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Paramètres de surface océanique par télédétection Oceanic surface parameters by remote sensing Dominique DAGORNE – IRD – Centre de Bretagne – US025

Paramètres de surface océanique par télédétection Oceanic surface parameters by remote sensing

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Paramètres de surface océanique par télédétection Oceanic surface parameters by remote sensing. Dominique DAGORNE – IRD – Centre de Bretagne – US025. Aim : For the « final » users, collection of the main products of oceanic surface parameters obtained by remote sensing - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

Paramètres de surface océaniquepar télédétection

Oceanic surface parameters by remote sensing

Dominique DAGORNE – IRD – Centre de Bretagne – US025

Page 2: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

Aim :

For the « final » users, collection of the main products of

oceanic surface parameters obtained by remote sensing

- products

SST , SSR (« color ») , « wind », « topography» (futur (2008 ?) : Salinity)

- delivery : Delayed Time : DT (historical) /Near Real Time : NRT (operationnal ?)

- spatio - temporal scale at the best «résolution » (?)

hourly - daily – weekly – monthly - … climatology

local – regional – global

studies areas :

ocean east boundary systems (Upwelling)

Equatorial Atlantic (EGEE/AMMA)

others requirements : Pacific , Indien, mediterranean,..

Page 3: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

USING

Observation

- temporal analysis of parameters : values, anomalies, indexes, ( ex CUI)

temporal plot , transect space – time (hovmoller)

: advanced data analysis : EOF, wavelet,..

Modelisation

- Validation : sparse in-situ data (ship, buoys,..)

- Forcing parameters : monthly climatologies , 8 days SST, daily wind,..

Derived products

- others « satellite » products of interest : radiative fluxes, clouds , aerosols, ..

- Turbulent fluxes (latent – sensible) and net balance

Page 4: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

SOME DEFINITIONS

Satellite DATA and PRODUCTS :

level 0 : « raw » satellite measurement obtained in « direct read out » receiving station

level 1 : L0 démultiplexed (DN) radiance + parameters : calibration, navigation, time,..

level 2 : calibrated data « Top Of Atmosphere »

reflectance (VIS, NIR) – brighness temperature (Tb) (IR, MW)

(geo)localisation - « cloud mask »

level 3 : surface (or atmospheric) geophysical parameters

obtained by (complex) modelisation of satellite data .

( direct-inverse problems - others data : meteorological )

- atmospherics effects ( angles , water vapour, .. )

- primary products : ex : SST , Nlwr i,..

- surface effects ( marine optics , emissivity, rugosity,..)

- secondary products : ex : « color» ( CHLa, PAR,..), wind, ..

« instantaneous » cartographic restitution

level 4/5 : level 3 multitemporal composite (synthesis) by (M)hours, (N) days , week, month

ex : daily Mean Wind Field , 3 days SST , Weekly CHLa

« synthesis » products obtained by merging and interpolation

ex : global interpolated SST, Primary Production (CHL,SST, PAR,..)

Page 5: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

CONSTRAINT (1)Physics of measurement

Remote sensing : long distance electromagnetic spectrum observation

of earth - atmosphere system by a couple vector-sensor

Depending of

collector (telescope-antenna) detector (Signal / Noise ) spectrum (width,window, absorption, diffusion,..) instant (Day/Night, viewing - solar angles,..) atmosphere : Temperature, Humidity,

CLOUDS , aerosols, ozone, rare gas surface : reflectance , emissivity, temperature,..

direct communication – on-board recording

Passive surface observation domain : window channels (radiometer) - « refectivity » :0.4 -4 mu : Visible – Near Infra-Red VIS/NIR (0.5 – 1.2, 1.6 mu)

Mean Infra-Red MIR ( 3.6 mu) - « emissivity » : 3-15 mu : Thermic Infra-Red TIR ( 10-12 mu) Micro-Wave MW ( 10 – 21 – 37 - 85 – 150 Ghz)

Active : radar micro-wave (scaterrometer, altimeter)

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Page 7: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing
Page 8: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

CONSTRAINT (2)

Sensor(s) – Vector system

Orbit satellite :

- polar heliosynchronous ( ~ 800 km) – equatorial

2 pass by day : ASCending/DEScending orbits (latitude effect)

