Analyse des mesures radiométriques en bande-L au-dessus de l'océan : campagnes CAROLS

Radiometric analysis of L-band over the ocean : CAROLS campaigns

• Auteur / Autrice : Adrien Martin
• Direction : Jacqueline Boutin, Danièle Hauser
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Méthodes physiques en Télédetection
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rugosité

Radiométrie

Mer

Résumé

Un regain d'intérêt pour la télédétection de la salinité de surface de l'océan (SSS) par radiométrie en bande-L (\SI{21}{cm}) est apparu dans les années 1990 et a conduit au lancement des missions spatiales SMOS (nov. 2009) et Aquarius (juin 2011). Cependant, en raison du faible rapport signal sur bruit, l'inversion de la SSS à partir des mesures radiométriques en bande-L est très difficile. Ce travail porte sur l'étude de la signature radiométrique en bande-L des propriétés de la surface de l'océan (en particulier SSS et rugosité) à partir des mesures du radiomètre aéroporté en bande-L CAROLS, acquises dans le golfe de Gascogne en 2009 et 2010. Une première étude a montré que la SSS déduite des mesures du radiomètre CAROLS était précise à mieux que \SI{0. 3}{pss} dans une zone de forte variabilité spatio-temporelle avec une meilleure précision que les modèles océanographiques côtiers. La seconde étude qui combine les mesures passives (CAROLS) et active (diffusiomètre en bande-C STORM) a mis en évidence l'amélioration des nouveaux modèles de rugosité par rapport aux modèles pré-lancement satellitaires. Par ailleurs, l'étude a montré l'importance de la prise en compte des moyennes et grandes échelles de rugosité (\SI{> 20}{cm}) pour l'interprétation des mesures radiométriques loin du nadir.

A renewal of interest for the radiometric L-band (\SI{21}{cm}) sea surface salinity (SSS) remote sensing appeared in the 1990s and led to the launch of the space missions SMOS (November 2009) and Aquarius (June 2011). However, due to the low signal to noise ratio, retrieving SSS from L-band radiometry is very challenging. This work focuses on the study of the L-band radiometric signature of the ocean surface properties (especially SSS and roughness), using measurements from the CAROLS airborne L-band radiometer. These measurements were acquired in the Bay of Biscay in 2009 and 2010. A first study shows that SSS derived from CAROLS radiometer measurements was accurate to better than \SI {0. 3}{pss} in an area of high spatial and temporal variability with a higher accuracy than coastal numerical models. The second study which combines passive (CAROLS) and active (C-band scatterometer STORM) measurements, shows the improvement of the new satellite roughness models compared to pre-launch models. In addition, the study shows the importance of taking into account the medium and large roughness scales (\SI{>20}{cm}) for the interpretation of radiometric measurements far from the nadir.