 2, les technologies mise en œuvre comprennent les récepteurs radio du système sol DORIS, des stations de télémétrie laser et un récepteur GPS embarqué. Les informations de poursuite sont exploitées en utilisant des modèles des forces déterminant le mouvement du satellite.

La mission de topographie de la surface de l’océan et Jason 2

Jason 2, lancé en 2008, est la première composante spatiale de la mission de topographie de la surface de l’océan (OSTM) – un programme commun des États-Unis et de l’Europe, visant à faire passer au stade opérationnel les études océanographiques de la hauteur de la surface de la mer, aux fins de prévision climatique et pour diverses applications opérationnelles. La durée prévue de la mission OSTM est de 20 ans. Jason 2 devrait assurer son service pendant 5 ans.

Les objectifs scientifiques d’OSTM-Jason-2 sont les suivants :

• Eallonger de 2 décennies la durée de la série chronologique de mesures de la topographie de la surface de l’océan, commencées en 1992 avec le satellite TOPEX-Poséidon et continuées en 2001 avec le satellite Jason 1 ;
• surveiller la variation du niveau moyen de la mer mondial et de sa relation avec le changement climatique mondial ;
• déterminer la circulation océanique générale et comprendre son rôle dans le climat de la Terre ;
• étudier les variations de la circulation océanique à des échelles de temps allant de la saison, à l’année et à la décennie, ainsi que leur effet sur le changement climatique ;
• contribuer à l’estimation du transport de chaleur, de masse d’eau, d’éléments nutritifs et de sel, par l’océan, et améliorer cette estimation ;
• fournir des estimations de la hauteur significative de vague, ainsi que des vitesses du vent sur l’océan ;
• contribuer à l’amélioration des prévisions à courte et à moyenne échéance ;
• améliorer notre connaissance sur les marées océaniques et élaborer des modèles de marées de pleine mer.

Les organismes participant à la mission OSTM comprennent :

• le Centre national d’études spatiales (CNES). Responsable de l’intégration de l’ensemble du système, le CNES a fourni deux instruments et la plate-forme banalisée Proteus. Il a assuré le lancement du satellite avec la NASA ;
• l’Administration aéronautique et spatiale nationale (NASA) des États-Unis – qui a fourni trois instruments, le lanceur, et a assuré le lancement du satellite avec le CNES ;
• l’Administration océanique et atmosphérique nationale (NOAA) des États-Unis et l’Organisation Européenne pour l’exploitation des satellites météorologiques (EUMETSAT) – qui traitent et archivent les données, et diffusent les produits en léger différé aux milieux scientifiques internationaux.

Saviez-vous que cette série de satellites porte le nom du héro de la mythologie grecque, Jason, qui, avec son équipage d’héroïques argonautes, fut le premier à naviguer sur une nef à voiles, l’Argo, pour conquérir la toison d’or ?

Compléments sur Jason-2

Jason 2 gravite en orbite basse, à une altitude de 1 336 kms. Il assure une couverture de la planète entre les latitudes 66° nord et 66° sud, avec une période d’observation de 10 jours. Il cartographie donc 95 % des océans libres de glace du monde tous les dix jours. La précision sur la hauteur de la surface de la mer est actuellement de 3,4 cm – une précision de 2,5 cm étant prévue.

Ses principaux instruments sont :

• l’altimètre bifréquence Poséidon 3 et son antenne – utilisés pour mesurer la hauteur de la surface de la mer, la vitesse du vent et la hauteur significative des vagues. Instrument principal de Jason 2, il a été fourni par le CNES ;
• le radiomètre hyperfréquence avancé (AMR) – qui mesure les perturbations de l’atmosphère dues à la vapeur d’eau ; il a été réalisé au Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA ;
• trois systèmes utilisés pour l’orbitographie précise :
  • l’ensemble intégré d’orbitographie Doppler et de radiopositionnement (DORIS, réalisé par le CNES) ;
  • le rideau de rétroréflecteurs laser (LRA, fourni par la NASA) ;
  • la charge utile du système de détermination mondiale de position (GPSP), conçu par le JPL.

Structure du module

La suite de ce module présente des éléments plus détaillés sur l’altimétrie satellitaire et sur Jason 2. Les sections 2, 3 et 4, qui forment un tout, traitent des contributions de l’altimétrie satellitaire aux principaux domaines ayant trait aux océans, selon trois points de vue :

• Point de vue historique – La section 2 retrace les découvertes et les progrès rendus possibles par les données altimétriques, au cours de ces dernières décennies.
• Point de vue scientifique – La section 3 décrit la contribution des données altimétriques au développement de nos connaissances en océanographie, qui porte sur la mesure systématique des mers, des océans et de l'atmosphère aux fins d'établissement et d'interprétation de longues séries temporelles, et d'élaboration de prévisions; la météorologie marine, qui étudie la physique de l'atmosphère océanique et les phénomènes atmosphériques au-dessus des océans, leur impact sur les eaux profondes et peu profondes et l'influence des interactions océans/atmosphère sur des processus tels que les convections; les géosciences marines, qui regroupent géologie, géographie, géophysique et géodésie – étudient les propriétés physiques, la composition et la dynamique de la Terre; la cryosphère, qui traite toutes les zones où l'eau se présente à l'état solide (mers intérieures, lacs, rivières, glaciers, banquises, inlandsis et les sols gelés; et l'hydrologie, qui étudie la répartition, le cycle et les caractéristiques de l'eau sur toute la planète Terre.
• Point de vue pratique – La section 4 décrit les applications pratiques des données altimétriques en géosciences marines, en météorologie maritime, en glaciologie, en l’hydrologie et en l’océanographie.

L’étude de ces trois sections vous permettra d’acquérir une vision bien équilibrée des apports de l’altimétrie satellitaire aux principaux domaines ayant trait aux océans.

Si vous vous intéressez seulement à des domaines spécifiques, n’hésitez pas à y concentrer votre étude. Laissez les autres. (Toutefois, ne prenez pas cette liberté, si vous avez l’intention de vérifier vos connaissances en utilisant le questionnaire du module).