- geosynchronous (~ 36000 km) : fixed earth observation

Sensor :

optical (VIS-NIR, TIR) : nadir scanning

wide viewing fields for global environnement

( # narrow viewing for earth observation )

antenna ( passif MW ) : lobe – conical scanning

Détector : spectro - radiometers (CCD) :

surface imager (window) - vertical atmospher sounding

compromise between channel bandwidth – channel number and résolution

weight / volume - power ( actif radar )

on board archiving - transmission capabilities

Page 9: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

CONSTRAINT (3)

acces and distribution ( cf « level » .. Data - Product)

Scale – résolution

Spatial : global (100-10 km) / regional (10-1km) / local (< 1 km)

local acquisition et preprocessing : receiving station (ex : NOAA/HRPT)

archiving – distribution (Global/Regional DAC )

opérationnal ( WHO ?? )

temporal : month / week / instantanneous ( day / hour) - delivery (DT/NRT)

Quality

« processing » validity ( preprocessing from level 0 to level 4 )

calibration – navigation – cloud – geophysical algorithm (ex : SST)

« practical issues »

software : (I/O : « data format ») – environnement

« standards » : raw / netCDF / HDF /... - software tools : matlab / IDL /…

consultation (WEB-LAS) - transfert (ftp)

distributed or local processing (OpenDAP)

Page 10: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

CONSTRAINT (4)

history : mécanics (rocket - satellite)

électronics – computing (telecom – archiving - processing,..)

1972 (LANDSAT) for earth observation

météorology – environnement : 1978 (TIROS-N (NOAA)– GOES/ Meteosat1 ) )

operationnals agencies : NOAA – EUMETSAT – JMA – CMA : operationnal

POES : Polar Orbiter Environnement System

NOAAi ( now 18) – METOP (07/2007) – (FY- i)

DMSP ( SSM/I) (Navy , USAF,..)

GOES : Geosynchronous ,, ,, ,,

GOES-N , Meteosat (Met8-MSG) , GMS, (FY- i+1)

scientifics agencies : NASA – ESA – JAXA : experimental

SEASAT (SAR - SMRR), NIMBUS (HCMM-CZCS)-Orbview (seawifs)

ERS 1-2 (wind) , JASON – T/P (altimetry)

ENVISAT : MERIS,…, EOS (Acqua-Terra..) : MODIS, AMSR,..

TRMM/TMI - SMOS

Page 11: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

AVAILABLE PRODUCTS FOR OCEAN

- SST : Sea Surface Temperature

- SSR : Spectral Surface Reflectance or « color » :

Normalized leaving Water Radiance by channel

CHLA, attenuation (Kxx), CDOM, MES, FLH,optical depth, PP..

- « wind » : speed modulus – direction - components - stress

- « altimetry » : Sea Level Anomaly ( / mean ) ,

derived product : currents, eddies,..

- restitution technics

- sources

- résolutions - history

- limitations

Page 12: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

Sea Surface Temperature (1)1972 : Thermic Infra-Red channel using

channel 10-12 mu : atmospheric transparent window for TIR

Planck law : Radiance Brightness temperature (Tb) Top Of Atmosphere

1978 – atmospheric correction « Water Vapour » « Skin » temperature

differential absorption : « Split Window » algorithm ( sea emissivity = ctse , WV weak )

Radiative transfert modelisation (MODTRAN) + atmospheric models (R.S. : PTH , aerosols, angles,..)

+ expérimental adjustement by satellite , day/night with in-situ measurement (buoys)

global / local processing (geographic, temporal )

CLOUD MASKING problem (atmospheric preprocessing )

VIS (day ) et MIR-TIR (day – night ) channel using

outside satellite datas (WV) and/or meteorological analysis/forecast

SST climatology – « local » atmospheric methodology

Vectors

Polar heliosynchronous - ~ 3000 km by swath

2 pass / day : ASCending – DEScending - resolution 1 km

Géosynchronous : acquisition 30 mn (15 mn) – fixed geometry

temporal synthesis : 3H – 12 H - resolution ~ 5 km ( 3km)

Page 13: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

Sea Surface Temperature (2)

NOAA-AVHRR : Advanced Very High Resolution Radiometer ( POES : NOAA-METOP )

