Post on 04-Apr-2015
Estimation des performances du Estimation des performances du modèle de marée T-UGO 2D sur le modèle de marée T-UGO 2D sur le
plateau européenplateau européen
Jérôme Bouffard (présenté par Laurent Roblou)
Avec les contributions de : C. Maraldi, L. Roblou, F. Lyard, F. Birol
Financement CNES, projet PISTACH
La marée océanique sur le plateau européen La marée océanique sur le plateau européen
Marée ~ signal total Signal résiduel ~ 20% marée
Marégraphes: sources SHOM, OPPE, DMI, NPA/HS
cm cm
Altimétrie: SSH X-TRACK
m mElévation de marée (écart-type) Elévation résiduelle (écart-type)
Performances comparées au modèle GOT4.7 (1/4)Performances comparées au modèle GOT4.7 (1/4)Comparaisons aux marégraphesComparaisons aux marégraphes
Large
Au large, GOT4.7 (inversion de données) plus performant que T-UGO 2D (hydrodynamique)En zone côtière, T-UGO est l égèrement plus performant que GOT4.7
Ondes GOT4.7∆E
T-UGO 2D∆E
K1K2M2N2O1P1Q1S2
0.2 +/- 0.8 cm0.1 +/- 0.7 cm0.1 +/- 1.3 cm0.2 +/- 0.7 cm0.2 +/- 0.5 cm0.1 +/- 0.3 cm0.1 +/- 0.6 cm0.5 +/- 1.8 cm
0.5 +/- 1.0 cm0.6 +/- 1.1 cm1.7 +/- 4.1 cm0.1 +/- 0.7 cm0.1 +/- 1.0 cm0.2 +/- 0.4 cm0.1 +/- 0.7 cm1.0 +/- 2.6 cm
RSS 2.7 cm 5.3 cm
Côte
Ondes GOT4.7∆E
T-UGO 2D∆E
K1K2M2N2O1P1Q1S2
0.2 +/- 0.9 cm0.2 +/- 2.5 cm2.1 +/- 18.3 cm0.8 +/- 3.6 cm0.5 +/- 0.9 cm0.1 +/- 0.5 cm0.1 +/- 0.5 cm1.1 +/- 7.0 cm
0.4 +/- 1.5 cm0.2 +/- 2.9 cm2.2 +/- 18.1 cm 0.4 +/- 3.0 cm0.3 +/- 1.6 cm0.2 +/- 0.6 cm0.2 +/- 0.5 cm0.7 +/- 7.0 cm
RSS 20.1 cm 20.0 cm
Erreurs totales plus faibles de 16 % (>3cm) pour T-UGO 2D
Dispersion de l’erreur totale plus faible de 40 % pour T-UGO 2D
GOT4.7 T-UGO 2D Unité en cm
Performances comparées au modèle GOT4.7 (2/4)Performances comparées au modèle GOT4.7 (2/4)Erreurs Erreurs totalestotales de prédiction aux marégraphes de prédiction aux marégraphes
Erreurs de prédiction de l’ordre de grandeur du signal résiduel Erreurs plus fortes dans les zones de forte marée (> 40cm) Erreurs plus faible dans les zones de faible marée
GOT4.7 T-UGO 2D Unité en cm
Prédiction de T-UGOm de meilleure qualité aux marégraphes côtiers
… sauf le long des côtes norvégiennes (problème phase M2)
Performances comparées au modèle GOT4.7 (3/4) Performances comparées au modèle GOT4.7 (3/4) Erreurs Erreurs de modélisationde modélisation aux marégraphes aux marégraphes
L’erreur de modélisation est plus faible en moyenne (13%) pour T-UGO 2D et plus homogène spatialement (40%)
GOT4.7 T-UGO 2D Unité en cm NB: Spectre de prédiction de T-UGO 2D plus complet (MN4,S4…)
Performances comparées au modèle GOT4.7 (4/4) Performances comparées au modèle GOT4.7 (4/4) Erreurs Erreurs d’omissiond’omission aux marégraphes aux marégraphes
Importance de prendre en compte un spectre complet , incluant les ondes non linéaires
…particulièrement sur le plateau
Les erreurs d’omission sont relativement importantes (e > 5cm), notamment en Manche (e >10cm)
rms(SLA|T-UGO 2D) – rms(SLA|
GOT4.7)
Unité en mProfondeur (m)
150 m
Histogramme par classes de profondeurs