Enfin, la section 5 décrit les produits et les services de Jason 2.

Objectifs du module et publics auxquels il s’adresse

Vers la fin du module, vous devrez être capable :

• d’expliquer le principe de l’altimétrie radar et comment les instruments altimétriques mesurent la hauteur de la surface de la mer ;
• de décrire les applications pratiques des données altimétriques dans les divers domaines ayant trait aux océans ;
• décrire les types de produits générés à partir des données altimétriques, dont disposent des utilisateurs.

Ce module est destiné à des groupes très divers, notamment :

• les utilisateurs de produits altimétriques ;
• tous ceux qui désirent comprendre comment l’altimétrie satellitaire est utilisée pour décrire et explorer l’océan, ainsi que ses liens avec la climatologie et l’étude des changements climatiques ;
• les personnes participant à des activités politiques ou de recherche, ayant besoin d’une introduction à l’altimétrie satellitaire et au programme OTSM.

Des connaissances de base en océanographie, en sciences de l’atmosphère et/ou en sciences de la Terre sont utiles, bien que non exigées.

A propos du narrateur : Je m’appelle François Parisot. Pendant une vingtaine d’années, j’ai participé à l’élaboration de nombreuses missions satellitaires. En 1983, je suis entré au CNES, l’Agence spatiale française, où j’ai été nommé, en 1997, Chef du Département « TOPEX-Poséidon et Jason ». À ce titre, j’ai été responsable de la mission et du satellite Jason 1, jusqu’à son lancement en 2001. Depuis 2003, je travaille à EUMETSAT, où je suis chargé des produits et des services de Jason 2 – et donc de la contribution de cet organisme à la mise en place et à l’exploitation de la mission de topographie de la surface des océans OSTM-Jason 2, ainsi que des interactions avec les partenaires de ce programme.

 

 

Point de vue historique

Rétrospective

Prenez quelques instants, pour vous interroger sur ce qui suit. Quand pensez-vous que les découvertes et les avancés suivants ont été faites ? Quel a été leur apport ? Quelles découvertes ultérieures ont-elles rendues possibles ?

• Première cartographie des principaux courants de l’océan Atlantique…
• Commencement de l’utilisation des technologies spatiales pour des objectifs scientifiques…
• Confirmation de la théorie de la tectonique de plaque, par la détermination des caractéristiques tectoniques à grande échelle du plancher océanique…
• Découverte de la dorsale médioatlantique et la fosse des Mariannes…
• Première description de la circulation océanique à grande échelle…
• Découverte de la quasi-omniprésence de circulations océaniques mésoéchelles, ainsi que de tourbillons…
• Découverte de la hausse annuelle du niveau moyen mondial de la mer et début de son suivi…

Chronologie

Chronologie – Introduction

La suite de cette section est une chronologie, présentant les progrès accomplis en océanographie et dans les domaines connexes – dont beaucoup ont été rendus possibles par l’altimétrie satellitaire. Vous verrez comment une technologie ayant au début des objectifs limités, a révolutionné un grand nombre de disciplines scientifiques et a conduit à une prolifération d’applications pratiques. Au fil de cette histoire, vous remarquerez comment l’affinage de la précision des mesures altimétriques a permis la découverte et la surveillance de phénomènes de toutes échelles – de la plus petite à la plus grande – et comment des relevés de données sur de plus longues périodes nous ont permis de découvrir, de surveiller et de mieux comprendre les phénomènes de longue durée.

1770

Première carte du Gulf Stream de l’océan Atlantique, dressée par Benjamin Franklin. Il a d’abord collecté des informations auprès de pêcheurs et de capitaines de navires, puis il a établi des relevés de données de vent et de température lors de sa traversée de l’Atlantique. Par la suite, il a été conseillé aux capitaines de navire de suivre le Gulf Stream pour économiser temps et argent.

De 1872 à 1875

Au cours de cette période, l’océanographie a commencé à être considérée comme une discipline scientifique.

L’expédition de la corvette britannique Challenger HMS fut la première grande campagne océanographique mondiale – avec, à son actif, de nombreuses découvertes, concernant notamment :

• les courants et les températures des océans ;
• les caractéristiques à grande échelle du plancher océanique, dont la dorsale médioatlantique et la fosse des Mariannes ;
• des milliers de nouvelles espèces de forme de vie océanique.

1957

L’Année Géophysique Internationale de 1957 a marqué le début des sciences spatiales. Les fusées, satellites artificiels et autres technologies mises au point pendant et après la Seconde Guerre mondiale, ont alors permis d’importantes découvertes en océanographie, en météorologie et dans de nombreuses autres disciplines.

De 1969 à 1978

On considère que l’ère altimétrique a commencé en 1969, avec l’examen de la possibilité d’une océanographie spatiale utilisant des observations radar – ce qui a conduit à la réalisation et au lancement des premiers satellites altimétriques. Nous avons alors été capables :

• de démontrer que nous pourrions déterminer les caractéristiques de la surface de l’océan dues aux variations de la gravité, elles-mêmes liées à la topographie du plancher océanique ;

• d’établir la circulation océanique et les courants de surface ;
• de produire les premières observations de la topographie océanique mondiale et des hauteurs des vagues – qui nous ont renseignés sur les connexions entre l’océan et l’atmosphère qui gouvernent les climats de la Terre ;

• de dresser les premières cartes du plancher océanique et du champ gravifique de la Terre, qui ont révélé des caractéristiques tectoniques à grande échelle du plancher océanique – ce qui a permis de confirmer la théorie de la tectonique des plaques proposée au cours de la première moitié du 20^ème siècle pour décrire les mouvements des continents ;

• de découvrir des montagnes, des volcans et des chaînes de montagnes sous-marins ;
• de démontrer que l’altimétrie peut être utilisée pour étudier des variations mésoéchelles de la circulation océanique liées aux courants et aux tourbillons.

