16 Juin 2014

Interactions entre signaux électromagnétiques et la surface des océans

La rugosité de surface, dépendant du vent et des vagues, est un paramètre clé qui gouverne le signal micro-onde rétro-diffusé par la surface océanique. La relation entre vent/vagues et coefficient de rétro-diffusion a besoin d'être mieux comprise pour que l'interprétation des observations de télédétection puisse progresser.

En particulier la source majeure d'erreur dans l'estimation du biais électromagnétique, qui affecte le calcul de la topographie de l'océan à partir des données altimétriques, est due aux vagues. CFOSAT sera utile pour améliorer l'estimation du biais électromagnétique dans les mesures altimétriques.

Dans le futur, les observations des radiomètres à basse fréquence seront utilisées pour mesurer la salinité de surface de la mer (projets SMOS et AQUARIUS).

Ces observations seront affectées par la rugosité de surface due à la fois aux vagues courtes (vent) et aux grandes vagues. Dans ce contexte, les observations de CFOSAT auront une importance majeure pour identifier les contributions du vent et des vagues aux mesures radiométriques conçues pour estimer la salinité de la surface de la mer et aider, ainsi, à l'inversion des mesures.

Un des points originaux de l'instrument SWIM sur CFOSAT sera sa capacité à fournir la dépendance de la section utile du radar par rapport aux angles d'incidence et d'azimut (pour les angles d'incidence proches du nadir) donnant ainsi accès à la fonction de densité de probabilité (probability distribution function : PDF) des pentes des vagues.

La variance de cette PDF est principalement gouvernée par les vagues faibles (vagues gravité capillaire et faible gravité), mais les plus grosses vagues peuvent aussi l'affecter. L'analyse de cette PDF fournira de nouveaux aperçus sur les processus affectant la statistique quasi-gaussienne de la surface (modulation des petites vagues par les grandes vagues, interaction non-linéaire, rupture...).

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