Performances des corrections pour l’altimétriePerformances des corrections pour l’altimétrieEcart-type résiduel de la hauteur de mer (SLA) corrigéeEcart-type résiduel de la hauteur de mer (SLA) corrigée
0.15 +/- 0.06 cm
0.14 +/- 0.03 cm
Corrections de performance équivalentes au large
Amélioration sur le plateau ( profondeurs < 150 m)
Altimétrie: SLA X-TRACK
Méthode EnOI: Méthode EnOI: OI dans le domaine spectral (travaux Lyard)OI dans le domaine spectral (travaux Lyard) Covariances d’erreur de modélisation déterminées par méthodes Covariances d’erreur de modélisation déterminées par méthodes
d’ensemble (travaux Mourre, Letellier)d’ensemble (travaux Mourre, Letellier) Expérience:Expérience:
Marégraphes pélagiques
Assimilation Validation
Assimilation dans T-UGO 2DAssimilation dans T-UGO 2D (marée) (marée)
Points de croisement T/P Marégraphes indépendants
Expérience d’assimilation dans T-UGO 2D Expérience d’assimilation dans T-UGO 2D Résultats préliminairesRésultats préliminaires
Large
Ondes GOT4.7∆E
T-UGO-2D∆E
T-UGO-2D ASS∆E
K1K2M2N2O1P1Q1S2
0.2 +/- 0.8 cm0.1 +/- 0.7 cm0.1 +/- 1.3 cm0.2 +/- 0.7 cm0.2 +/- 0.5 cm0.1 +/- 0.3 cm0.1 +/- 0.6 cm0.5 +/- 1.8 cm
0.5 +/- 1.0 cm0.6 +/- 1.1 cm1.7 +/- 4.1 cm0.1 +/- 0.7 cm0.1 +/- 1.0 cm0.2 +/- 0.4 cm0.1 +/- 0.7 cm1.0 +/- 2.6 cm
0.2 +/- 0.7 cm0.7 +/- 1.0 cm0.5 +/- 1.9 cm0.1 +/- 0.7 cm0.1 +/- 0.5 cm0.2 +/- 0.4 cm0.0 +/- 0.7 cm1.0 +/- 2.2 cm
RSS 2.7 cm 5.3 cm 3.4 cm
Amélioration des comparaisons pour les ondes principales
Gain de 36% en RSS au large
Expérience d’assimilation dans T-UGO 2D Expérience d’assimilation dans T-UGO 2D Résultats préliminairesRésultats préliminaires
Côte
Ondes GOT4.7∆E
T-UGO 2D∆E
T-UGO 2D ASS.∆E
K1K2M2N2O1P1Q1S2
0.2 +/- 0.9 cm0.2 +/- 2.5 cm2.1 +/- 18.3 cm0.8 +/- 3.6 cm0.5 +/- 0.9 cm0.1 +/- 0.5 cm0.1 +/- 0.5 cm1.1 +/- 7.0 cm
0.4 +/- 1.5 cm0.2 +/- 2.9 cm2.2 +/- 18.1 cm 0.4 +/- 3.0 cm0.3 +/- 1.6 cm0.2 +/- 0.6 cm0.2 +/- 0.5 cm0.7 +/- 7.0 cm
0.2 +/- 0.8 cm0.6 +/- 1.5 cm0.8 +/- 10.6 cm0.3 +/- 2.2 cm0.1 +/- 0.6 cm0.1 +/- 0.5 cm0.1 +/- 0.5 cm0.5 +/- 3.6 cm
RSS 20.1 cm 20.0 cm 14.8 cm
Amélioration des comparaisons pour les ondes principales (~50% sur les ondes semi-diurnes)
Gain de 26% en RSS à la côte
ConclusionsConclusions
Ondes par ondes, les solutions hydrodynamique de Ondes par ondes, les solutions hydrodynamique de marée T-UGO 2D présentent des performances marée T-UGO 2D présentent des performances légèrement supérieures à celles du modèle GOT4.7 à légèrement supérieures à celles du modèle GOT4.7 à la côte, inférieures au large.la côte, inférieures au large.
Les prédictions de marée faites à partir des solutions Les prédictions de marée faites à partir des solutions hydrodynamiques T-UGO 2D sont hydrodynamiques T-UGO 2D sont plus réalistesplus réalistes et et de de meilleure cohérence spatialemeilleure cohérence spatiale, particulièrement , particulièrement sur le plateausur le plateau (H<150m), grâce à une meilleure (H<150m), grâce à une meilleure modélisation des ondes principales et un spectre plus modélisation des ondes principales et un spectre plus complet (ondes non linéaires en particulier).complet (ondes non linéaires en particulier).