5 channels VIS/NIR /MIR - 2 TIR ( 11 – 12 mu for atmospheric correction)

- NRT : acquisition HRPT/LAC (bande L) Level 0 - preprocessing ( L1b, L2)

~ 2000 km around receiving station – 2 (N) orbits/day - satellite ( latitude)

~ nominal 1 km ( ~ 5 km side ) – L3/L4 SST reprojected / synthesis (D,W,M)

ex : Europe ( SAF OI-Medspiration – 2km ) : NAR-SST , local receiving stations

- DT : global recording « on board » (GAC) - ~4 km subpoint

historical re-processing ( calibration, cloud, quality , synthesis,..)

PathFinder (PF) PO-DAAC 1985 – 2004 : - V4 : 9 km / V5 : 4km - daily ( night SST)

Physical Oceanography – Distributed Active Archive Center - NASA

EOS (Terra-Acqua) – MODIS (spectro-imager 32 channels VIS/NIR – MIR – TIR – 1 km )

NRT : acquisition (Bande X) + (pre)processing + distribution

ex : Europe : NERC : Dundee (acq) + PML/RSDAS (océano)

DT : 07/2002 (Acqua only ) – present

NASA – JPL : OceanColor (J-2) : day – 3D - week – month

day SST data ( with « color  products »)

Page 14: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

Sea Surface Temperature (3)

MSG+GOES : geosynchronous ; Atlantic + South East Pacific coverage

NRT – DT : SAF-OI / EUMETSAT ( Météo-France / CMS Lannion)

Atlantic MSG : 07/2004 ( GOES : 07/2001)

3H synthesis (synop) – 12H ( night – day ) ; 10 km resolution

1H SST + flags – 5 km resolution

rigourous cloud mask ( SAF-NC) + SST algorithms

product : Medspiration : EU / GHRSST-PP ( with NOAA-AVHRR 2 km local)

GOES/NOAA : 6 km resolution

Others SST sources

ENVISAT/MERIS : spectro-imager 15 channel VIS-PIR / MIR / IRT – 1 km

~ MODIS : multi-usage ( ocean, continent, atmosphere)

ENVISAT/AATSR : bi-angular correction 1 channel - scientific product

Project : GHRSST-PP

comparaison / validation ( buoys – inter satellite ) : Match Data Base

SST skin-bulk - diurnal heating ( wind , solar flux) – WV/aerosols

climatologies

Page 15: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

Sea Surface Temperature (4)

Passive MicroWave (MW) measurement ..( Heritage from DMSP-SSM/I (1988))

« bulk » SST restitution by simultaneous MW channels (10.7 GHz for SST )

atmospheric interaction ( TWV, PWV, RR:rain ), surface (wind), SST, ..

NB : - Sea Surface Salinity (1.4 Ghz – interferometry ) by SMOS / ACQUARIUS (2007 ?)

TRMM/TMI Tropical Rainfall Measurement Mission – Microwave Imager : 1998/12

« equatorial » orbit 40N-40S

EOS-ACQUA/AMSR-E : Advanced Microwave Scanning Radiometer : 2002/07

polar heliosynchronous (pb in some countries : radio frequency pollution)

NRT/DT : REMSS (ssmi.com) / NASA

daily ( ASC/DES) - synthesis : 3 days / week/ month

no clouds limitations - resolution : ¼ deg (~ 25 km )

limitations : precipitation ( rain droplet interaction )

near coast ~100 km (continent –Island ) from MW emissivity

Page 16: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

SST AVHRR global (PathFinder)

Daily ( orb desc) – Weekly

Global daily Analyzed product

with number and age observation

Page 17: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

SST AVHRR local - regional – 2 km

4 pass ( 2 satellites NOAA 16-17)

Page 18: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

SST AVHRR

2 km

September 2002

3 Weeks

Monthly

Source :

SATMOS

Météo-France

Page 19: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

ATL- SST

MSG-GOES

Daily

10 km

Page 20: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

ATL-SST

MSG-GOES

12 hourly (day)

10 km

( but 3 km « raw »

Hourly - MSG

Intermediate product )

