ERS-2 est une mission altimétrique spatiale qui a fonctionné entre 1995 et 2011, mais qui a fourni des données au niveau mondial jusqu’en 2003. Le principe de l’altimétrie radar est le suivant : l’altimètre émet une impulsion radar et mesure le temps de parcours aller-retour entre le satellite et la surface. La distance entre le satellite et la surface de la Terre – la portée de l’altimètre – est ainsi calculée avec une précision de quelques centimètres. L’altitude du satellite par rapport à un ellipsoïde est également connue avec précision grâce à la modélisation de l’orbitographie. En tenant compte des délais de propagation dus aux interactions des ondes électromagnétiques dans l’atmosphère et des corrections géophysiques, la hauteur de la surface réfléchissante par rapport à un ellipsoïde (Chelton et al., 2001 ; Frappart et al., 2017).
Le Centre de Topographie des Océans et de l’Hydrosphère (CTOH) a retraité les formes d’ondes originales d’ERS-2 (données WAP) avec une nouvelle implémentation de l’algorithme ICE-2 retracker. Le nouveau produit ERS-2 inclut de nouvelles corrections altimétriques qui le rendent compatible et homogène avec la mission ENVISAT (v2.1), et est adapté aux surfaces continentales, mais avec une couverture globale. Ce produit fournit une base pour la continuité ERS-2/ENVISATv2.1 et l’analyse des données altimétriques à long terme (1995-2010).
Les données altimétriques ERS sont historiquement distribuées au niveau 2 uniquement pour les applications en haute mer. Le CTOH a créé une nouvelle version de la chaîne de traitement altimétrique LEGOS ERS (Legrésy et Rémy, 1997), et a effectué une nouvelle analyse des formes d’ondes altimétriques ERS-2 en utilisant les données WAP gracieusement fournies par l’ESA. Ce retraitement des formes d’ondes d’ERS-2 (données WAP) comprenait une nouvelle implémentation de l’algorithme ICE-2 retracker, avec des corrections altimétriques supplémentaires pour rendre les données ERS-2 compatibles et homogènes avec la mission ENVISAT pour la continuité et l’analyse des données altimétriques à long terme sur les terres émergées et les calottes glaciaires.
Ce traitement contient les paramètres de retracking de ICE-1 et ICE-2 et les corrections mises à jour. Nous avons utilisé les orbites précises de GFZ (Rudenko et al., 2014) pour la période mai 1995 – juillet 2003. Nous avons également calculé une nouvelle correction pour la troposphère sèche avec les champs ERA-INTERIM valables sur toutes les surfaces (Blarel et Legresy, 2013) et une nouvelle correction Doppler tenant compte du taux de portée (Blarel et Legresy, 2012). Pour chaque paramètre de forme d’onde (portée, rétrodiffusion, largeur du bord d’attaque et pente du bord de fuite), nous avons calculé des corrections empiriques afin de les rendre comparables à ENVISAT-v2.1. Nous produisons un ensemble de données assurant la continuité entre les missions ERS-2 et ENVISAT (Blarel et al., 2015).
Alors que ce produit ERS-2 se concentre sur les surfaces continentales, il existe un produit ERS-2 REAPER alternatif, adapté aux applications océaniques (ESA Reaper, 2015) ; ils sont donc complémentaires.
Les données ERS-2 sont disponibles au format netcdf dans des fichiers contenant des données pour une trajectoire et un cycle. Elles sont disponibles de mai 1995 à juin 2003 entre 81,46°N et 81,46°S de latitude sur cette page web : https://www.legos.omp.eu/ctoh/catalogue/?uuid=c5815d21-cebc-4ec3-8a58-03cde0310755.
La résolution spatiale le long de la trace est de 350 m pour les données à haute fréquence (20 Hz) et de 7 km pour les données à basse fréquence (1 Hz). La liste des paramètres disponibles, incluant la localisation géographique, l’heure d’acquisition, toutes les variables nécessaires au calcul de la hauteur altimétrique, les sorties de plusieurs modèles de géoïde et les coefficients de rétrodiffusion altimétriques, est fournie dans le manuel d’utilisation. Ces données peuvent être visualisées et traitées pour obtenir des séries temporelles de niveaux d’eau avec le logiciel MAPS (Multi-mission Altimetry Processing Software) (Frappart et al., 2015). La localisation et le nombre de traces altimétriques d’ERS-2 sont disponibles ici : https://www.aviso.altimetry.fr/fileadmin/documents/data/tools/Visu_EN_Tracks_GE_OldOrbit.kmz
Références:
- “Dataset: Altimetric data of the ERS-2 mission”. OMP-INSU-UPS-IRD. doi:10.6096/CTOH_ERS-2_2015_01.
- Frappart F., Legresy B., Niño F., Blarel F., Fuller N., Fleury S., Birol F., Calmant S. (2016). An ERS-2 Altimetry Reprocessing Compatible with ENVISAT for Long- Term Land and Ice Sheets Studies. Remote Sensing of Environment, 184, 558–81. https://doi.org/10.1016/j.rse.2016.07.037.
- Manuel de l’utilisateur/User handbook
Autres références:
- Blarel, F., B. Legresy. 2013. “Investigations On The Envisat Ra2 Tropospheric Correction”. ESA Living Planet. Edinburgh, United Kingdom.
- Blarel, Fabien, et Benoît Legresy. 2012. “Investigations On The Envisat Ra2 Doppler Slope Correction For Ice Sheets”. ESA-CNES symposium on altimetry Venice.
- Chelton, D. B.; Ries, J. C.; Haines, B. J.; Fu, L. L.; Callahan, P. S. Satellite Altimetry. In Satellite Altimetry and the Earth Sciences: A Handbook of Techniques and Applications; Fu, L. L., Cazenave, A., Eds.; Academic Press: San Diego, 2001; pp 1–131.
- Frappart F., Papa F., Marieu V., Malbéteau Y., Jordy F., Calmant S., Durand F., Bala S. (2015). Preliminary assessment of SARAL/AltiKa observations over the Ganges-Brahmaputra and Irrawaddy Rivers, Marine Geodesy, 38(S1), 568-580, doi:10.1080/01490419.2014.990591.
- Frappart, F.; Blumstein, D.; Cazenave, A.; Ramillien, G.; Birol, F.; Morrow, R.; Rémy, F. Satellite Altimetry: Principles and Applications in Earth Sciences. In Wiley Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering; John Wiley & Sons, Inc: Hoboken, NJ, USA, 2017; pp 1–25.
- Legrésy, B., Rémy, F, 1997. Surface characteristics of the Antarctic ice sheet and altimetric observations. Journal of Glaciology, 43(144), 197-206.
- Rudenko, Sergei, Denise Dettmering, Saskia Esselborn, Tilo Schöne, Christoph Förste, Jean-Michel Lemoine, Michaël Ablain, David Alexandre, et Karl-Hans Neumayer. 2014. “Influence of Time Variable Geopotential Models on Precise Orbits of Altimetry Satellites, Global and Regional Mean Sea Level Trends”. Advances in Space Research 54 (1): 92 118. doi:10.1016/j.asr.2014.03.010.
- ESA Reaper product: https://earth.esa.int/documents/10174/1511090/Reaper-Product-Handbook-3.1.pdf