La première étude globale des eaux de surface de la Terre avec la mission satellite SWOT

Une conférence du « 71^e Congrès de l'Union des Professeurs de Physique et de Chimie » (UdPPC), organisé à Brest en 2024.

Rosemary Morrow est chercheuse océanographe au LEGOS, à l'Université Toulouse III. Elle est responsable scientifique du CNES pour la mission d'altimétrie-interférométrie SWOT CNES Ocean Lead.

Présentation de la conférence :

La mission internationale SWOT (Surface Water and Ocean Topography) de la NASA et du CNES a été lancée en décembre 2022 pour fournir la première étude globale des eaux de surface de la Terre. Les satellites ont révolutionné l'océanographie, ils bouleverseront demain l'hydrologie.

L'avancée fondamentale de SWOT est la capacité d'observer l'élévation des eaux de surface océaniques et terrestres avec la résolution de l'imagerie SAR (Synthetic Aperture Radar, radar à synthèse d’ouverture). La résolution spatiale 2D est supérieure de plus d'un ordre de grandeur à l'altimétrie satellitaire conventionnelle. Les données de la mission SWOT permettront de déterminer les variations temporelles de stock d’eau dans les hydrosystèmes de surface (lacs, rivières, réservoirs et zones humides) et sur les dynamiques d’écoulements (tourbillons et fronts océaniques à petite échelle) qui sont essentielles à l'absorption de la chaleur et du carbone de l'atmosphère par les océans. L'augmentation de la résolution permettra également de faire progresser l'étude des processus littoraux afin d'évaluer l'impact sur les côtes de l'élévation du niveau de la mer, des inondations et des phénomènes météorologiques violents. La couverture mondiale de SWOT jusqu'à 78° de latitude permet une meilleure observation de la circulation océanique et de la dynamique des glaces de mer dans les océans polaires qui évoluent rapidement.

Au cours des six premiers mois de la mission, SWOT a été placé sur une orbite à répétition rapide d'un jour, d'abord pour la vérification technique, puis pour la validation scientifique. Cela a permis d'obtenir un ensemble de données unique pour explorer l'évolution rapide de la dynamique à petite échelle ainsi que le stockage et l'échange d'eau. À partir de mi-juillet 2023, SWOT a assuré une couverture mondiale sur son orbite de 21 jours et continuera à le faire pendant au moins trois ans. De nombreuses campagnes de terrain ont été menées en 2023 pour valider SWOT en haute mer, dans les régions littorales et côtières, ainsi que sur les lacs et les rivières échantillonnés par les orbites répétées de SWOT.

Les changements rapides de l'océan et des eaux intérieures révélés par les données répétées sur un jour posent un défi à l'analyse des données répétées sur 21 jours de la phase de cartographie globale de la mission. De nouvelles techniques de cartographie sont nécessaires pour nous permettre de conserver les structures à petite échelle qui évoluent rapidement et qui sont observées comme des instantanés pendant la phase d'échantillonnage global de 21 jours. L'équipe de la mission SWOT fait appel à des spécialistes de l'apprentissage automatique, de l'inversion et de l'assimilation des données pour récolter les fruits d'une multitude de nouvelles informations globales sur les eaux de surface de la Terre.

SWOT est la première mission mondiale à démontrer d'excellents résultats avec l'interférométrie SAR, ouvrant la voie aux futures missions opérationnelles prévues dans les années 2030 (par exemple les missions Copernicus Sentinel-3 Next Generation Topography).

Durée de la conférence ~ 53min.

Accédez au film de la conférence mp4 (HD) (596 Mo) ou mp4 (222 Mo). Prise de son et Montage : Delphine Chareyron pour CultureSciences Physique - ENS de Lyon

Diaporama (pdf) de La première étude globale des eaux de surface de la Terre avec la mission satellite SWOT.