Crédit d'image: ESA
Cette carte de la température de la surface de la mer à très haute résolution de la Méditerranée n'aurait pu être réalisée qu'avec des satellites. Toute carte au sol équivalente aurait besoin de près d'un million et demi de thermomètres placés simultanément dans l'eau, un pour deux kilomètres carrés de mer.
Cette carte thermique la plus détaillée de tous les 2 965 500 kilomètres carrés de la Méditerranée, la plus grande mer intérieure du monde, est mise à jour quotidiennement dans le cadre du projet Medspiration de l'ESA.
La température de la surface de la mer (SST) étant une variable importante pour les prévisions météorologiques et de plus en plus considérée comme un indicateur clé du changement climatique, l'idée derrière Medspiration est de combiner les données de plusieurs systèmes de satellites pour produire un ensemble robuste de données de surface de la mer à assimiler dans les prévisions océaniques. modèles des eaux autour de l'Europe et aussi de l'ensemble de l'océan Atlantique.
Pour la mer Méditerranée, le produit Medspiration est créé à une résolution spatiale sans précédent de deux kilomètres carrés, comme l'explique Ian Robinson du Southampton Oceanography Center, gérant du projet Medspiration: «La distribution de la température de surface en Méditerranée contient de nombreuses caractéristiques finement détaillées qui révèlent des tourbillons, des fronts et des panaches associés à la dynamique de la circulation de l'eau. Une résolution aussi fine que cela est nécessaire pour permettre à ces fonctionnalités d'être correctement suivies. "
Les produits océaniques restants devraient avoir une résolution spatiale encore impressionnante de dix kilomètres carrés. Les résultats globaux du projet Medspiration alimentent également un plan encore plus ambitieux pour combiner toutes les données SST disponibles dans un produit mondial à haute résolution, connu sous le nom de Global Ocean Data Assimilation Experiment (GODAE) High-Resolution Sea Surface Temperature Pilot Project (GHRSST- PP).
Son objectif est de fournir à la communauté des utilisateurs une nouvelle génération de produits SST mondiaux de haute précision avec une résolution spatiale inférieure à dix kilomètres toutes les six heures.
En tant qu'étape importante vers la réalisation de cet objectif, l'ESA a non seulement lancé Medspiration en tant que contribution européenne à l'effort global GHRSST-PP, mais l'Agence a financé un bureau de projet international GHRSST, situé au Hadley Center for Climate Prediction and Research, une partie du UK Met Office situé à Exeter.
«Medspiration est au premier plan des efforts du GHRSST-PP et est à l'origine de la démonstration opérationnelle du GHRSST-PP en tant que système international», explique Craig Donlon, chef du bureau du GHRSST. «GHRSST s'est développé avec une approche de« système de systèmes », exigeant des interfaces stables et des systèmes complets de traitement et de traitement des données.
«Medspiration est prêt à livrer la composante européenne de GHRSST-PP. Au cours des 12 prochains mois, Medspiration jouera un rôle fondamental en partenariat avec d'autres groupes opérationnels aux États-Unis, en Australie et au Japon, alors que le système GHRSST-PP commence la livraison opérationnelle d'une nouvelle génération de produits de données SST aux communautés d'utilisateurs européennes et internationales dans des pays proches. temps réel."
La température de la surface de l'océan est une propriété physique importante qui influence fortement le transfert d'énergie thermique, de quantité de mouvement, de vapeur d'eau et de gaz entre l'océan et l'atmosphère.
Et parce que l'eau met beaucoup de temps à se réchauffer ou à se refroidir, la surface de la mer fonctionne comme un énorme réservoir de chaleur: les deux premiers mètres de l'océan à eux seuls stockent toute l'énergie équivalente contenue dans l'atmosphère.
L'ensemble de leurs eaux stockent plus de mille fois cette même valeur? les climatologues appellent parfois les océans la «mémoire» du climat de la Terre, et la mesure du SST à long terme est le moyen le plus fiable d’établir le taux de réchauffement climatique.
Comme les thermomètres dans le ciel, un certain nombre de satellites différents mesurent le SST de façon continue. Par exemple, le radiomètre à balayage avancé (AATSR) à bord d'Envisat de l'ESA utilise des longueurs d'onde infrarouges pour acquérir le SST pour un kilomètre carré d'océan avec une précision de 0,2 ° C. En effet, grâce à sa grande précision, l'AATSR aide à calibrer d'autres capteurs employés par le projet Medspiration.
D'autres satellites peuvent avoir une précision ou une résolution diminuée, mais peuvent compenser cela avec des capacités de micro-ondes perceuses de nuages ou des «empreintes» de mesure beaucoup plus importantes. Combinez toutes les données satellite disponibles ensemble? ainsi que des mesures localisées à partir de bouées et de navires de recherche - et vous pouvez réaliser une surveillance quotidienne de la température de tous les océans couvrant 71% de la surface de la Terre. Ces informations sont ensuite préparées pour être introduites dans l’océan virtuel concerné? un modèle informatique sophistiqué de l'article authentique.
La combinaison des observations satellitaires et également disponibles in situ avec la modélisation numérique? une technique appelée «assimilation des données»? est extrêmement puissant. Il a révolutionné les prévisions météorologiques atmosphériques et est maintenant appliqué aux océans.
Les données d'observation en temps quasi réel empêchent un modèle océanique de trop se détourner de la réalité, tandis que les données de sortie du modèle compensent les éventuelles lacunes dans la couverture. Avec un couplage maximisé entre les observations réelles et le modèle numérique, les données de sortie peuvent être utilisées de manière crédible pour des tâches opérationnelles telles que l'état de la mer et la prévision de la prolifération des algues et la prévision de la trajectoire des déversements d'hydrocarbures. Et ces modèles peuvent également être utilisés pour regarder plus profondément que la surface de l'océan.
«Le moment est venu pour la surveillance et la prévision opérationnelles de la structure océanique mondiale en trois dimensions», commente Jean-Louis Fellous, directeur des recherches océanographiques à l'IFREMER, l'Institut français de recherche pour l'exploitation de la mer, partenaire du projet Medspiration. «Un projet comme Medspiration est une contribution essentielle à cette entreprise.
«Avec les capacités offertes par les capteurs spatiaux SST, par les altimètres satellites et par les 1 500 flotteurs profileurs mesurant la température et la salinité dans l'océan profond? et toutes ces données étant transmises en temps quasi réel aux modèles océaniques mondiaux, cette vision devient une réalité. »
Bien que la nouvelle carte de la Méditerranée représente un pas en avant important, Medspiration et GODAE GHRSST-PP restent en cours à ce stade.
Le principal problème de la surveillance du SST haute résolution de la Méditerranée est la couverture nuageuse. Pour compenser, l'équipe dispose-t-elle d'un flux de données en temps quasi réel provenant de quatre satellites distincts? deux européens, un américain et un japonais. Une technique appelée «analyse objective» qui minimise les effets des nuages en interpolant les valeurs juste à l'extérieur de la zone obscurcie ou à partir de cette zone mesurée à des moments avant ou après que les nuages les aient recouverts est également appliquée.
Il est difficile de mélanger les données des satellites sur une base régulière, car la structure thermique de l'océan supérieur est en fait extrêmement complexe, et différents capteurs peuvent mesurer différentes valeurs. Il existe également une variabilité considérable du jour au soir, les températures diurnes variant beaucoup plus en profondeur que celles de la nuit.
Medspiration a notamment pour objectif de tenir pleinement compte de ce cycle diurne, afin d'améliorer l'efficacité globale de son assimilation des données dans les modèles de prévision océanique.
Source d'origine: communiqué de presse de l'ESA
