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Estimation des performances du modèle de marée T-UGO 2D sur le plateau européen Jérôme Bouffard (présenté par Laurent Roblou) Avec les contributions de.

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1 Estimation des performances du modèle de marée T-UGO 2D sur le plateau européen Jérôme Bouffard (présenté par Laurent Roblou) Avec les contributions de : C. Maraldi, L. Roblou, F. Lyard, F. Birol Financement CNES, projet PISTACH

2 La marée océanique sur le plateau européen Marée ~ signal total Signal résiduel ~ 20% marée Marégraphes: sources SHOM, OPPE, DMI, NPA/HS cm Altimétrie: SSH X-TRACK mm Elévation de marée (écart-type) Elévation résiduelle (écart-type)

3 Performances comparées au modèle GOT4.7 (1/4) Comparaisons 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 OndesGOT4.7 E T-UGO 2D E K1 K2 M2 N2 O1 P1 Q1 S /- 0.8 cm 0.1 +/- 0.7 cm 0.1 +/- 1.3 cm 0.2 +/- 0.7 cm 0.2 +/- 0.5 cm 0.1 +/- 0.3 cm 0.1 +/- 0.6 cm 0.5 +/- 1.8 cm 0.5 +/- 1.0 cm 0.6 +/- 1.1 cm 1.7 +/- 4.1 cm 0.1 +/- 0.7 cm 0.1 +/- 1.0 cm 0.2 +/- 0.4 cm 0.1 +/- 0.7 cm 1.0 +/- 2.6 cm RSS2.7 cm5.3 cm Côte OndesGOT4.7 E T-UGO 2D E K1 K2 M2 N2 O1 P1 Q1 S /- 0.9 cm 0.2 +/- 2.5 cm 2.1 +/ cm 0.8 +/- 3.6 cm 0.5 +/- 0.9 cm 0.1 +/- 0.5 cm 1.1 +/- 7.0 cm 0.4 +/- 1.5 cm 0.2 +/- 2.9 cm 2.2 +/ cm 0.4 +/- 3.0 cm 0.3 +/- 1.6 cm 0.2 +/- 0.6 cm 0.2 +/- 0.5 cm 0.7 +/- 7.0 cm RSS 20.1 cm 20.0 cm

4 Erreurs totales plus faibles de 16 % (>3cm) pour T-UGO 2D Dispersion de lerreur totale plus faible de 40 % pour T-UGO 2D GOT4.7T-UGO 2D Unité en cm Performances comparées au modèle GOT4.7 (2/4) Erreurs totales de prédiction aux marégraphes Erreurs de prédiction de lordre de grandeur du signal résiduel Erreurs plus fortes dans les zones de forte marée (> 40cm) Erreurs plus faible dans les zones de faible marée

5 GOT4.7T-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) Erreurs de modélisation aux marégraphes Lerreur de modélisation est plus faible en moyenne (13%) pour T-UGO 2D et plus homogène spatialement (40%)

6 GOT4.7T-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) Erreurs domission aux marégraphes Importance de prendre en compte un spectre complet, incluant les ondes non linéaires …particulièrement sur le plateau Les erreurs domission sont relativement importantes (e > 5cm), notamment en Manche (e >10cm)

7 rms(SLA| T-UGO 2D ) – rms(SLA| GOT4.7 ) Unité en m Profondeur (m) 150 m Histogramme par classes de profondeurs Performances des corrections pour laltimétrie Ecart-type résiduel de la hauteur de mer (SLA) corrigée / cm / cm Corrections de performance équivalentes au large Amélioration sur le plateau ( profondeurs < 150 m) Altimétrie: SLA X-TRACK

8 Méthode EnOI: Méthode EnOI: OI dans le domaine spectral (travaux Lyard) OI dans le domaine spectral (travaux Lyard) Covariances derreur de modélisation déterminées par méthodes densemble (travaux Mourre, Letellier) Covariances derreur de modélisation déterminées par méthodes densemble (travaux Mourre, Letellier) Expérience: Expérience: Marégraphes pélagiques Assimilation Validation Assimilation dans T-UGO 2D (marée) Points de croisement T/PMarégraphes indépendants

9 Expérience dassimilation dans T-UGO 2D Résultats préliminaires Large OndesGOT4.7 E T-UGO-2D E T-UGO-2D ASS E K1 K2 M2 N2 O1 P1 Q1 S /- 0.8 cm 0.1 +/- 0.7 cm 0.1 +/- 1.3 cm 0.2 +/- 0.7 cm 0.2 +/- 0.5 cm 0.1 +/- 0.3 cm 0.1 +/- 0.6 cm 0.5 +/- 1.8 cm 0.5 +/- 1.0 cm 0.6 +/- 1.1 cm 1.7 +/- 4.1 cm 0.1 +/- 0.7 cm 0.1 +/- 1.0 cm 0.2 +/- 0.4 cm 0.1 +/- 0.7 cm 1.0 +/- 2.6 cm 0.2 +/- 0.7 cm 0.7 +/- 1.0 cm 0.5 +/- 1.9 cm 0.1 +/- 0.7 cm 0.1 +/- 0.5 cm 0.2 +/- 0.4 cm 0.0 +/- 0.7 cm 1.0 +/- 2.2 cm RSS2.7 cm5.3 cm3.4 cm Amélioration des comparaisons pour les ondes principales Gain de 36% en RSS au large

