Vers une stabilité de 0,1 mm/an sur plusieurs décennies pour la mesure du niveau de la mer à l'aide de marégraphes et d'instruments basés sur le GNSS ?
Des mesures précises et stables du niveau de la mer sont essentielles pour comprendre les tendances climatiques à long terme. Cette étude examine la stabilité des mesures du niveau de la mer à l'aide de marégraphes et d'instruments basés sur le GNSS sur le site d'étalonnage de Corse. L'étalonnage et la validation des missions d'altimétrie satellitaire requièrent une incertitude de ± 0,3 mm/an à l'échelle mondiale et de ± 1 mm/an à l'échelle régionale. L'étude évalue également le mouvement vertical des terres (VLM) du site GNSS de référence (RG00) et son impact sur les tendances à long terme du niveau de la mer. L'étude évalue la fiabilité des mesures du niveau de la mer fournies par les méthodes avancées de traitement GNSS, y compris le positionnement différentiel et le positionnement précis des points (PPP). L'analyse démontre que la stabilité des marégraphes, confirmée par les mesures GNSS, est meilleure que 0,1 mm/an. En outre, l'étude a examiné la tendance à long terme du niveau de la mer sur le site de Senetosa, révélant une augmentation moyenne de þ4,4 mm/an sur une période de 26 ans (1998-2024), avec une accélération possible de þ0,18 mm/an2. Ce taux dépasse les estimations mondiales, ce qui pourrait être dû à des effets océanographiques régionaux. Les résultats soulignent la nécessité d'une surveillance de haute précision et mettent en évidence l'importance des systèmes basés sur le GNSS pour valider les enregistrements des marégraphes afin d'obtenir des évaluations précises du niveau de la mer.
L'observatoire marégraphique de Senetosa
L’observatoire marégraphique de Senetosa (Corse), est un site de référence pour la calibration et la validation de l’altimétrie satellitaire.
Localisation et rôle
- Site : Cap Senetosa, côte ouest de la Corse (France).
- Fonction : observatoire côtier intégré au réseau mondial de calibration/validation (Cal/Val) des missions altimétriques.
- Particularité : infrastructure conçue selon les standards Fiducial Reference Measurement (FRM) pour atteindre la stabilité métrique exigée par le Global Climate Observing System (GCOS) (≤ 0,3 mm/an au global).
L'observatoire marégraphique
- Type : capteurs de pression Paroscientific 6000‑45 A (précision 0,01 %, soit ~0,5 mm à 5 m de profondeur).
- Nombre : 4 unités (M3, M4, M5, M7).
- Implantation :
- Paires redondantes : M4 / M5 (ouest baie) & M3 / M7 (est baie)
- Distances intra‑paires : ~0,3 m
- Distance inter‑paires : ~1,7 km
- Profondeur moyenne : de 2,42 à 4,44 m selon instrument, influençant la sensibilité aux variations de houle
- Fréquence d’acquisition : intégration 2 min, pas d’échantillonnage 10 min
- Suivi : contrôles réguliers des offsets et dérives via comparaisons intra‑paires.
- Détection des anomalies : écart inter‑capteurs analysé en continu.
- Stabilité relative : dérive ≤ 0,1 mm/an entre marégraphes (2015‑2024).
- Bruit : écart‑type ≤ 10 mm (≤ 5 mm pour paires proches).
- Série synthétique : moyenne des 4 instruments → réduction du bruit haute fréquence, données disponibles via REFMAR.
Métrologie et corrections
- Calibration : vérifications biennales avec les observations marégraphiques d'Ajaccio (réseau RONIM géré par le Shom), avec contrôle linéarité et corrections de température/pression (dérives mesurées < 0,3 mm/an).
- Correction de la pression atmosphérique : station météo dédiée installée à proximité des repères GNSS, comparée en continu aux stations régionales.
- Nivellement géodésique : rattachement sub‑millimétrique aux repères GNSS permanents (RG00), garantissant le lien au référentiel terrestre.
Performances et stabilité
- Analyse intra‑site : écarts moyens entre marégraphes de l’ordre de quelques mm, dérive relative < 0,1 mm/an sur la période 2015‑2024.
- Synthèse de série temporelle : création d’une série « synthetic tide gauge » en moyenne des 4 capteurs, réduisant le bruit haute fréquence, disponible via REFMAR.
- Validation externe : comparaison avec les mesures GNSS embarquées (zodiac) → tendance relative +0,11 ± 0,16 mm/an, confirmant la stabilité annoncée.
Signaux observés
- Cycle annuel dominant (~68 mm amplitude) et semi‑annuel (~17 mm).
- Tendance moyenne (1998‑2024) : +4,37 ± 0,10 mm/an, accélération récente estimée à +0,18 mm/an², en partie corrélée à l’augmentation de la température de l’eau de mer locale.
