De meilleures prévisions de marée dans l’océan Austral
Dans l’océan Austral, les mesures altimétriques conventionnelles par satellite sont rares au Sud du parallèle 66°, ce qui induit un bilan d’erreur des atlas de marée conventionnels augmenté en mers polaires. Nous avons développé un atlas à haute résolution de l’océan Antarctique, incluant une bathymétrie et un trait de côte améliorés, ainsi que l’assimilation de données d’observation de la marée par CryoSat-2, comblant ainsi l’écart entre la couverture limitée à 66°S des missions de la suite TOPEX-Jason et la côte antarctique.
Cartes des différences complexes entre le modèle et les données altimétriques sur la marée M2 en mer de Weddell pour les solutions hydrodynamiques (côté gauche) et assimilées (côté droit). (C) Le Merle et al. 2024
Le projet Albatross, financé par l’ESA et impliquant plusieurs groupes européens (1) a permis la production d’un atlas de marée spécialement adapté à la dynamique unique de l’océan Austral et des régions antarctiques. Cette recherche combine des données bathymétriques et des observations de marée à haute résolution provenant du retraitement de la mission CryoSat-2 avec des techniques de modélisation avec assimilation (T-UGOm, SpEnOI) pour relever les défis des prédictions de marée en dessous de la latitude 66°S, où les mesures altimétriques conventionnelles par satellite sont limitées.
La connaissance de la bathymétrie et des marées océaniques joue un rôle essentiel au carrefour de divers domaines scientifiques, en particulier dans les régions polaires. Son importance s’étend de la modélisation de la circulation océanique jusqu’à la compréhension de la réponse dynamique couplée de l’océan, de la glace de mer et des systèmes d’inlandsis. Dans l’océan Austral, les mesures altimétriques conventionnelles par satellite sont rares au Sud du parallèle 66°. Les modèles hydrodynamiques sont donc des outils utiles pour fournir des informations spatialement continues sur les marées océaniques. Cependant, la précision des modèles de marées océaniques autour du continent Antarctique est actuellement limitée par la qualité de la bathymétrie. Le modèle ALBATROSS exploite l’altimétrie satellitaire et les méthodes d’assimilation de données pour combler les lacunes cruciales laissées par les modèles de marée traditionnels, en particulier dans les zones touchées par des interactions complexes entre la glace et le plateau continental. En incorporant de nouvelles données détaillées bathymétriques, de trait de côte, de ligne d’échouage des langues glaciaires, de mesures du tirant d’eau de la glace, le modèle peut fournir des simulations plus précises de la hauteur des marées et des courants sur le pourtour du continent antarctique. L’assimilation de donnée est basée sur une méthode d’ensembles, construits en perturbant régionalement les paramètres les plus sensibles de la marée (frottement par génération d’ondes internes, frottement sur le fond, bathymétrie). Ces améliorations sont essentielles pour mieux appréhender la circulation océanique, les taux de fonte des plateformes de glace et la dynamique du climat dans les régions polaires.
Les comparaisons avec les données marégraphiques existantes et les stations GPS révèlent que le modèle ALBATROSS est nettement plus précis, réduisant de près de 40 % les erreurs quadratiques moyennes dans des régions clés. Cette avancée permettra d’améliorer les mesures du niveau de la mer par satellite, en offrant des corrections de marée précises pour les nouvelles missions telles que SWOT, Sentinel-3 NG et CRISTAL.
La publication issue de ce projet a été sélectionnée pour apparaitre sur le site EO science for society de l’ESA.
(1) Les organismes impliqués dans Albatross sont NOVELTIS, France, DTU Space, Danemark, LEGOS, France, Norwegian Polar Institute (NPI), Norvège, University College London (UCL), Royaume uni, SERCO/ESA-ESRIN, Italie
Référence : Eva Le Merle, Carole Belot, Ergane Fouchet, Mathilde Cancet, Ole Baltazar Andersen, Florent Lyard, Geir Moholdt, Michel Tsamados, Mahmoud El Hajj, Josephine Maton, Jérôme Benveniste, Marco Restano, ALBATROSS: Advancing Southern Ocean tide modelling with high resolution and enhanced bathymetry, Polar Science, 2024, https://doi.org/10.1016/j.polar.2024.101124.
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