Page 21: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

SST - MW

Resolution ~25 km

Daily

TRMM/TMI

Orb ASC/DES

1 day

3 days synthesis

AMSR-E/ACQUA

3 days synthesis

Page 22: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

SSR Spectral Surface Reflectance - « Ocean Color » (1)Interaction of incidente light with particules in suspension in water :

Phytoplancton , Dissolved Organic Matter (DOM), suspended matter (MES)

Measurement : Radiance values in several VIS channels (narrow bandwith )

- hight atmospheric sensibility (diffusion) et CLOUDS

- complex atmospherics corrections : WV, ozone, viewing-solar angles , « sun glint »

- experimental bio-optical algorithms

Nlwr i : Normalized Leaving Water Radiance , band i ( 412, 443, 488, 510/530, 550, 670 mu)

CHL : Chlorophylle-a (many algorithms) ocean/coastal : OC4 (seawifs) – OC5 (MODIS) ,

others : ocean ( turbidity ,CDOM, MES). ..et atmospheric parameters ( PAR, aerosols : AOT, rayleight,..)

IOP : Inherent Optical properties , FLH : Fluorescence Line height (photosyntetic efficiency)

PP : Primary Productivity

Satellite Receiving signal is

80% from atmospheric sources

(outside clouds ! )

Page 23: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

Top Of Atmosphere Radiances ( Lsat)

Atmospheric Radiative Transfer Model

Normalized Water Leaving Radiance (Nlwr) – channel i

Photosynthetic Ocean Color Algorithms PhotosyntheticAvailable Radiation (empirical/semi analytical) efficiency(PAR) solar (0.4-0.7) ( empirically from SST)

Sea Surface CHLa concentrations

Primary Production model

Higher level model(export production, carbon

sequestration, fisheries,)

Page 24: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

SSR - « Ocean Color » (2)Vector : heliosynchronous polar orbiter (geosynchronous project : GOES-R .. 2010 ?)

1 pass / day ( day orbit )

Sensor : CZCS (NIMBUS 7) : Coastal Zone Color Scanner .. For memory !

SeaWIFS (orbview2) : Sea-viewing Wide Field of View Sensor 1998-2004

MODIS (EOS) : Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer

TERRA (11/1999) – ACQUA (07/2002)

RT : LAC : acquisition idem SST (NOAA,MODIS) Level 0 / 1b , specifics (pre)processing Level 2

resolution : 1 km , ex : DUNDEE/RSDAS , local receiving station

NRT - DT : archiving – distribution all levels + other data + validation + software

NASA/GSFC http://oceancolor.gsfc.nasa.gov

Level 1-2 : by orbit et preprocessing (seadas)

level 3-4 global: resolution 9km (SeaWifs) ; 4 and 9 km (MODIS/ACQUA only)

Products : Nlwr i , CHLa, K490 (att) – Tau-XX , angstrom + Cloud-Angle-Continent mask

«experimentals products » : CDOM Color Dissolved Organic Matter  (yellow substance)

CWE clear water epsillon, CFI/FLH : chlorophylle fluorescence, DCC: cocolyth concentration

PAR : Photosynthetically Available Radiation , PP : Primary Production

daily (1 orbit) and synthesis basis : 3 days, weekly, monthly

Page 25: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

simultaneous SST/CHLa MODIS 4km NASA/GSFC

(http://oceancolor.gsfc.nasa.gov)

1Day

3Days

1Week

1Month

1Day

1Week

1Month

SST

CHLa

Page 26: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

CHLA MODIS 4km 1W – 1M south HUMbold (http://oceanwatch.pifsc.noaa.gov/

Page 27: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

« Wind » (1)Micro-Wave measurement ( MW)

- passive (radiometer) : simultaneous mesures (Tb) in several MW channels

only speed modulus ( inversion brightness temperature and experimental adjustment )

Sensor/vector : DMSP/SSM-I, TRMM/TMI, ACQUA/AMSR-E

- active (scatterometer) backscatter measurement of surface ruguosity

radar wave emitted and reflected by the surface (stress)

wind speed and direction (component)

Sensor/vector : Seawind/QuickSCAT , ERS1-2/AMI ,

2 pass/days (ASC/DES) level3 (instantaneaous )

Operationnal : day/night , under clouds (except précipitation)