De 1985 à 1989

Au cours de cette période, la précision des observations altimétriques a permis les premières observations détaillées de la variabilité mésoéchelle de l’océan – ce qui a conduit à l’étude des courants géostrophiques de surface et des courants jets au sein du Gulf Stream, du courant de Kuroshio et du courant circumpolaire antarctique.

Il a été possible de cartographier le plancher océanique – ce qui a permis de découvrir plusieurs structures géologiques de fine échelle, liées à la tectonique des plaques, aux zones de fracture, aux dorsales, ainsi qu’aux montagnes et aux vallées sous-marines.

Cette figure montre de la topographie du plancher océanique prévue dans les océans austraux – sa meilleure estimation à cette époque.  

De 1991 à 1996

Au cours de cette période, la précision des observations altimétriques a été affinée, en descendant au centimètre.

La première cartographie du champ gravifique bidimensionnel à résolution fine (20 kms) a permis d’améliorer :

• les cartes bathymétriques (cartes topographiques du plancher océanique) ;
• la description du géoïde ;
• les modèles d’orbite des satellites – procurant ainsi des améliorations des mesures altimétriques de la hauteur de la surface de la mer.

Les données à fine échelle ont également permis de mieux comprendre de la structure du plancher océanique et des plaques tectoniques, et d’y découvrir de nouveaux objets géologiques.

Pour la première fois, nous avons observé et suivi toute l’évolution d’un épisode El Niño (de mai 1991 à juin 1993) – ce qui a amélioré notre compréhension de l’évolution des oscillations atmosphériques et océaniques à grande échelle.

Enfin, la topographie mondiale de la surface de l’océan a été cartographiée avec une précision suffisante pour décrire et étudier la circulation océanique à grande échelle.

De 1996 à 2006

Cette période a vu la croissance explosive des études océanographiques et climatologiques, rendues possibles par des relevés sur de plus longues périodes, de mesures plus précises relatives à la surface de la mer, faites par les satellites altimétriques.

La présence simultanée en orbite de plusieurs satellites altimétriques, a permis d’améliorer encore la couverture spatiale et temporelle ainsi que la résolution – et donc la détermination des caractéristiques mésoéchelles. En particulier :

• Les premières observations très précises des cycles saisonniers permettent de tester des modèles de circulation océanique. Les données altimétriques révolutionnent la modélisation océanique, permettant ainsi de meilleures prévisions océaniques et climatiques.

• Découverte de la quasi omniprésence de tourbillons dans l’océan.
• Les altimètres satellitaires permettent de commencer à mesurer le niveau de la mer à l’échelle du globe, avec une précision sans précédent.

• Une meilleure compréhension de la variabilité inter-saisonnière et multi-décadaire, ainsi que des oscillations climatiques, permet des améliorations des modèles de prévision climatique.
• Confirmation de la présence d’ondes océaniques planétaires (ondes de Rossby et de Kelvin). Ayant de quelques centaines à plusieurs milliers de kilomètres de longueur et juste quelques centimètres d’amplitude, ces ondes ont des effets importants sur la circulation océanique à grande échelle, ainsi qu’une incidence sur le temps et sur le climat.

• Découverte du fait que les ondes océaniques profondes se propagent deux fois plus vite que supposé auparavant – et que l’océan répond donc beaucoup plus rapidement qu’on ne le croyait, aux changements climatiques.

• Découverte dans la Méditerranée, de saisons océaniques (changements saisonniers de la hauteur du niveau de la mer, provoqués par une variation de son enthalpie et des vents dominants).

• Reconnaissance de l’importance de l’utilisation d’un ensemble de données fournies par plusieurs altimètres – ce qui améliore, par exemple, la représentation des circulations mésoéchelles de surface et l’estimation de l’énergie de turbulence mondiale, avec des conséquences importantes quant au brassage des eaux, aux circulations et aux courants à grande échelle, ainsi qu’au climat.

• Découverte que l’épisode El Niño 1997-1998 aurait pu être un facteur important de l’élévation temporaire du niveau moyen mondial de la mer, d’environ 10 mm.
  

• Enfin, la combinaison de mesures altimétriques et de données de sources in-situ a aidé à prévoir le début d’événements climatiques, tels que l’épisode El Niño-La Niña de 2006-2008, ainsi que les modifications correspondantes des régimes de temps et de précipitations à l’échelle du globe.
  

Depuis 2008

Le projet OSTM-Jason-2 a démarré en 2008 avec le lancement de Jason-2. Ses objectifs sont notamment :

• d’améliorer notre compréhension de la variation du niveau moyen mondial de la mer et de ses relations avec le changement climatique mondial ;
• de mieux comprendre la dynamique de la circulation générale océanique à toutes les échelles temporelles et spatiales, y compris la dynamique saisonnière et les tourbillons ;
• de mieux comprendre les variations de la circulation océanique, à des échelles de temps allant d’annuelles, à saisonnières et décadaires, et de comprendre comment ces variations affectent le changement climatique ;
• de contribuer à notre capacité de calcul du transport de chaleur, de masse d’eau, d’éléments nutritifs et de sel par l’océan, et d’améliorer cette capacité ;
• de fournir des estimations de la hauteur significative des vagues et des vitesses du vent sur l’océan ;
• d’aider à améliorer les prévisions météorologiques à des échéances de courtes à moyennes ;
• d’améliorer notre connaissance des marées océaniques et d’élaborer des modèles des marées de pleine mer.

Point de vue scientifique

Introduction

Cette section traite des découvertes récentes, rendues possibles grâce aux données altimétriques, dans les principales disciplines ayant trait aux océans.

Océanographie

Dynamique mésoéchelle

Les découvertes les plus marquantes relatives aux tourbillons océaniques et à leur transport de chaleur, d’énergie, de sel, de carbone et d’éléments nutritifs ont été faites dans des régions situées à des latitudes moyennes à élevées.

Des relevés décadaires de données échantillonnées dans l’espace, ont permis de consigner les causes et d’analyser les mécanismes de variations saisonnières et interannuelles, dans l’énergie de turbulence et dans l’advection de turbulence – non observées auparavant.

