5.2 Sensibilité de la salinité inversée aux erreurs de mesures

L’erreur sur une mesure radiométrique individuelle de MIRAS est supérieure à 1 K, ce qui implique que l’incertitude sur la SSS inversée à partir d’une mesure individuelle de Tb peut être supérieure à 5 psu (voir la section 4.6). Une telle incertitude rend les mesures SMOS peu utilisables pour la plupart des applications, la précision recherchée sur la SSS étant inférieure au psu et idéalement de 0.1 psu (voir la section 1.2). Pour améliorer la précision sur la SSS, on peut heureusement améliorer la précision radiométrique de SMOS en combinant plusieurs mesures indépendantes et moyenner les estimations de SSS sur des échelles spatio-temporelles plus grandes que celles de la mesure. Une étude concernant l’incertitude sur la SSS restituée à partir des mesures SMOS est décrite dans l’article reproduit en section 5.2.3. Elle est résumée dans cette section.

Pour réduire l’erreur radiométrique, on dispose de plusieurs estimations indépendantes de Tbmer en un point donné. En se déplaçant sur son orbite, MIRAS prendra des images successives de l’océan décalées spatialement dans la direction de la trace sub-satellite (voir la section 3). Un point de l’océan va donc se déplacer le long d’une ligne dans le champ de vue de l’instrument, que j’appelle la ligne de mesure (dwell line, voir la figure 3.7). Le long de cette ligne de mesure, N mesures du même point de la surface océanique sont effectuées à différents angles d’incidence. N dépend de l’écart entre la ligne de mesure et la trace sub-satellite, c’est à dire de l’abscisse sur la figure 3.5. N est d’autant plus grand que l’on est proche de la trace sub-satellite. Ces N estimations de Tbmer vont ensuite être combinées pour estimer une SSS ”élémentaire”, c’est à dire une SSS instantanée sur un pixel dont la taille typique est de 40 km. Les sections 5.2.1 et 5.2.2 décrivent la méthode d’inversion, proposée par Jackson ([42], que nous avons utilisée.

On peut améliorer la précision sur la SSS estimée en effectuant une moyenne spatio-temporelle des SSSélémentaires (i.e. des SSS instantanée de résolution 40 km). Il s’agit alors de faire le meilleur compromis entre la précision sur la SSS et la résolution spatio-temporelle. Nous avons effectué une moyenne sur des pavés de 200 km x 200 km et sur 10 jours, en nous basant sur les recommandations GODAE (voir le chapitre 1.2).

Pour le calcul d’erreur, nous avons supposé que nous connaissions la SST avec une précision de 1^oC et que la T b était mesurée avec la précision donnée en (3.1). Plusieurs scénarii ont été étudiés concernant l’erreur sur l’estimation du vent: vent totalement inconnu (erreur infinie), vent moyen sur 10 jours connu (l’erreur est alors la combinaison de l’erreur de la mesure et de la variabilité temporelle du vent) et vent instantané connu (erreur de la mesure). L’absence totale de connaissance du vent ou l’utilisation d’un vent moyen sur 10 jours conduit à des erreurs en SSS aux hautes latitudes respectivement de l’ordre de 0.15 et de 0.1 psu qui ne sont pas compatibles avec la précision recherchée. Aux hautes latitudes, où la variabilité temporelle du vent est grande, les SSS inversées en utilisant un vent instantané sont jusqu’à deux fois plus précises que celles déduites des mesures de vent moyennées sur 10 jours. Ceci montre l’importance de l’utilisation de données de vent à haute résolution temporelle dans les zones à forte variabilité temporelle. Par contre, aux basses latitudes, où la variabilité temporelle du vent est faible, l’utilisation du vent moyen conduit à des précisions légèrement supérieures à celles obtenues avec le vent instantané. En effet, la diminution de l’erreur de mesure du vent par moyennage l’emporte sur l’augmentation de l’erreur créée par la variabilité temporelle. Par ailleurs, nous avons estimé que la variabilité spatiale du vent à l’échelle de 200 km était négligeable, contrairement à sa variabilité temporelle sur 10 jours.

Nous avons étudié la possibilité de supprimer l’erreur de mesure causée par l’effet Faraday en utilisant T₁ = T_v + T_h pour inverser la SSS. Comme on dispose de deux fois moins d’estimations de la Tb en utilisant T₁ à la place de T_v et T_h séparemment, l’erreur sur l’estimation de la SSS devrait être accrue par un facteur . Ce n’est pas le cas car la sensibilité de T₁ à la SSS est de l’ordre de deux fois plus grande que celles de T_v et de T_h. Par conséquent la précision sur la SSS est peu dégradée lorsque l’on utilise T₁, qui a l’avantage d’être insensible à l’effet Faraday.