Limitations : heavy rain - coast (continent, island ) ~ 100 km

daily « gridded » products by par optimal interpolation in space and time

QS3D : ssmi.com - MWF : Mean Wind Fields CERSAT /IFREMER

resolution 0.25/0.5/1.0 degres , daily and weekly, montly synthesis (means)

Parameters : meridionnal –zonal components , stress , errors , curl/rotationnal

Page 28: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

« Wind » (2)

Only one provider NASA/JPL ( QuickScat )

End of ERS1-2 (2001) et failing of NSCAT/ADEOS

Projet METOP/ASCAT (2006 ) ---------------------------

double swath scaterometer

archiving – diffusion centers

PO-DAAC

CERSAT/IFREMER http://www.ifremer.fr/cersat

SAF-OI/KNMI – EUMETSAT

ssmi.com : passive ( SSM-I , TMI )

active (QS)

Products « swath » Level 2a/b et « gridded »L3/L4 (MWF)

colocated ( buoys )

- Precipitation and Ice detection

- Ambiguity direction

- Monitoring ( unique and multi instruments )

three antennas: a fore-beam - mid-beam - aft-beam

 In its nominal operation, the instrument will yield wind vector measurements in 50 km resolution cells. It will be capable of measuring wind speeds in the range 4 – 24 m/s with an accuracy of 2 m/s or 10% and wind direction in the range 0 – 360° with an accuracy of 20°. On an experimental basis, the instrument will provide measurements at an enhanced resolution of around 25 km.

Page 29: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

ASC/DEC daily swath and orbit (benguela)

Page 30: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

Module vitesse QS – CERSAT/IFREMER – daily Module vitesse – AMSR-E ssmi.com - daily

Direction-stress QS CERSAT/IFREMER – monthly

Daily , Weekly and Monthly « gridded » products

Page 31: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

« altimetry» (1)

L'altimétrie spatiale est une technique permettant de mesurer des hauteurs par satellite. Elle utilise le temps mis par un faisceau radar pour faire l'aller-retour satellite-surface, associé à une localisation

précise du satellite, pour effectuer ses mesures.

Principe de l'altimétrieL'altimètre émet une onde radar et l'analyse après réflexion sur la surface. La hauteur de mer est égale à la différence entre la distance satellite - surface (déduite du temps mis par l'onde pour faire l'aller-retour) et la position du satellite par rapport à une surface de référence arbitraire (l'ellipsoïde de référence).Des systèmes de localisation comme Doris permettent une précision extrême sur cette position du satellite en orbite. Il faut aussi tenir compte de la moindre perturbation subie par l'onde radar. La mesure de ces perturbations (par des instruments annexes, ou par l'utilisation de plusieurs fréquences), ou leur estimation par des modèles, permet de corriger la mesure altimétrique.

distribution , archivage : AVISO-ALTIMETRIE (http://www.jason.oceanobs.com/)

Page 32: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

« altimetry » (2)Satellite (polar) : Jason-1 , Topex/poseidon, ENVISAT , GFO (Geosat follow-on)

Produits « gridded » level 4 (et +)

MSLA : (Map Sea level Anomaly with climatologie 7 years climatology

résolution 1/3 degres NRT et DT , mono et multi-missions

SLA : along the swath – multi satellite

corSSH : monomission , le long de la trace

wind – wave : MSWH-MWind swath and gridded (1 deg)

surface currents : derived from anomalies

Research of the best spatio-temporal sampling for phenomenas monitoring (ocean dynamic)

Altimetrics height cover by swath in north-east Atlantic obtained by T/P, ERS-2 et GFO, on 10 , 7 and 3 days observations

we observed en gap of 200 km and more with 3 days synthesis

Combination of all missions allow a better cover

Page 33: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

DISPONIBILITY ( US025 – IRD Bretagne ) – Global cover

SST PFV4 – 9 km – monthly /week : 1985/01 - 2003/07

month climatologies 85-03 et anomalies

SST PFV5 – 4 km – day/8 days/month : 1985/01 – 2006/12

monthly synthesis : mean / min / max / std / number of clear sky pixel (nbp)

SST MODIS – 4 km – daily/week/month : 2002/07 – present (*)