Les données altimétriques également permis de mieux comprendre comment les tourbillons mésoéchelles peuvent avoir un effet sur la circulation atmosphérique et sur des phénomènes météorologiques tels que les cyclones tropicaux.

Finalement, ces données ont révélé la présence de fronts océaniques zonaux (d’est en ouest) et de jets, au sein des océans.

Étude scientifique des marées

L’assimilation des données de Jason 2 dans les modèles numériques permet d’améliorer notre compréhension de l’interaction des marées avec les côtes et des ondes internes qu’elles génèrent, ainsi que de la dissipation de leur énergie. Cette dissipation est considérée comme un facteur important de l’entretien de la circulation thermohaline à grande échelle (appelée aussi « tapis roulant » océanique).

Les progrès en matière de modèles de prévision et de cartographie des marées devraient améliorer notre compréhension du brassage des eaux et de la circulation océanique, ainsi que de la variabilité du climat.

Ce diagramme, établi à partir des données altimétriques, montre comment l’énergie de l’onde de marée lunaire semi-diurne est transférée des régions où elle se produit, vers les régions de dissipation.

Les données altimétriques ont révélé d’autres conclusions intéressantes. Par exemple, l’énergie dissipée sur le plateau patagonien, soumis aux plus hautes marées du monde, provient de l’océan Pacifique ; et 40 % de l’énergie totale fournie aux marées océaniques par le système Terre-Lune et dissipée dans l’Atlantique Nord.

Météorologie maritime

L’assimilation des données altimétriques a permis d’améliorer les modèles de vagues – qui permettent maintenant de faire des analyses et des prévisions plus précises de l’état de la mer, notamment dans les régions tropicales.

Les observations de l’état de la mer sur de longues périodes nous ont permis d’élaborer des climatologies mondiales de l’état de la mer – importantes pour les transports maritimes et pour les secteurs économiques relatifs à d’autres actifs et activités en mer. Ces mêmes observations de l’état de la mer permettent d’étendre les relevés de données climatologiques, en améliorant les analyses antérieures de l’état de la mer et en utilisant les sorties des modèles de prévision numérique.

Les informations sur la vitesse du vent fondées sur l’altimétrie se sont révélées utiles pour la surveillance des événements météorologiques extrêmes, tels que les situations de cyclone tropical.

La combinaison des données altimétriques et de températures de la surface de la mer, nous permet d’étudier l’effet de l’enthalpie (ou chaleur interne) de l’océan supérieur sur l’intensification des cyclones tropicaux, tels que l’ouragan Katrina.

Ce produit montre le potentiel thermique du cyclone tropical Katrina, calculé à partir des données altimétriques du 28 août 2005, auquel sont superposés sa trajectoire et son intensité. L’intensification de l’ouragan correspond à son trajet au-dessus du courant de Loop, au cours duquel il absorbe l’énergie accumulée dans le tourbillon d’eau chaude.

Les données altimétriques nous aident aussi à améliorer notre compréhension et la modélisation des tsunamis. Le tsunami est une série de vagues, qui se produit lorsqu’une masse d’eau, telle qu’un océan, est déplacée rapidement par un phénomène sous-marin, par exemple une éruption volcanique.

La coïncidence fortuite entre la trace de Jason 1 et le trajet d’un tsunami – dans l’océan Indien en décembre 2004 – a permis de disposer de mesures des vagues océaniques qui aident actuellement les scientifiques à améliorer les modèles de propagation et de dissipation de ce phénomène.

Malgré ses contributions, une utilisation de l’altimétrie satellitaire pour la détection précoce des tsunamis et l’alerte sur ces phénomènes, n’est probablement pas pour demain. Même avec plusieurs altimètres simultanément en orbite, la probabilité qu’un tel instrument se trouve au bon endroit, juste après le déclenchement d’un tsunami, est extrêmement faible. En outre, il est très difficile de réaliser des systèmes sol capables de collecter, de traiter et de transférer des données avec le débit requis par les systèmes de détection précoce et d’alerte.

Dans le domaine océanique, les côtes figurent parmi les régions les plus fragiles et les plus importantes – ce qui rend leur étude, leur surveillance et leur protection, indispensables. Des études montrent que plus de la moitié de la population mondiale vit à moins de 200 kms d’un littoral.

L’altimétrie satellitaire semble être une source naturelle de données relatives aux côtes. Cependant, avant Jason 2, ces données étaient trop clairsemées et de trop mauvaise qualité pour être utiles. Les améliorations des instruments ont permis à Jason 2 de réaliser une surveillance plus précise de l’océan dans les zones côtières, ce qui a conduit à beaucoup de nouvelles applications. À noter, par exemple, la gestion des ressources côtières, le dimensionnement de l’infrastructure côtière et la protection contre les risques.

Glaciologie

Les altimètres satellitaires sont l’un des moyens d’observation les plus importants, pour mesurer et surveiller le comportement des calottes glaciaires et des glaces de mer.

Même si Jason 2 ne survole pas les pôles, il sert de référence pour d’autres altimètres gravitant en orbite polaire – ce qui permet d’améliorer la cohérence de l’ensemble des données.

Depuis le début des années 90, les données altimétriques nous ont permis de calculer l’équilibre des calottes glaciaires du Groenland et l’Antarctique. Elles ont également conduit à la découverte de réseaux hydrologiques qui relient les lacs subglaciaux, ainsi que de structures de surface.

Les données altimétriques se révèlent aussi être un moyen unique permettant une cartographie soignée de l’épaisseur des glaces de mer et de leur manteau, ainsi que la surveillance des modifications de leur volume.

De plus, ces données nous aident à déterminer le cycle de gel et de fonte des grands lacs, qui est un indicateur climatique important.

Hydrologie

Grâce à l’altimétrie satellitaire, il a été possible, au cours des années 70, de faire les premières observations importantes relatives à des eaux intérieures, telles que les grands lacs et le bassin hydrographique de l’Amazone. La plupart des mesures significatives et des études de l’évolution du niveau des lacs et des caractéristiques des bassins fluviaux, utilisent des relevés sur de longues périodes de données tirées de ces observations.