L’assimilation de donnéesL’assimilation de données dans T-UGO 2D permet, dans T-UGO 2D permet, a posteriori, de se rapprocher des performances du a posteriori, de se rapprocher des performances du modèle global GOT4.7 au large et d’améliorer modèle global GOT4.7 au large et d’améliorer significativement les performances des solutions significativement les performances des solutions hydrodynamiques à la côte.hydrodynamiques à la côte.
BonusBonus
Estimée en comparant la prédiction du modèle (~30 ondes) à une prédiction issue d’une AHM faite sur 66 ondes
Estimée en comparant la prédiction du modèle à celle issue d’une AHM faite à partir du même spectre de prédiction que le modèle (~30 ondes)
Estimée en comparant une prédiction issue d’une Analyse Harmonique Marégraphique (AHM) sur 66 ondes à une prédiction faite avec le spectre du modèle
Définitions et méthodesDéfinitions et méthodes
Qu’est ce qu’une prédiction de marée ?Qu’est ce qu’une prédiction de marée ? Reconstruction dans le domaine temporel du signal de marée total à Reconstruction dans le domaine temporel du signal de marée total à
partir des différentes harmoniques (spectre de prédiction). partir des différentes harmoniques (spectre de prédiction). Qu’est ce qu’uneQu’est ce qu’une erreur d’omission erreur d’omission ??
Erreur d’un modèle due à l’omission de certaines harmoniques dans le Erreur d’un modèle due à l’omission de certaines harmoniques dans le spectre de prédiction.spectre de prédiction.
Qu’est ce qu’uneQu’est ce qu’une erreur de modélisationerreur de modélisation ? ? Erreur d’un modèle due à une défaillance à reproduire des Erreur d’un modèle due à une défaillance à reproduire des
harmoniques du spectre de prédiction.harmoniques du spectre de prédiction.
Erreur totale:Erreur totale: erreur d’omission + erreur de modélisation. erreur d’omission + erreur de modélisation.
Amplitude de l’onde M2 (en couleur) et différence aux marégraphes
GOT4.7 T-UGO 2D
TG
∆Amplitude(cm)
∆Phase (degrés)
GOT4.7T-UGO
2DGOT4.7
T-UGO 2D
Aalesund Bergen Maaloy
Oscarsborg Oslo
Stavanger Tregde
Viker
-1.7-10.2 -0.2 -1.0 -1.7 -1.0 0.2 2.0
-1.0 1.70.9
-5.1-4.9 5.8-7.8-6.6
1.9-0.6 3.1
13.117.1-4.7 7.2-7.6
1.8 13.8 4.8
116.4114.8 10.5
119.4118.4
Moy.rms
-1.73.6
-2.14.7
3.78.5
5963
Retard de phase important de M2 pour T-UGO 2D au nord du domaine NEA
Performances comparées au modèle GOT4.7 (3.5/4) Performances comparées au modèle GOT4.7 (3.5/4) Erreurs Erreurs de modélisationde modélisation aux marégraphes aux marégraphes
Données marégraphiques disponibles
Elévation de marée (cm)
Elévation résiduelle (cm)
Elévation totale (cm)
La marée côtière sur le plateau européen La marée côtière sur le plateau européen
Marée ~ signal total Signal résiduel ~ 20% marée
Nombre de données
Signal total – (w+p) Signal résiduel
bathymétrie
Signal plus fort à l’ouest et en zone côtière
Signal résiduel plus fort sur les plateau
2 zones :- Plateau - Plein océan (> 3000 m)
Performances des corrections pour l’altimétriePerformances des corrections pour l’altimétrieGénéralitésGénéralités
SSH XtrackSSH Xtrack
GOT4.7 TUGOm-2D
TUGOm-2D - GO4.7 TUGOm-2D - GO4.7 / profondeurUnité en m
• Répartition géographique de l’erreur similaire
• T-UGOm plus performant que GOT4.7 en côtier
Profondeur (m)
• Résultats équivalents au large
• Amélioration sur le plateau de la mer du Nord (< 150 m)
150 m
Histogramme par classes de profondeurs
Performances des corrections pour l’altimétriePerformances des corrections pour l’altimétriePar rapport à l’analyse harmoniquePar rapport à l’analyse harmonique