SST SAFO – 10 km – 2/day - : 2004/07 – present (zone ATL) (*) exp : 1H resolution

SST METOP – 10 km – 2:day – 2007/10 – present (*) - exp : 1 km by swath part

SST TMI – ¼ deg (25 km) – daily (3d) / week / month : 1998/01 – present (*) AMSR-E (2002/07

CHLA SeaWIFS : 9 km – 8 days / month : 1997/09 – 2006/12

CHLA MODIS : 4 km – jour / (3days) / 8 days / month : 2002/07 – present (*)

MWF QuickScat (QS) ½ deg - day/week/month : 2000/05 - present

MWF ERS ½ deg week/month from 1992 - 2000 : 1deg )

QS3D ¼ deg – weekly/daily : 1999/05 – present (*)

QS1D daily Ascending-Descending (*)

MSLA-H (UV) « merged » 1/3 deg - 7 days : 1992/10 – present

(*) : daily acces for Near Real Time ( delay : 1 – 2 days )

Page 34: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

PROCESSING

- Decoding the « raw » products (format, resolution, coverage)

temporal (begin-end) and spatial extraction by zones

- « 3D matrix » datas organized in { TIM – LAT – LON - PARi }

analysis et « processing » of scientific « image data »

internal format (matlab) et netCDF for export use

- multi-media « image representation » for publication (WEB)

cartography – scale phenomena – text - animation

- developping an « generic » analysis data interactive tools

viewing value « parameter » lat-lon (carto) , plot pixel val- tim

plot space – time diagram ( hovmoller)

- processing

climatologies (means ) – anomalies

synthesis : temporal agregation by N days fixed or slick period

analysis : EOF ,..

Page 35: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

PROCESSING .. In projects

WEB site consultation .. In progress ???

Synthetics indexes

Automatic Near Real Time Daily extraction

SST : TMI / SAFO / MODIS

CHLA : MODIS (3D)

WIND : QS (3D)

transfert – decoding – processing – consultation

ex : monitoring oceanographic campaign EGEE in Guinea Gulf 2005 06-09

daily data on upwelling zones

neCDF writing format

netCDF Generic tool using : ferret , ncview , nco

Specific developping software tools for   « users » IDL/matlab

Page 36: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

ZONES DEFINITION (not fixed)

Regionals : CANaries , BENguela , HUMbold , MOZambique, (CORail),..

Locals : MARoc, SENégal, SBE (South Benguela), PERou,.. And EGE

Page 37: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

1rst Exemples :

SeaWIFS 8Days

Log CHLa sur zones UPwelling

Page 38: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

screen copy interactif analysis tools

Cartographie et plot « time » Coupe espace – temps

Page 39: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

SST PFV5 ( 4km)

Quality Analysis

Ind=0

brighness Temp

Ind=4 OK (!)

Ind=7 sévère

Page 40: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

Monthly climatologies et anomalies - SST PFV4

Page 41: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

PERou

daily

MODIS (4km)

Vs

SAFO ( 10 km)

CANaries

daily

MODIS (4km)

Vs

SAFO (10 km)

Page 42: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

Daily South BEnguela PFV5 (4km) Vs MODIS (4km)

Daily SENégal MODIS (4km) vs SAFO (10 km)

Page 43: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

MONTHLY OBSERVATIONS

BENguela 2004/07

MODIS

SAFO

TMI

AVHRR (PF)

Page 44: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

DAILY

OBS.

CANaries

2004

12/25

AVHRR

SAFO

TMI

MODIS

Page 45: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

SST SAFO (10 km) : daily 01-06 / 02 / 2005

Page 46: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

BENguela

CHLa SeaWIFS

clim

8D (2004/12/345-352)

CHLa MODIS

month 2004/12

Page 47: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

Historical and « operationnal NRT » Level 3 (and +) available :

( free of charge for scientific use : NASA/NOAA/EUMETSAT(?),.. =

SST : various choices of spatio-temporal resolution

- DT : 9km-4km /mois ( 1985 – 2003)

4km / day ( AVHRR : PFV4/5 – MODIS ) + synthesis (1985/2000 – 2004)

- RT : direct read-out and preprocessing : AVHRR – MODIS 1km

internet : MODIS / day 4 km - SAFO ( MSG+GOES) 10 – 5 km ( 2004/07)

AVHRR/METOP 10km (1 km) ( 2007-10) - TMI ( AMSR-E) : 25 km (1998 )

CHLa (others parameters ?)