Ce diagramme montre la baisse du niveau de lacs dans la région de Tharthar, en Iraq, lors d’une sécheresse qui a sévi de 1999 à 2001. Depuis 2002, les conditions climatiques se sont améliorées et le niveau des lacs remonte.

Géosciences marines

Les données altimétriques ont permis aux géosciences marines d’accéder à leur modernité. Les premières observations ont révélé la texture tectonique à grande échelle du plancher océanique – nous permettant ainsi de tester et de confirmer nos hypothèses sur la tectonique des plaques, à une échelle régionale et globale.

Ces données ont ensuite été utilisées pour établir une représentation plus détaillée de la structure du plancher océanique mondial, qui a permis d’améliorer notre connaissance de son histoire tectonique, ainsi que de la bathymétrie. La bathymétrie est la mesure de la profondeur du plancher océanique à partir du niveau de la mer – l’équivalent océanique de la topographie.

Les détails à échelle fine des champs bathymétriques et gravifiques nous ont permis d’affiner les modèles tectoniques, de délimiter des microplaques, de découvrir de nouveaux éléments du relief sous-marin (montagnes et volcans) et d’améliorer les cartes bathymétriques numériques.

La plus grande partie de l’océan mondial a été cartographiée à une résolution comprise entre 12 et 20 km.

Point de vue pratique

Applications pratiques de l’altimétrie satellitaire

Les observations mondiales, à résolution fine, de haute précision, en léger différé, de la topographie de la surface de la mer, à partir de satellites altimétriques, sont cruciales pour des applications très diverses, dans les domaines allant de l’océanographie et de la météorologie maritime, à la prévision et à la surveillance du climat, aux géosciences marines et à l’hydrologie.

Océanographie

Activités en haute mer

Des informations précises sur les schémas de circulation des océans sont nécessaires pour beaucoup d’activités en haute mer, afin de pouvoir réduire le plus possible l’effet des courants violents et de maintenir un équipement immobile. Pensez simplement aux navires d’exploration pétrolière et gazière, ou aux câbliers posant un câble sur le plancher océanique. Les mesures altimétriques de la hauteur de la surface de la mer permettent de détecter les tourbillons forts, qui sont particulièrement perturbateurs.

L’utilisation de données statistiques sur la hauteur et la force des vagues, lors de la planification d’infrastructures de haute mer, permet de les concevoir de telle sorte qu’elles puissent résister aux conditions prévues et aux conditions extrêmes.

Les données altimétriques relatives au vent et aux courants sont utilisées quotidiennement pour avertir les navires transocéaniques de conditions dangereuses pouvant se développer.

Elles sont également utilisées pour modéliser la dérive des nappes d’hydrocarbures, pour localiser les bateaux-citernes responsables et pour déterminer la partie des côtes qui sera probablement touchée par les déversements.

Routage des navires

Des grands porte-conteneurs aux bateaux de pêche, tous les navires utilisent des produits altimétriques – par exemple pour connaître la hauteur des vagues et pour connaître en léger différé les vitesses du vent sur de grandes étendues, ainsi que pour déterminer les zones de forts courants. Ils peuvent ainsi choisir, en fonction des courants, la meilleure route – procurant des économies de carburant et d’autres avantages.

L’intégration des mesures altimétriques aux modèles de prévision des vagues et des vents contribue aussi aux activités de recherche et de sauvetage. Ces informations aident à déterminer le point vers lequel un navire en difficulté dérive, de telle sorte que les équipages de sauvetage puissent l’atteindre aussi rapidement que possible.

Gestion des pêches et étude des mammifères marins

La vie dans l’océan est fondamentale pour la vie sur les terres émergées. Le phytoplancton, en particulier, est un important générateur d’oxygène et un recycleur de carbone, beaucoup plus actif que les forêts terrestres. Les mesures de la hauteur de la surface de la mer effectuées par des altimètres satellitaires complètent et valident d’autres données, pour déterminer la quantité de phytoplancton, son type et sa répartition.

Les eaux de surface sont normalement pauvres en éléments nutritifs. Mais la turbulence liée aux tourbillons fait monter à la surface de tels éléments, normalement présents dans les eaux froides et profondes – ce qui augmente considérablement la production de plancton et de chlorophylle. Comme les mammifères, tels que les cachalots et les phoques, se gavent de plancton, il possible de les suivre en détectant les tourbillons, au moyen d’altimètres satellitaires. Ce type de surveillance est également utile pour l’étude des écosystèmes marins et la pêche commerciale – qui utilisent les mesures altimétriques pour déterminer les régions les plus probables de forte concentration de poissons et d’espèces particulières.

Ces images montrent la corrélation des floraisons soudaines du phytoplancton entre l’Afrique et Madagascar, vues par un détecteur satellitaire de végétation, avec les tourbillons et les courants observés par un altimètre satellitaire.

Vents et vagues

Les données altimétriques fournissent des observations instantanées de la hauteur des vagues et de la vitesse du vent sur des zones étendues. L’assimilation de mesures altimétriques plus précises et disponibles dans des délais plus courts, dans les modèles atmosphériques et océaniques, permet d’améliorer les prévisions météorologiques et de l’état de la mer. Ces prévisions sont utilisées comme aides à la navigation, ainsi qu’aux fins de sécurité maritime, d’aménagement des littoraux, d’études climatologiques et de surveillance mondiale de l’état de la mer. Les données sur les vagues sont également utilisées pour améliorer la conception et l’exploitation des structures de haute mer.

Ces graphiques, tirés des données de Jason 1, montrent les vitesses du vent et les hauteurs des vagues lors du cyclone tropical Gonu, qui a atteint la catégorie 5 dans la mer d’Oman, avant d’atterrir au début du juin 2007. Des vagues d’une hauteur supérieure à 5 m (extrêmement rares en mer d’Oman) ont provoqué une forte inondation dans certaines régions.

Marées

Les prévisions précises de marées sont indispensables pour beaucoup d’activités maritimes et côtières. Souvenez-vous simplement de l’échec d’une opération de débarquement de barges, lors de la Seconde Guerre mondiale, du fait de grandes marées.

