Décembre 2022. J-1 avant le lancement de SWOT

SWOT, la mission de satellite océanographique et hydrologique à haute résolution de la NASA/CNES, effectuera la première étude mondiale des eaux de surface de la Terre et de l’évolution de nos océans et de nos eaux côtières, sur 90 % de la surface de la Terre. Le LEGOS a été fortement impliqué dans la préparation scientifique de SWOT au cours de la dernière décennie, avec 10 projets scientifiques consacrés à l’hydrologie, à l’océanographie et aux applications côtières. Les scientifiques du LEGOS organisent également la direction scientifique française : Jean-Francois Crétaux, CNES, (responsable de l’hydrologie, CNES) et Rosemary Morrow, CNAP-Université Toulouse III (responsable de l’océanographie, CNES). Le lancement de SWOT est prévu pour le 15 décembre 2022 !

Image schématique de SWOT, avec ces mesures à large fauchée. (crédits NASA)

La mission SWOT (Surface Water and Ocean Topography) réunira deux communautés scientifiques : les océanographes et les hydrologues. Elle mesurera la hauteur dans les masses d’eau douce de la Terre et dans l’océan, ce qui permettra de comprendre comment l’océan influence le changement climatique, comment le réchauffement climatique affecte le cycle global de l’eau et le stockage de l’eau dans les lacs, les rivières et les réservoirs, et comment les communautés peuvent mieux se préparer aux catastrophes, telles que les inondations.

Pour tous les altimètres lancés à ce jour, les mesures ont toujours été effectuées au nadir du satellite, de sorte que, selon le cycle orbital, la couverture au sol est très inégale. Lorsque nous créons des cartes en 2D, la topographie des océans et les courants dérivés ne peuvent être observés qu’à des échelles supérieures à 100 km.  Les lacs ciblés, par exemple, doivent se trouver à proximité immédiate d’une trace pour qu’une mesure puisse être effectuée. Pour une rivière, seuls quelques points de mesure (sites appelés stations virtuelles), à l’intersection entre la trace au sol et la rivière sont mesurables. Pour une zone inondée, seules quelques parties peuvent être mesurées. Avec SWOT, qui fonctionnera sur le principe de l’interférométrie à large fauchée, la couverture sera véritablement mondiale, et nous pourrons suivre en 2D la dynamique océanique jusqu’à 10 km de diamètre, tous les lacs de plus de 6 ha (environ 2 millions sur Terre) et les rivières de plus de 100 mètres. De plus, cet instrument mesurera simultanément non seulement les hauteurs mais aussi les contours des zones inondées (berges des lacs ou des rivières, limites des plaines inondables) et donc des plans d’eau, et, du fait de la couverture continue, la pente de la ligne d’eau. Grâce à ces caractéristiques, des produits dérivés peuvent être acquis avec ce satellite : les courants géostrophiques océaniques à des échelles plus fines, les variations des stocks d’eau dans les lacs et les plaines inondables, la bathymétrie, et les débits sur des tronçons de rivière continus de 10 km (la vitesse d’écoulement étant liée à la pente de la ligne d’eau).

Les six premiers mois de la mission comprennent une phase d’étalonnage et de validation (CalVal) du satellite, au cours de laquelle le satellite volera sur une orbite répétitive d’une journée avec une couverture spatiale réduite mais une résolution temporelle améliorée. Les premiers mois de la mission SWOT représentent une opportunité unique de suivre l’évolution rapide de la dynamique des océans à des échelles fines (10-100 km), et des variations rapides des lacs et des rivières. LEGOS est impliqué dans toutes les composantes hydrologiques, océanographiques et côtières de SWOT.

Le travail de calibration / validation sur les lacs et rivières est une activité essentielle qui sera réalisée par les chercheurs du LEGOS. Pendant les 3 mois de la phase d’échantillonnage rapide, nous mènerons plusieurs campagnes de travail sur le terrain en coopération avec des collègues internationaux. Sur le lac Issykkul au Kirghizstan, sur des lacs des Pyrénées, sur le bassin de l’Amazone, sur le fleuve Maroni en Guyane française, sur le Gange en Inde ou sur le fleuve Tsiribihna à Madagascar.   Des instruments géodésiques seront déployés sur plusieurs sites ainsi que des jauges in situ afin d’évaluer l’incertitude de SWOT pour mesurer le niveau d’eau, l’étendue, les changements de volume sur les lacs, et le niveau, la pente et le débit sur les rivières.

Des études régionales en plein océan seront entreprises au LEGOS dans l’océan Austral, autour de la Nouvelle-Calédonie, dans l’Atlantique tropical et au large des côtes du Brésil, afin d’étudier la dynamique océanique à petite échelle et son interaction avec les marées, ainsi que son impact sur les interactions air-mer et sur la distribution de la biomasse. Des études côtières et estuariennes sont prévues au large de la côte atlantique française et du Vietnam. Des campagnes océanographiques in-situ pour valider les observations SWOT et comprendre la dynamique océanique à des échelles fines sont prévues au large de la Nouvelle-Calédonie et de la côte brésilienne en 2023. 

La mission SWOT est une collaboration entre le CNES et la NASA – avec des contributions de l’Agence spatiale canadienne (CSA) et de l’Agence spatiale britannique (UKSA). Le satellite a été assemblé, intégré et testé dans les installations de Thales Alenia Space à Cannes, en France.

Le lancement du satellite franco-américain SWOT est prévu pour le jeudi 15 décembre 2022, depuis la base aérienne de Vandenberg en Californie, à 12h46 CET (3h46 heure normale du Pacifique). Pour permettre au plus grand nombre de suivre le lancement de SWOT, le CNES réalise une diffusion sur ses chaînes  Twitch et YouTube  à partir de 12h15.

Plus d’informations sont disponibles sur le site dédié du CNES et sur le site du CNRS-INSU.

Contacts : rosemary.morrowNO SPAM -- FILTER@NO SPAM -- FILTERlegos.obs-mip.fr, jean-francois.cretauxNO SPAM -- FILTER@NO SPAM -- FILTERlegos.obs-mip.fr

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