Analysis of radiometric L-band measurements over the ocean: CAROLS campaigns
Analyse des mesures radiométriques en bande-L au-dessus de l'océan : Campagnes CAROLS
Résumé
A renewal of interest for the radiometric L-band (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 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 (> 20 cm) for the interpretation of radiometric measurements far from the nadir.
Un regain d'intérêt pour la télédétection de la salinité de surface de l'océan (SSS) par radiométrie en bande-L (21cm) 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 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 (> 20 cm) pour l'interprétation des mesures radiomé- triques loin du nadir.
Mots clés
remote sensing
salinity
salt
sea
microwave frequency
surface roughness
permittivity
dielectric constant
radiative transfert
airborne
active passive synergy
wind
sea state
wave spectrum
radiometry
SMOS
Soil Moisture and Ocean Salinity
Cooperative Airborne Radiometer for Ocean and Land Studies
télédétection
salinité
sel
SSS
océan
hyperfréquence
bande-L
satellite
CAROLS
Aquarius
diffraction
diffusion
surface rugueuse
permittivité
constante diélectique
transfert radiatif
aéroporté
STORM
Système de Télédétection pour l'Observation par Radar de la Mer
radar
bande-C
synergie actif passif
vent
état de mer
spectre de vague
radiométrie
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