Météorologie marine

Les vagues de grande hauteur, les vents forts et les ondes de tempête – caractéristiques des cyclones tropicaux – peuvent être mesurés par les altimètres satellitaires. De plus, ces instruments permettent de chiffrer l’enthalpie de l’océan supérieur, c’est-à-dire de la chaleur totale disponible pour alimenter la croissance des cyclones tropicaux.

Il est bien connu que les cyclones tropicaux ont besoin d’eau chaude pour se former – à savoir d’une température de la mer supérieure à 26° C, de la surface jusqu’à une profondeur d’environ 46 m. Comme la température de surface peut évoluer rapidement à cause des processus de brassage, et correspondre seulement aux 10 premiers mètres, elle ne fournit pas, à elle seule, des informations suffisantes sur l’enthalpie de l’océan supérieur, pour permettre une prévision précise de l’intensité des cyclones tropicaux. Les altimètres nous fournissent des données bien plus fiables, car les anomalies de hauteur de la surface de la mer sont fortement corrélées avec la structure thermique interne de l’océan.

Par exemple, des études ont montré que l’énergie contenue dans le courant de Loop (un courant chaud du Golfe du Mexique) a été un facteur clé de l’intensification de l’ouragan Katrina, qui a dévasté les côtes étasuniennes du golfe du Mexique en 2005. Quand le cyclone a traversé la péninsule de Floride, c’était un ouragan fort (catégorie 3). Mais soudain, environ 24 heures avant d’atteindre la Nouvelle-Orléans, son intensité est passée à la catégorie 5. Des études ont révélé plus tard une anomalie de la hauteur de la surface de la mer, correspondant à une couche profonde d’eau très chaude dans la zone du golfe du Mexique sur laquelle Katrina a passé, qui a alimenté la tempête.

Les mesures altimétriques commencent à être utilisées pour prévoir l’intensification des ouragans.

Études climatiques

Prévisions mensuelles et saisonnières

Serons-nous jamais capables de faire des prévisions climatiques mensuelles et même saisonnières, fiables ? C’est aujourd’hui une des grandes questions qui se posent en météorologie et climatologie. Il est peu probable que nous serons capables, un jour, de prévoir le temps plus de deux semaines à l’avance. Mais l’amélioration de notre compréhension de l’influence de l’océan sur l’atmosphère, devrait nous permettre de mieux prévoir les tendances des prochaines saisons – par exemple, si elles seront plus sèches ou plus humides, plus chaudes ou plus froides, que la moyenne. Les estimations de l’état de la mer en léger différé, à partir de données altimétriques et d’autres ensembles de données sont cruciales pour la production de prévisions saisonnières fiables.

Événements climatiques

L’océan évolue à des rythmes annuels et décadaires, du fait de phénomènes cycliques de longue durée, tels qu’El Niño, La Niña, l’Oscillation décadaire du Pacifique (PDO) et l’Oscillation de l’Atlantique Nord (NAO). Les mesures altimétriques sont cruciales pour la détection précoce, l’analyse et la surveillance de ces types d’anomalies du climat tropical à grande échelle. Ces données nous aident à prévoir quand et comment ces épisodes se développeront, ainsi qu’à prévoir leurs effets et à les réduire.

Ce graphique tridimensionnel représente un épisode La Niña, en utilisant les données altimétriques du satellite TOPEX-Poséidon et de l’instrument AVHRR embarqué sur NOAA-14 gravitant en orbite polaire. Les surfaces élevées représentent les hauteurs de la surface de la mer supérieures à la moyenne, tandis que les surfaces abaissées représentent celles qui lui sont inférieures. L’eau chaude est orange et rouge, et l’eau plus froide que la normale est bleue.

Hydrologie et surveillance des terres

L’amplitude et la forme de l’écho des signaux radar utilisés pour mesurer la distance à partir des satellites altimétriques contiennent des informations sur les caractéristiques de la surface qui les réfléchit.

Les meilleurs résultats sont obtenus en pleine mer, où la surface est relativement homogène.

Lorsque les surfaces – glaces de mer, calottes glaciaires, fleuves et terres – présentent des discontinuités ou des pentes importantes, une interprétation précise est plus difficile. Néanmoins, l’altimétrie satellitaire est utilisée pour la surveillance les niveaux de lacs et de fleuves du monde entier, et pour gérer les ressources régionales en eau, en particulier dans les régions isolées où les mesures au sol sont difficiles à obtenir.

Cette image montre le rythme alarmant du rétrécissement de la mer Aral, en Asie centrale.

Ce lac, auparavant immense, est maintenant divisé en deux. Les données altimétriques montrent que niveau de ce grand lac est passé de 2 m au-dessus du niveau moyen en 1993, à 6 m en dessous en 2008. Cette disparition progressive résulte du détournement des fleuves qui l’alimentaient, aux fins d’irrigation et pour d’autres usages.

Plus de 60 % du lac ont disparu, en causant de graves problèmes environnementaux, socioéconomiques et sanitaires, affectant les terres et les populations voisines.

Géosciences marines

Les variations de la hauteur de la surface de la mer répercutent les phénomènes qui se produisent et les systèmes présents à toutes les profondeurs – de la surface au plancher océanique. Les données altimétriques permettent donc d’étudier la grandeur et la forme de la Terre, les variations de la pesanteur, la topographie du plancher océanique et les mouvements des plaques tectoniques.

Par exemple, les altimètres satellitaires nous ont permis de mesurer pour la première fois la rotation de la plaque de l’Antarctique et d’observer que les plaques africaine et eurasienne se rapprochent de 2 cm par an.

Ici, nous voyons la surface moyenne de la mer, résultant de phénomènes constants, tels que le champ gravifique et, dans une moindre mesure, de courants océaniques permanents, calculés à partir de dix années de données altimétriques. Les variations à l’intérieur de la Terre, par exemple de la densité et des températures du magma, peuvent produire des variations du niveau de la mer de plus de 100 m, entre des régions distantes plusieurs milliers de kilomètres.