- DT : 9 km SeaWIFS ( 1998-present) / month – 8D - MODIS 4 km ( day, 3D, 8D, mm) 2002/07

- NRT : direct read-out / internet + processing MODIS 1km

global 4km / day (07/2002)

« wind » : speed modulus and direction (stress) component (CERSAT/IFREMER)

-DT (5-8 days ! ) QuickScat 01/2000 - « gridded » product daily – ½ deg

- NRT daily swath (ASC/DES) or 3D composite (REMSS)

MSLA : DT / NRT AVISO altimétrie « merged » 1/3 deg - 1992 - present

Page 48: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

CONCLUSIONS

- Sources complementarities

résolution – history – scientific monitoring

archiving specific center by instrument distribution

par order of increasing complexity : SST, color, wind, altimétry

emergence of specialized center for thematics using

cf : Coast Watch (NOAA/US) operationnal oceanography

- SST (CHL) : local (pre)processing high resolution (1 km – polar satellite ) from :

RT acquisition (level0) : receiving station ( tracking antenna,..)

NRT internet transfert (level 2) if high speed telecomunication link

NRT level 3-4 by internet

-Opérationnality ? Utilisation (scientific, commercial)

- Satellite SST

Polar orbiter : SST IRT maximal resolution but (very) low spatial cover due to Clouds

Micro-Wave (and atmosphère ) for global-régional scale

Geosynchronous : SST with high declouding capability - MSG/GOES 1H – 5 km

Page 49: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

SATELLITE OBSERVATION DURING EGEE3

1 During cruise on area « EGE » by mail ( 3 vac/day)

- SSTs : TMI (MW) and SAFO (IR) .. Pb on SSTSAFO since 05/24 …oops !!

SST SEVIRI 3H composite day ( 01 – 13 H )

- CHLA Modis (3 days synthesis)

- Wind : QuickScat 3D

MSG viewing in VIS, MIR, TIR and WV channel (satmos.meteo.fr : CNRS/M-F)

Clouds identifications, meteorological situations,..

Others : some Seawifs / MODIS «true color »

2 - All historical data will be archived

Previous presented .. SST , SSR , wind, CHL , .. « altimetry »

-DLI / SSI : Downward Longwave Irradiance / Solar Surface Irrdiance from MSG

- SSM/I orbits (latent and sensible heat flux )

Page 50: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

SST daily product 2005/06/21 - M-F CMS Lannion

AMSR/E – SEVIRI/MSG – AVHRR/GAC – AATSR

Page 51: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

Daily Atlantic Products

SSTs : TMI – MODIS –SAFO

CHL - wind

SSI – DLI

Page 52: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

On disk « MISSION \Satellites»

-SSSTTMI - SSTSAFO – SSTSEVIRI - CHLMODIS – WINDQS

MSG IRT/MIR/VIS/WV

-daily directory : YYYY-MM-DD

-product :

-monthly : historical

-EGEE1 : 2005 05/24 - 07/03

-Daily SST TMI - Animation

- poster AMMA DAKAR 200/12

-NAAPS : » Navy » Aerosols Products ( seawifs / modis ‘true » color » images)

Page 53: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

DAILY : SSTTMI –SSTSAFO – wind – CHL

Page 54: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

PRODUCT

SSTTMI

05/16

05/20

05/23

05/26

05/30

06/02

Page 55: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

PRODUCT

SST SEVIRI

3H composite

11/05 13:00

12/06 01:00

12/06 13:00

14:06 01:00

Page 56: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

DAILY

MSG

12:00

VIS

MIR

IRT

WV

Page 57: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

DAILY

MSG

IRT

00:00

06:00

12:00

18:00

Page 58: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

« COLOR COMPOSITION » VIS/IRT

VIS : bright / dark

IRT : hot / cold

Clouds : hight / medium / low – Dust

Sea – Continent (forest, desert,..)

Page 59: Paramètres de surface océanique par télédétection  Oceanic surface parameters  by remote sensing

MODIS

‘true color »

2006/06/01