Grand satellite d'observation de l'océan – Copernicus Sentinel-6 – est mis en ligne !

L'altimètre radar Copernicus Sentinel-6 Poseidon-4 à double fréquence (bandes C et Ku) utilise un mode entrelacé innovant qui a amélioré les performances par rapport aux conceptions précédentes d'altimètres satellites. Crédit : ESA/ATG medialab

Après le décollage en novembre dernier et plus de six mois passés à calibrer soigneusement la mission la plus avancée dédiée à la mesure de l'élévation du niveau de la mer, Copernicus Sentinel-6 Michael Freilich est maintenant opérationnel - ce qui signifie que ses données sont disponibles pour les chercheurs en climatologie, les prévisions météorologiques océaniques et d'autres utilisateurs de données.

Sentinel-6 fait partie de la famille des missions Copernicus de l'Union européenne mais sa mise en œuvre est le fruit d'une coopération exceptionnelle entre la Commission européenne ESA, Eumetsat, la NASA et la NOAA, avec la contribution de l'agence spatiale française CNES. La mission comprend deux satellites identiques lancés à cinq ans d'intervalle : Copernicus Sentinel-6 Michael Freilich lancé le 21 novembre 2020 et Copernicus Sentinel-6B, qui sera lancé en 2025.

L'élévation du niveau de la mer est un indicateur clé du changement climatique. Il est donc essentiel de surveiller avec précision l'évolution de la hauteur de la surface de la mer au fil des décennies pour la science du climat, pour l'élaboration des politiques et, en fin de compte, pour protéger la vie des personnes vivant dans les régions de faible altitude à risque. .

Amélioration de la hauteur significative des vagues de Sentinel-6 par rapport à Jason-3. Au cours des six derniers mois, Copernicus Sentinel-6, Michael Freilich, a orbité en tandem avec la mission de référence altimétrique actuelle, Jason-3, afin que les satellites aient la même "vue" sur l'océan. Il est important d'établir les différences entre Sentinelle-6 et Jason-3 si l'on veut maintenir la stabilité des séries chronologiques d'élévation du niveau de la mer à partir de l'altimétrie satellitaire. Le graphique montre l'écart type de la hauteur significative des vagues au-dessus de l'océan pour différentes hauteurs significatives des vagues pour un cycle complet de 10 jours de Copernicus Sentinel-6 et Jason-3 en utilisant des données en mode basse résolution. La hauteur significative des vagues est définie comme le tiers supérieur de la hauteur des vagues pour un échantillon donné d'état de la mer. Le graphique met en évidence l'amélioration (inférieure) du bruit significatif de la hauteur des vagues de Copernicus Sentinel-6 par rapport à Jason-3. Le graphique à barres d'arrière-plan montre le nombre de points de données en pourcentage en fonction de la hauteur significative des vagues (regroupement de 0.1 m). Crédit : CLS

Utilisant la dernière technologie d'altimétrie radar, développée par l'ESA, cette nouvelle mission fera progresser le record à long terme des mesures de hauteur de la surface de la mer commencé en 1992 par le satellite franco-américain Topex-Poséidon puis la série de missions satellitaires Jason.

Sentinel-6 Michael Freilich prendra bientôt le relais et étendra cet ensemble de données – un ensemble de données qui est le «gold standard» pour les études climatiques.

Julia Figa Saldana, responsable du programme d'altimétrie océanique chez Eumetsat, a déclaré: "Nous avons fait voler Copernicus Sentinel-6 Michael Freilich sur la même orbite que la mission de référence altimétrique actuelle, Jason-3, au cours des six derniers mois afin que les satellites aient le même "vue" sur l'océan.

« Des experts du monde entier ont collaboré de manière intensive au cours des six derniers mois, malgré les contraintes sur le lieu de travail causées par la pandémie de coronavirus, pour effectuer un étalonnage croisé de leurs données afin d'en garantir l'exactitude. Les données sont maintenant traitées à Eumetsat à Darmstadt, en Allemagne, d'où le satellite est également contrôlé, et d'où les données sont diffusées aux utilisateurs des prévisions océaniques et météorologiques.