Même à cette échelle, des différences dans la topographie du plancher océanique peuvent se traduire par des variations de hauteur de la surface de plusieurs mètres.

Services de Jason 2

Services opérationnels en temps réel

OSTM-Jason 2 génère et diffuse aux milieux d’utilisateurs, trois produits mondiaux – dont l’un est fourni en léger différé (3 heures), alors que les deux autres sont fournis hors temps réel, quelques jours ou quelques semaines plus tard. Tous ces produits concernent les mêmes paramètres océaniques clé, et ont le même format de base, mais ils diffèrent quant aux données auxiliaires et au niveau de précision. Il est prévu d’améliorer ce dernier.

Le produit « relevé de données géophysiques opérationnelles » (OGDR), élaboré pour Jason 2, fournit des données en léger différé sur la vitesse du vent de surface et les caractéristiques des vagues, avec une première estimation de la hauteur de la surface de la mer.

Le principal objectif de ce produit est de fournir des données aux organismes météorologiques, qui établissent des prévisions des conditions océaniques en léger différé. Il est, en particulier, utile pour la prévision numérique des conditions atmosphériques et océaniques. Il permet aussi de disposer de données sur les anomalies de la hauteur de la surface de la mer.

Le produit OGDR est extrait par les capacités centrales d’EUMETSAT et de la NOAA, et diffusé par le système satellitaire EUMETCast, ainsi que via les réseaux de données de la NOAA et le Système mondial de télécommunication de l’OMM.

Services en différé

Les produits hors temps réel, traités par le CNES et diffusés par le celui-ci et par la NOAA, sont les suivants :

• Le produit « relevé de données géophysiques intermédiaires » (IGRD) fournit des données analysées relatives à la surface de la mer, mises à disposition dans un délai de 24 à 36 heures suivant l’observation – contenant des informations sur le niveau de la surface de la mer, la topographie dynamique absolue et les vitesse des courants océaniques de grande échelle. Ces données sont utilisées pour les prévisions météorologiques à moyenne échéance, la prévision saisonnière et les applications de météorologie maritime. Le produit représenté montre les vecteurs vitesse de surface dans la région du Gulf Stream, le 24 juillet 1996. L’intensité du vecteur vitesse est ombrée, pour indiquer les régions de vitesse élevée.

• Le produit « relevé de données géophysiques » (GRD) fournit des données relatives à la hauteur de la surface de la mer, intégralement validées, générées au cours de 60 jours de relevé. Les données GRD sont principalement utilisées pour la surveillance et la modélisation du climat (vérification des modèles climatiques) et la validation régulière des observations du niveau de la mer faites par des stations in-situ. Elles ont été utilisées dans le rapport du GIEC (Groupe international d’experts sur le changement climatique) sur l’élévation des niveaux de la mer.

Résumé

L'altimétrie satellitaire

• Les altimètres embarqués sur les satellites mesurent la hauteur et d’autres caractéristiques de la surface de la mer. Elles contribuent ainsi à la compréhension, à une échelle mondiale, des structures et des processus océaniques sous-jacents, sur toute la profondeur, de la surface au plancher océanique.
• Un satellite altimétrique détermine sa distance de la surface de la mer en émettant des impulsions radar qui s’y réfléchissent et dont il mesure la durée du trajet aller-retour. Son altimètre fait des mesures très précises de la topographie de la surface – permettant de calculer la vitesse et la direction des courants et des tourbillons océaniques, et d’observer les marées et d’autres entités océaniques.
• L’amplitude et le profil (ou forme d’onde) des échos radar donnent des informations supplémentaires sur les caractéristiques de la surface. Par exemple, les échos radar renvoyés par l’océan permettent d’analyser la hauteur des vagues, d’obtenir des informations sur leur période et d’analyser les glaces de mer. Sur les terres émergées, ces échos aident à déterminer les caractéristiques de types de surface tels que les systèmes fluviaux complexes, les lacs, les glaciers et les calottes glaciaires.

Quelques faits sur Jason-2

• Il évolue en orbite basse de la Terre, à 1 336 km d'altitude.
• Il assure la couverture totale de la planète entre les latitudes 66°N et 66°S.
• Sa période d’observation est de 10 jours.
• Il cartographie donc 95 % des océans libres de glace du monde tous les dix jours.
• La précision sur la hauteur de la surface de la mer est actuellement de 3,4 cm – une précision de 2,5 cm est prévue.
• Ses instruments: l’altimètre bifréquence Poséidon 3 et son antenne – utilisés pour mesurer la hauteur de la surface de la mer, la vitesse du vent et la hauteur significative des vagues, le radiomètre hyperfréquence avancé (AMR) – qui mesure les perturbations de l’atmosphère dues à la vapeur d’eau, et trois systèmes utilisés pour l’orbitographie précise (DORIS, LRA et GPSP)

Objectifs scientifiques de la mission OSTM/Jason-2

• Allonger de 2 décennies la durée de la série chronologique de mesures de la topographie de la surface de l’océan.
• Surveiller la variation du niveau moyen mondial de la mer et de sa relation avec le changement climatique mondial.
• Déterminer la circulation océanique générale et comprendre son rôle dans le climat de la Terre.
• Étudier les variations de la circulation océanique à des échelles de temps allant de la saison, à l’année et à la décennie, ainsi que leur effet sur le changement climatique.
• Contribuer à l’estimation du transport de chaleur, de masse d’eau, d’éléments nutritifs et de sel, par l’océan, et améliorer cette estimation.
• Fournir des estimations de la hauteur significative de vague, ainsi que des vitesses du vent sur l’océan
• Contribuer à l’amélioration des prévisions à courte et à moyenne échéance.
• Améliorer notre connaissance sur les marées océaniques et élaborer des modèles de marées de pleine mer.

