Altimétrie radar

Accès à la donnée

Présentation

ERS-2 est une mission d’altimétrie spatiale, en orbite de 1995 à 2010, et ayant fourni des données altimétriques jusqu’en 2011. Le principe de la mesure altimétrique consiste à mesurer le temps de propagation d’une onde radar entre l’antenne de l’altimètre radar et la surface terrestre. Cette onde radar est analysée au moyen d’un algorithme dédié afin d’obtenir une estimation précise de la distance entre le satellite et la surface terrestre et de différents paramètres déduits de l’écho radar. Cette distance, corrigée des retards dus à la traversée de l’atmosphère, est soustraite à l’orbite du satellite déduite des mesures faites par d’autres instruments à bord (DORIS, GPS, laser), pour en déduire l’élévation de la surface par rapport à une surface de référence (ellipsoïde) (Chelton et al., 2001 ; Frappart et al., 2018).

Le produit d’altimétrie radar issu de ERS-2 est dédié aux surfaces continentales. Il est complémentaire du produit ERS-2 REAPER distribué par l’ESA pour les applications océaniques (ESA Reaper, 2015). Les données ERS-2 sont disponibles de mai 1995 à juin 2003 sur l’ensemble du globe entre les latitudes 81,46° N et 81,46° S.

Le Centre de Topographie des Océans et de l’Hydrosphère (CTOH) a retraité les formes d’ondes brutes (données WAP) de la mission ERS-2 en utilisant une nouvelle implémentation de l’algorithme du retracker ICE-2. Ce nouveau produit ERS-2 intègre de nouvelles corrections compatibles et homogènes avec la mission ENVISAT (v2.1) afin d’être adapté à l’étude des surfaces continentales mais avec une couverture globale. Ce produit couvre tout le globe et il permet d’avoir une continué des données et de les analyser sur le long terme avec la mission ENVISATv2.1 (entre 1995 et 2010).

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) avec une revisite de 35 jours. La liste des paramètres disponibles, incluant les positions géographiques, le temps d’acquisition, l’ensemble des variables permettant de calculer la hauteur altimétrique, les sorties de plusieurs modèle de géoïde et la rétrodiffusion altimétrique, est fournie dans le guide de l’utilisateur.

Ces données peuvent être visualisées et traitées pour la génération de séries temporelles de hauteur d’eau avec le logiciel Multi-mission Altimetry Processing Software (MAPS) (Frappart et al., 2015).

Contact

Satellite

Nom : ERS-2

Mode d’imagerie : Radar

Bandes spectrales : Ku (13,8 GHz)

Incidence : verticale

Résolution : 350 m pour les données à haute fréquence (20 Hz) et de 7 km pour les données à basse fréquence (1 Hz)

Capacité d’observation : 

• Mesures : mesures faites le long de 1002 traces uniformément réparties à la surface du globe dont l’inter-trace à l’équateur est de 75 km
• Revisite : 35 jours

Couverture : 

• Zone : global (entre latitudes 81,46° N et 81,46° S)
• Période : mai 1995 à juin 2003

Plus d’informations sur http://ctoh.legos.obs-mip.fr/products/alongtrack-data/ctoh-ers-2-handbook

Niveau

Les données altimétrique ERS sont, à l’origine, seulement diffusées en produit de niveau 2 pour des applications océaniques. Le CTOH a développé une nouvelle version de la chaîne de traitement altimétrique à partir de la chaîne originelle conçu par le LEGOS pour traiter les missions ERS (Legrésy and Rémy, 1997) et a procédé à une réanalyse complète des formes d’onde altimétriques ERS-2 à partir des données WAP aimablement fournies par l’ESA. Ce retraitement des formes d’onde ERS-2 inclus une nouvelle implémentation de l’algorithme du retracker ICE-2, avec des corrections altimétriques supplémentaires pour rendre les données ERS-2 compatibles et homogènes avec celles de la mission ENVISAT-v2.1. L’objectif est d’assurer la continuité des données sur le long terme pour leur analyse sur les continents et la cryosphère.

Ce traitement contient les paramètres des retrackings ICE-1 et ICE-2 et des corrections altimétriques 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 de troposphère sèche globale à partir des champs ERA-INTERIM (Blarel et Legresy, 2013) et une nouvelle correction Doppler (Blarel et Legresy, 2012). Pour chaque paramètre de forme d’onde (range, backscatter, leading edge width et trailing edge slope) nous avons calculé des corrections empiriques de façon à les rendre comparables avec ceux du produit ENVISAT-v2.1. Il en résulte un ensemble d’informations permettant d’assurer la continuité entre les missions ERS-2 et ENVISAT (Frappart et al., 2016).

Format

Les données ERS-2 sont disponibles au format netcdf dans des fichiers par trace et par cycle. La position et le numéro des traces de la mission ERS-2 est disponible 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.

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., Blumstein D., Cazenave A., Ramillien G., Birol F., Morrow R., Rémy F. (2017). Satellite altimetry: principle and major applications in Earth Sciences. In Webster J. (Ed.), Wiley Encyclopedia of Electrical and Electronics Engineering, John Wiley & Sons, Inc., 1-25,  doi: 10.1002/047134608X.W1125.pub2.

Autres références citées :

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

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.

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

LIENS

Manuel de l’utilisateur / User handbook: http://ctoh.legos.obs-mip.fr/products/alongtrack-data/ctoh-ers-2-handbook