10 Expérience dassimilation dans T-UGO 2D Résultats préliminaires Côte OndesGOT4.7 E T-UGO 2D E T-UGO 2D ASS. E K1 K2 M2 N2 O1 P1 Q1 S /- 0.9 cm 0.2 +/- 2.5 cm 2.1 +/ cm 0.8 +/- 3.6 cm 0.5 +/- 0.9 cm 0.1 +/- 0.5 cm 1.1 +/- 7.0 cm 0.4 +/- 1.5 cm 0.2 +/- 2.9 cm 2.2 +/ cm 0.4 +/- 3.0 cm 0.3 +/- 1.6 cm 0.2 +/- 0.6 cm 0.2 +/- 0.5 cm 0.7 +/- 7.0 cm 0.2 +/- 0.8 cm 0.6 +/- 1.5 cm 0.8 +/ cm 0.3 +/- 2.2 cm 0.1 +/- 0.6 cm 0.1 +/- 0.5 cm 0.5 +/- 3.6 cm RSS 20.1 cm 20.0 cm14.8 cm Amélioration des comparaisons pour les ondes principales (~50% sur les ondes semi-diurnes) Gain de 26% en RSS à la côte

11 Conclusions Ondes par ondes, les solutions hydrodynamique de marée T-UGO 2D présentent des performances légèrement supérieures à celles du modèle GOT4.7 à la côte, inférieures au large. Ondes par ondes, les solutions hydrodynamique de marée T-UGO 2D présentent des performances légèrement supérieures à celles du modèle GOT4.7 à la côte, inférieures au large. Les prédictions de marée faites à partir des solutions hydrodynamiques T-UGO 2D sont plus réalistes et de meilleure cohérence spatiale, particulièrement sur le plateau (H<150m), grâce à une meilleure modélisation des ondes principales et un spectre plus complet (ondes non linéaires en particulier). Les prédictions de marée faites à partir des solutions hydrodynamiques T-UGO 2D sont plus réalistes et de meilleure cohérence spatiale, particulièrement sur le plateau (H<150m), grâce à une meilleure modélisation des ondes principales et un spectre plus complet (ondes non linéaires en particulier). Lassimilation de données dans T-UGO 2D permet, a posteriori, de se rapprocher des performances du modèle global GOT4.7 au large et daméliorer significativement les performances des solutions hydrodynamiques à la côte. Lassimilation de données dans T-UGO 2D permet, a posteriori, de se rapprocher des performances du modèle global GOT4.7 au large et daméliorer significativement les performances des solutions hydrodynamiques à la côte.

12 Bonus

13 Estimée en comparant la prédiction du modèle (~30 ondes) à une prédiction issue dune AHM faite sur 66 ondes Estimée en comparant la prédiction du modèle à celle issue dune AHM faite à partir du même spectre de prédiction que le modèle (~30 ondes) Estimée en comparant une prédiction issue dune Analyse Harmonique Marégraphique (AHM) sur 66 ondes à une prédiction faite avec le spectre du modèle Définitions et méthodes Quest ce quune prédiction de marée ? Quest ce quune prédiction de marée ? Reconstruction dans le domaine temporel du signal de marée total à partir des différentes harmoniques (spectre de prédiction). Reconstruction dans le domaine temporel du signal de marée total à partir des différentes harmoniques (spectre de prédiction). Quest ce quune erreur domission ? Quest ce quune erreur domission ? Erreur dun modèle due à lomission de certaines harmoniques dans le spectre de prédiction. Erreur dun modèle due à lomission de certaines harmoniques dans le spectre de prédiction. Quest ce quune erreur de modélisation ? Quest ce quune erreur de modélisation ? Erreur dun modèle due à une défaillance à reproduire des harmoniques du spectre de prédiction. Erreur dun modèle due à une défaillance à reproduire des harmoniques du spectre de prédiction. Erreur totale: erreur domission + erreur de modélisation. Erreur totale: erreur domission + erreur de modélisation.

14 Amplitude de londe M2 (en couleur) et différence aux marégraphes GOT4.7T-UGO 2D TG Amplitude (cm) Phase (degrés) GOT4.7 T-UGO 2D GOT4.7 T-UGO 2D Aalesund Bergen Maaloy Oscarsborg Oslo Stavanger Tregde Viker Moy. rms Retard de phase important de M2 pour T-UGO 2D au nord du domaine NEA Performances comparées au modèle GOT4.7 (3.5/4) Erreurs de modélisation aux marégraphes

15 Données marégraphiques disponibles Elévation de marée (cm) Elévation résiduelle (cm) Elévation totale (cm) La marée côtière sur le plateau européen Marée ~ signal total Signal résiduel ~ 20% marée

16 Nombre de données Signal total – (w+p)Signal résiduel bathymétrie Signal plus fort à louest et en zone côtière Signal résiduel plus fort sur les plateau 2 zones : - Plateau - Plein océan (> 3000 m) Performances des corrections pour laltimétrie Généralités SSH Xtrack

17 GOT4.7TUGOm-2D TUGOm-2D - GO4.7TUGOm-2D - GO4.7 / profondeur Unité en m Répartition géographique de lerreur 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 laltimétrie Par rapport à lanalyse harmonique


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