Découvertes rendues possibles par l'altimétrie satellitaire

• 1969: Année considérée comme celle du début de l’ère altimétrique.
• 1985-1989: Au cours de cette période, la précision des données altimétriques a permis les premières observations détaillées de la variabilité mésoéchelle de l’océan.
• 1991-1996: Au cours de cette période, la précision des observations altimétriques a été affinée, en descendant au centimètre.
• 1996-2006: Cette période a vu la croissance explosive des études océanographiques et climatologiques, rendues possibles par des relevés sur de plus longues périodes, de mesures plus précises relatives à la surface de la mer, faites par les satellites altimétriques. La présence simultanée en orbite de plusieurs satellites altimétriques, a permis d’améliorer encore la couverture et la résolution spatiales et temporelles.

Découvertes rendues possibles par l'altimétrie satellitaire

Océanographie

• Approfondir notre connaissance des causes et mécanismes des variations saisonnières et interannuelles, dans l’énergie de turbulence et dans l’advection de turbulence; de même que notre connaissance de l'effet des tourbillons mésoéchelles sur la circulation atmosphérique et sur des phénomènes météorologiques tels que les cyclones tropicaux et aussi découverte de la présence de fronts océaniques zonaux (d’est en ouest) et de jets, au sein des océans, et meilleure compréhension de l’interaction des marées avec les côtes et des ondes internes qu’elles génèrent, ainsi que de la dissipation de leur énergie.
• Progrès en matière de modèles de prévision et de cartographie des marées devraient améliorer notre compréhension du brassage des eaux et de la circulation océanique, ainsi que de la variabilité du climat.

Météorologie marine

• Amélioration des modèles de vagues – qui permettent maintenant de faire des analyses et des prévisions plus précises de l’état de la mer, notamment dans les régions tropicales.
• Élaboration de climatologies mondiales de l’état de la mer – importantes pour les transports maritimes et pour les secteurs économiques relatifs à d’autres actifs et activités en mer. Ces mêmes observations également permettent d’étendre les relevés de données climatologiques.
• Grande utilité pour la surveillance des événements météorologiques extrêmes, tels que les situations de cyclone tropical.

Glaciologie

• Contribution à la mesure et à la surveillance du comportement des calottes glaciaires et des glaces de mer.
• Découverte de réseaux hydrologiques qui relient les lacs subglaciaux et les structures de surface.
• Moyen unique permettant une cartographie précise de l’épaisseur des glaces de mer et de leur manteau, ainsi que la surveillance des modifications de leur volume.
• Contribution à la détermination du cycle de gel et de fonte des grands lacs, qui est un indicateur climatique important.

Hydrologie

• Établissement de relevés sur de longues périodes à partir des observations relatives à des eaux intérieures.
• La plupart des mesures significatives et des études de l’évolution du niveau des lacs et des caractéristiques des bassins fluviaux proviennent des mesures altimétriques.

Géosciences marines

• Les observations ont révélé la texture tectonique à grande échelle du plancher océanique – nous permettant ainsi de tester et de confirmer nos hypothèses sur la tectonique des plaques, à une échelle régionale et globale.
• Contribution aux activités visant à affiner les modèles tectoniques, délimiter des microplaques, découvrir de nouveaux éléments du relief sous-marin et améliorer les cartes bathymétriques numériques.
• La plus grande partie de l’océan mondial a été cartographiée à une résolution comprise entre 12 et 20 km.

Applications pratiques de l'altimétrie satellitaire

Océanographie

• Assimilation dans les modèles atmosphériques et océaniques, permettant d’améliorer les prévisions météorologiques et de l’état de la mer. Ces prévisions sont utilisées comme aides à la navigation, ainsi qu’aux fins de sécurité maritime (recherche et sauvetage y compris), d’aménagement des littoraux, d’études climatologiques, de surveillance mondiale de l’état de la mer et de conception et exploitation des structures de haute mer.
• Utilité pour la détermination de la quantité de phytoplancton, de son type et de sa répartition (un important générateur d’oxygène et un recycleur de carbone), pour le suivi des mammifères marins et pour l’étude des écosystèmes marins et la pêche commerciale.

Météorologie marine

• Mesure des vagues de grande hauteur, des vents forts et des ondes de tempête – caractéristiques des cyclones tropicaux.
• Quantification de l’enthalpie des couches supérieures des océans, c’est-à-dire de la chaleur totale disponible pour alimenter la croissance des cyclones tropicaux.
• Les mesures altimétriques commencent à être utilisées pour prévoir l’intensification des ouragans.

Études climatiques

• Amélioration de notre compréhension de l’influence de l’océan sur l’atmosphère.
• Contribution essentielle pour l'élaboration de prévisions saisonnières fiables et pour la détection précoce, l’analyse et la surveillance des anomalies du climat tropical à grande échelle.

Hydrologie: Sert à surveiller le niveau des lacs et rivières du monde entier et à gérer les ressources régionales en eau.

Géosciences marines: Étude de la grandeur et la forme de la Terre, des variations de la pesanteur, de la topographie du plancher océanique et des mouvements des plaques tectoniques.

Produits et services de Jason-2

• Relevés de données géophysiques intermédiaires (IGRD): ce produit fournit des données analysées relatives à la surface de la mer, mises à disposition dans un délai de 24 à 36 heures suivant l’observation – contenant des informations sur le niveau de la surface de la mer, la topographie dynamique absolue et les vitesse des courants océaniques de grande échelle. Ces données sont utilisées pour les prévisions météorologiques à moyenne échéance, la prévision saisonnière et les applications de météorologie maritime.
• Les relevés de données géophysiques (GRD): ce produit fournit des données relatives à la hauteur de la surface de la mer générées au cours de 60 jours de relevé, servant principalement à la surveillance et la modélisation du climat et à la validation régulière des observations du niveau de la mer faites par des stations in-situ. Le Groupe international d’experts sur le changement climatique (GIEC) s'en sert pour son rapport sur l’élévation des niveaux de la mer.

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Liens utiles

Pour toute information complémentaire sur l'altimétrie et sur la mission de topographie des océans Jason-2, cliquez sur l'un des liens suivants :

Jason-2 (EUMETSAT) :
http://www.eumetsat.int/Home/Main/Satellites/Jason-2/index.htm

AVISO :
http://www.aviso.oceanobs.com/