Télédétection de la salinité à la surface des océans : variabilité de la salinité de surface d'après un modèle global de couche mélangée océanique

par Sylvain Michel

Thèse de doctorat en Méthodes physiques en télédétection

Sous la direction de Jean Tournadre.

Soutenue en 2006

à Paris 7 .


  • Résumé

    En préparation du satellite SMOS de l'ESA, nous proposons une méthode pour estimer la salinité de surface des océans (SSS) à partir des observations satellitaires actuelles. Un modèle simplifié de couche mélangée océanique, basé sur la formulation "slab mixed layer" (Frankignoul et Hasselmann, 1977), est implémenté sur l'océan global avec une résolution proche de 100 km et intégré au cours d'une année climatologique. La profondeur de la couche mélangée (MLD), dérivée des observations de température de surface (SST) grâce à une technique d'inversion originale, est bien corrélée aux estimations basées sur des données in situ. Cette profondeur effective représente la pénétration des flux air-mer et assure la cohérence entre les flux, les courants et la SST. La simulation est d'abord validée en examinant le bilan de chaleur dans l'Atlantique Nord-Est, par comparaison aux mesures et aux modèles de l'expérience POMME. Puis le bilan de salinité est étudié dans le domaine global, en termes de distribution géographique et d'évolution saisonnière. L'équilibre entre les différents processus est généralement plus complexe que pour la température : le flux atmosphérique est moins prépondérant (22%), tandis que l'advection géostrophique (33%) et le mélange diapycnal (22%) contribuent fortement. Ce modèle restitue la variabilité de la SSS sur la majeure partie des océans et simule les variations journalières de SSS, qui ne sont pas représentées à l'échelle globale dans les observations actuelles. Grâce à sa simplicité et à sa rapidité, le modèle pourra aider à la calibration/validation de SMOS et fournir une estimation a priori pour l'algorithme de restitution de la SSS.

  • Titre traduit

    Remote sensing of sea surface salinity : Ocean surface salinity variability from a global mixed layer model


  • Résumé

    To contribute to ESA's SMOS mission, we propose a method for estimating sea surface salinity (SSS) from current satellite observations and for studying the mechanisms governing ils variability. A simplified model of the ocean mixed layer, based on the "slab mixed layer" formulation (Frankignoul et Hasselmann, 1977), is implemented over the global ocean, using a near 100 km resolution, and integrated during a climatological year. The mixed layer depth (MLD), derived from surface temperature (SST) observations using an original inversion technique, is well correlated to in situ estimates. This effective depth represents the air-sea fluxes penetration and ensures consistency between fluxes, currents and SST. We first validate the simulation through examination of the heat budget in the north-eastern Atlantic, by comparing to measurements and models from the POMME experiment. Then we study the salinity budget in the global domain, in terms of its geographical distribution and seasonal evolution. The balance between the various processes appears generally more complex than for temperature: the role of atmospheric flux is less predominant (22%), while geostrophic advection (33%) and diapycnal mixing (22%) contribute more strongly. The model succeeds in reconstructing SSS variability over most of the oceans and simulates daily SSS variations, which are not represented in current observed data at a global scale. Owing to its simplicity and fast computation, the model will help for the calibration/validation of SMOS measurement and provide a first guess estimate to the SSS restitution algorithm.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (353 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 79 réf.

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  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2006) 206

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 06 PA07 7206
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