2 Juillet 2019

CFOSAT : livraison imminente des spectres de vagues

En juillet 2019, les produits du satellite CFOSAT sur les vagues et vents des océans seront transmises à la Science Team avant diffusion aux météorologues, océanographes et climatologues en fin d’année.

Lancé le 29 octobre 2018, le satellite franco-chinois CFOSAT est équipé de deux instruments novateurs et complémentaires :

  • SCAT, un radar chinois dédié à l’observation des vents marins, 
  • SWIM, un radar français dédié à l’observation des vagues océaniques.

 

Ces deux instruments sont passés en mode opérationnel dès le 4e jour en orbite à 520 km d'altitude. Depuis, le centre de mission de Toulouse peaufine les premiers traitements des données fournies par les 6 faisceaux rotatifs de SWIM afin de fournir la hauteur, la direction et la longueur d'onde (c'est-à-dire la distance crête à crête) des vagues. Une première mondiale !

« Les comparaisons des produits SWIM avec les prévisions existantes montrent une grande cohérence. En juillet, nous allons diffuser ces produits à la Science Team de CFOSAT. Le jalon suivant sera la 1ère réunion de la Science Team à Nanjing en Chine à la suite de laquelle les spectres de SWIM seront ouverts à tous les utilisateurs. Les données de SWIM sont extrêmement novatrices par elles–mêmes mais également en combinaison avec les vecteurs de vent acquis par SCAT. Le champ des recherches est large » indique Cédric Tourain, ingénieur au CNES et coordinateur du groupe « calibration/validation » de SWIM qui regroupe le LATMOS, LOPS, CLS, IFREMER, Météo-France et le CNES.

« La phase de recette en vol se termine fin juin mais les activités de calibration/validation vont se poursuivre notamment à travers les travaux de la Science Team pour approfondir la précision des produits. Nous allons aussi explorer les possibilités pour des applications secondaires : mer de glace, cryosphère, terre émergée … » ajoute l’expert.

Spectre directionnel de vagues. Explications en bas d'article. Crédits : CNES.

Illustration d'artiste de CFOSAT avec en rouge, les ondes radar de SCAT, et à droite, les ondes radars de SWIM. Crédits : CNES/Olivier SATTLER, 2017. 

A gauche : longueurs d'onde des vagues principales observées par SWIM entre le 24/04/2019 et le 29/04/2019. A droite : estimées par le modèle MFWAM sur la même période. Crédits : CNES.

DÉFERLEMENT DE DONNÉES INÉDITES

Fin 2019, les données de SWIM et SCAT seront fournies en moins de 3 h aux partenaires opérationnels (Météo-France, Ifremer, Agence météorologique européenne et mondiale) afin de les intégrer dans leurs modèles de prévisions atmosphériques et marines, avec la possibilité d’anticiper des évènements extrêmes comme les fortes tempêtes et les cyclones. Les produits de SWIM sont aussi attendus par les climatologues car les vagues sont un élément clé des échanges d’énergie entre l’océan et l’atmosphère.

Actuellement, les données de direction et de longueur d’ondes des vagues sont tirées soit de modèles à assez grande échelle, soit de mesures partielles par radar imageur (SAR). CFOSAT fournira, pour la première fois, des données en direction et longueur d’onde pour la planète entière à une résolution inédite. CFOSAT amènera une contribution déterminante aux prévisions atmosphériques et océaniques et à la compréhension du changement climatique.

DÉCRYPTAGE D’UN SPECTRE DE VAGUES

Produit phare de SWIM, un spectre de vagues fournit une caractérisation statistique d’une surface de mer de 90 x 70 km avec :

  • la hauteur des vagues indiquée par l'échelle de couleur,
  • la direction (mais non le sens) des vagues précisée en terme d'angle (le spectre est référencé au Nord géographique),
  • la longueur d'onde (ou période spatiale), c'est-à-dire la distance crête à crête entre vagues, indiquée radialement.

Les spectres permettent de visualiser si plusieurs régimes de vagues se mélangent sur la zone observée. Par exemple, il peut y avoir une mer croisée formée de deux grandes houles. Les experts arrivent aussi à définir les états de mer à l’endroit de la mesure, par exemple si c’est une mer âgée (formée plus loin, quelques jours auparavant) caractérisée par des grandes longueurs d’onde, ou une mer jeune (appelée aussi mer de vent) et qui s'est formée sous l’effet d’une tempête et caractérisée par une faible distance entre les vagues.