4.6.3 Effet de l’écume sur la température de brillance de l’océan

si l’on néglige la modulation par les grandes vagues. Au nadir, d’après le modèle d’émissivité de l’écume de Stogryn, Tbec. - Tbmer est de l’ordre de 115 K. À = 60^o, cette différence est de l’ordre de 15 K en V-pol (forte diminution) et 80 K en H-pol (faible diminution).

Les figures 4.52, 4.53 et 4.54 illustrent l’influence de l’écume sur Tbmer^* respectivement à 0^o, 30^o et 60^o d’angle d’incidence. Seule la composante omnidirectionnelle et dépendante du vent Tb,0^* y est représentée car l’effet de l’écume sur les harmoniques 1 et 2 est très faible (moins de 0.1K). Le modèle de couverture d’écume utilisé pour ces simulations est celui proposé par Monahan et O’Muircheartaigh ([62]) décrit dans la section 4.5.1, le modèle d’émissivité de l’écume est celui de Stogryn ([84]) décrit dans la section 4.5.2. La température de brillance induite par une surface océanique rugueuse et sans écume a aussi été représentée pour comparaison.

FIG. 4.52: Variation, au nadir, de la température de brillance de la mer avec le vent à 10 mètres de hauteur (U10 ) induite par la rugosité de surface uniquement (trait fin) et par la rugosité de surface et l’écume (trait épais), en V-pol et H-pol (les courbes sont confondues). La SST est de 15o C et la SSS est de 35 psu.

FIG. 4.53: Variation, à 30o d’angle d’incidence, de la température de brillance de la mer avec le vent à 10 mètres de hauteur (U10) induite par la rugosité de surface uniquement (trait fin) et par la rugosité de surface et l’écume (trait épais), en V-pol (trait plein) et H-pol (tirets). La SST est de 15o C et la SSS est de 35 psu.

FIG. 4.54: Variation, à 60o d’angle d’incidence, de la température de brillance de la mer avec le vent à 10 mètres de hauteur (U10) induite par la rugosité de surface uniquement (trait fin) et par la rugosité de surface et l’écume (trait épais), en V-pol (trait plein) et H-pol (tirets). La SST est de 15o C et la SSS est de 35 psu.

Alors que l’effet de la rugosité sur Tbmer est proche d’un comportement linéaire en vent, l’effet de l’écume évolue avec le vent selon une loi de puissance, à cause du taux de couverture de l’écume qui évolue de manière similaire. Au nadir, l’effet de l’écume prédit par ce modèle est sensible dès 5 m.s^-1, en augmentant T bmer d’un dizième de Kelvin. Pour des vents forts (supérieurs à 20 m.s^-1), l’écume a un effet du même ordre de grandeur que celui créé par la rugosité. Quand l’angle d’incidence augmente, l’effet de l’écume diminue, particulièrement en V-pol. En effet, d’après le modèle de Stogryn pour Tbec., la différence T bec. - Tbmer diminue fortement en V-pol et sensiblement en H-pol quand augmente de 0^o à 60^o. Ce n’est pas forcément le cas avec d’autres modèles de Tbec.. Tbec. déduite du modèle de constante diélectrique proposé par Droppleman ([25], voir section 4.5.2) augmente en V-pol quand augmente. Par conséquent, l’effet de l’écume sur Tb,0 diminue moins en V-pol qu’avec le modèle de Stogryn. De plus, bien qu’avec le modèle de Stogryn l’effet de l’écume diminue en V-pol quand augmente, l’effet de la rugosité diminue aussi quand augmente, si bien que l’écume constitue toujours une part importante de l’effet du vent.

L’estimation de l’effet de l’écume dépend fortement du modèle utilisé et de paramètres très mal connus tels que la taille des bulles et l’épaisseur de la couche d’écume. Reul et Chapron ([75]) ont fait récemment une étude détaillée de la modélisation de l’effet de l’écume sur l’émissivité en bande L. Villarino et al. ([92]) ont étudié l’influence de l’écume sur des mesures radiométriques haute résolution temporelle en bande L issues de la campagne WISE 2001 et des comparaisons des estimations des modèles avec les données des campagnes WISE et EuroSTARRS sont effectuées dans la section 7.3. Il n’en reste pas moins qu’une expérience spécifiquement dédiée à l’étude de l’émissivité de l’écume en bande L est très souhaitable.

Si l’on prend en compte le fait que l’épaisseur de la couche d’écume (supposé être de l’ordre de 1 à 2 cm) est faible comparée à ₀ = 21 cm, il est possible que, pour des vents modérés, l’effet de l’écume soit faible sur T bmer en bande L, ou en tout cas plus faible que celui prédit par un modèle d’émissivité tel que celui de Stogryn (voir l’étude faite par Boutin et al. [6]). De plus, les données à basse fréquence disponibles à ce jour mènent à la même conclusion (voir la section 7.3).