Amélioration du bruit de la gamme Sentinel-6 par rapport à Jason-3. Au cours des six derniers mois, Copernicus Sentinel-6, Michael Freilich, a orbité en tandem avec la mission de référence altimétrique actuelle, Jason-3, afin que les satellites aient la même "vue" sur l'océan. Il est important d'établir les différences entre Sentinelle-6 et Jason-3 si l'on veut maintenir la stabilité des séries chronologiques d'élévation du niveau de la mer à partir de l'altimétrie satellitaire. Le graphique montre l'écart type de la plage altimétrique retracée au-dessus de l'océan pour différentes hauteurs de vagues significatives pour un cycle complet de 10 jours de Sentinel-6 et Jason-3 en utilisant des données en mode basse résolution. La hauteur significative des vagues est définie comme le tiers supérieur de la hauteur des vagues pour un échantillon donné d'état de la mer. Le graphique met en évidence le bruit de plage amélioré (inférieur) de Sentinel-6 par rapport à Jason-3. Le graphique à barres d'arrière-plan montre le nombre de points de données en pourcentage en fonction de la hauteur significative des vagues (regroupement de 0.1 mètre). Crédit : CLS

Craig Donlon, scientifique de la mission Sentinel-6 de l'ESA, a déclaré : « S'appuyant sur une longue lignée de missions d'altimètre bi-fréquence du patrimoine européen, l'altimètre Poséidon-6 de Sentinel-4 a été conçu pour apporter de nouvelles mesures radar à synthèse d'ouverture en bande Ku à haute résolution dans la série temporelle de référence altimétrique.

« Pour gérer en toute confiance la transition des mesures à basse résolution de Jason-3 aux produits à haute résolution de Sentinel-6, Poseidon-4 acquiert simultanément les mesures conventionnelles à basse résolution et les mesures radar à synthèse d'ouverture haute résolution. Les produits haute résolution seront disponibles plus tard cette année. Nous sommes vraiment ravis de voir que les données de Sentinel-6 montrent d'excellentes performances basées sur la validation par des mesures indépendantes sur le terrain. »

L'installation permanente d'étalonnage altimétrique sur l'île de Crète en Grèce abrite un transpondeur (CND1) qui est essentiel à cette validation, garantissant que les données basse résolution de Sentinel-6 sont les mêmes que celles de Jason-3. Le transpondeur reçoit le signal radar Sentinel-6, qui est amplifié et retransmis au satellite fournissant une source d'étalonnage externe bien caractérisée.

Le Dr Donlon a expliqué : « Les mesures du transpondeur CDN1 montrent que la différence absolue entre les mesures de Sentinel-6 et de Jason-3 est inférieure à 2 mm, ce qui est remarquable pour deux satellites indépendants opérant à une altitude de 1330 km.

« Etablir les différences entre Sentinel-6 et Jason-3 est important si la stabilité de la série chronologique d'élévation du niveau de la mer à partir de l'altimétrie par satellite doit être maintenue avec de faibles incertitudes. »

Nadya Vinogradova-Shiffer, scientifique du programme de la NASA pour Sentinel-6 Michael Freilich, a déclaré : « La publication de ces données marque le début d'une nouvelle ère Sentinel d'altimétrie par satellite océanique pour la communauté scientifique de la NASA et l'équipe scientifique internationale de topographie de la surface des océans, qui sont enthousiastes, prêts et désireux d'étendre près de trois décennies de découvertes en sciences océaniques et climatiques. » 

Depuis le 22 juin 2021, deux flux de données de hauteur de surface de la mer à faible résolution sont disponibles pour le public. Le premier est disponible quelques heures après que l'altimètre Poséidon-6 de Sentinel-4 l'ait collecté et le deuxième flux arrive quelques jours après son acquisition. La différence entre le moment où les produits deviennent disponibles équilibre la précision avec la rapidité de livraison pour des tâches telles que la prévision du temps ou la surveillance de la formation d'ouragans.

Le troisième flux de données, qui devrait être distribué plus tard cette année ou au début de l'année prochaine, sera le plus précis.

Le directeur de l'espace de la Commission européenne, Matthias Petschke, a déclaré : « Préparer notre résilience et nous adapter à l'élévation du niveau de la mer résultant du changement climatique est une priorité absolue dans les décennies à venir, dans le cadre du pacte vert européen. A partir des scénarios publiés en 2015 pour la Cop21, on constate que le phénomène de montée du niveau de la mer s'accélère plus vite que prévu. Cela affectera nos côtes européennes dans les décennies à venir, c'est une certitude, et c'est critique pour certains pays européens.

« Les missions Jason, dans le passé, et maintenant Copernicus Sentinel-6, sont des solutions uniques pour nous donner des informations précises sur cette tendance, l'observer et la surveiller avec précision, tout en révélant cette accélération alarmante de la hausse. »