(a) (b)
Figure 3.10 —(a) Distribution des anomalies Doppler en fonction des angles d’incidence pour trois intensit´es de vent : 7, 8,5 et 10 m/s±0,75 m/s, en configuration downwind, (b) anomalies Doppler moyenne en fonction de l’incidence pour ces trois intensit´es de vent et en
configuration downwind.
Pour repr´esenter les anomalies Doppler en fonction de l’incidence, nous utilisons les pro- pri´et´es de l’anomalie Doppler d´egag´ees des observations `a 23˚ (cf. § 2.2.2). Sachant que les anomalies Doppler sont maximales dans les directions upwind et downwind, nous isolons, dans la suite, les cas o`u le vent et le radar se situent dans ces directions `a ±20˚. Cet intervalle peut sembler important, cependant nous avons vu que l’anomalie Doppler est relativement constante dans les directions upwind et downwind pour une intensit´e de vent donn´ee et ceci jusque 30˚ autour de ces directions (cf. figure 2.3). Pour chacune de ces directions, nous s´electionnons les anomalies Doppler telles que les incidences soient `a±2˚de l’incidence vou- lue, `a ±0,75 m/s autour de l’intensit´e de vitesse de vent voulue. Les trois intensit´es de vent correspondent aux valeurs de 7,0, 8,5 et 10 m/s, soit la valeur moyenne du vent observ´e sur l’´echantillon global±la moiti´e de l’´ecart type des donn´ees de vent.
Dans un premier temps, nous calculons la distribution des points en fonction de l’angle d’incidence pour ces trois intensit´es de vent ainsi que la moyenne de ces trois distributions.
Ces distributions sont repr´esent´ees par les graphiques (a) des figures 3.11 et 3.10.
L’´evolution de l’anomalie Doppler en fonction de l’incidence est repr´esent´ee sur les gra- phiques (b) des figures 3.11 et 3.10. Les ´ecarts types sont ´egalement repr´esent´es, pour chacune des moyennes r´ealis´ee, au moyen de traits verticaux. Lorsque l’´ecart type est sup´erieur `a 50 % de la valeur moyenne, les donn´ees ne sont pas repr´esent´ees pour faciliter la lecture du gra- phique. Les ´ecarts types observ´es sont de l’ordre de 7 Hz. Ces ´ecarts repr´esentent une part de 30 % `a 50 % par rapport aux moyennes.
La repr´esentation de l’anomalie Doppler en fonction de l’angle d’incidence dans les cas upwind et downwind montre une baisse de l’intensit´e de la valeur absolue de l’anomalie Doppler. Ce r´esultat d´ej`a observ´e par [49] est attribu´e aux longueurs d’ondes des vagues impliqu´ees dans le m´ecanisme de r´etrodiffusion. `A faible incidence les vagues participant `a la r´etrodiffusion ont une longueur d’onde et donc une vitesse de phase plus grande que celle
`
a plus grande incidence (cf. 1.3.2). En condition upwind, `a 17˚, l’anomalie Doppler moyenne pour un vent de 8,5 m/s d’intensit´e est de 27±7 Hz et atteint 21 Hz `a 38˚. Ces r´esultats
(a) (b)
Figure 3.11 —Idem `a la figure 3.10 pour le cas upwind.
sont similaires `a ceux obtenus dans [49] pour une intensit´e de vent entre 5 et 10 m/s pour une configuration upwind.
Pour la configuration downwind, la valeur moyenne pour des vents de 8,5 m/s `a une incidence de 17˚est de−25±7 Hz et atteint−13 Hz `a 38˚. Le vent souffle dans une direction oppos´ee `a celle en direction upwind, les anomalies Doppler principalement influenc´ees par l’action du vent, ont un signe oppos´ees `a celles en configuration upwind.
Avec les angles d’incidence, la diff´erence d’intensit´es des anomalies Doppler entre les configurations upwind et downwind semble augmenter. Elle pourrait ˆetre li´ee `a la diff´erence de forme des vagues vues par le satellite entre ces deux configurations. Cependant, nous ne disposons pas de suffisamment d’´el´ements pour affiner cette remarque.
L’analyse de l’anomalie Doppler au-dessus des mers europ´eennes montre une baisse de sa valeur absolue avec l’incidence li´ee aux processus de r´etrodiffusion. Ce r´esulte est en accord avec la mod´elisation th´eorique effectu´ee par [49]. Les r´esultats pr´esent´es ici nous permettent d’effectuer pour la premi`ere fois des comparaisons avec des mesures sur des angles d’incidence entre 16 et 42˚. De plus, nous disposons ´egalement de mesures en condition downwind afin d’´etendre cette analyse `a des situations encore complexes `a interpr´eter. Les ´ecarts types obtenus lors du calcul des moyennes restent cependant importants autour de 7 Hz ce qui reste une valeur ´elev´ee pour ´etablir des conclusions entre les configurations upwind et downwind.
Les propri´et´es de l’anomalie Doppler en fonction du vent vont nous permettre de caract´eriser la loi empirique de la composante de l’´etat de mer `a l’anomalie Doppler pour des incidences entre 16˚ et 42˚ pr´esent´ee dans la partie suivante.
3.2.2 Composante de l’´etat de mer `a l’anomalie Doppler en fonction de l’angle d’incidence
Compte tenu des particularit´es observ´ees en fonction de l’angle d’incidence dans le para- graphe pr´ec´edent, il est important d’utiliser une contribution de l’´etat de mer `a l’anomalie Doppler prenant en compte les angles d’incidence. L’ajustement pr´esent´e ici a ´et´e r´ealis´e par
(a) (b)
Figure 3.12 —Fr´equences Doppler moyennes dues au vent en fonction des angles d’inci- dence pour quatre intensit´es de vent : 3, 7, 10 et 15 m/s et deux directions azimutales du
vent : (a) downwind et (b) upwind
[16] `a partir des acquisitions WSM au-dessus des mers europ´eennes. Cet ajustement empirique se base cette fois sur un r´eseau de neurones dont les coefficients sont donn´es dans l’annexe D.
Les donn´ees d’entr´ee correspondent aux informations de vent ECMWF (intensit´e et di- rection), aux anomalies Doppler corrig´ees des variations apparaissant dans la direction ra- diale et dont l’anomalie Doppler est mise `a z´ero au-dessus des parties terrestres. La fonction
≪CDOP≫r´esultante associe `a une incidence, une intensit´e et une direction de vent donn´ees, une fr´equence associ´ee `a l’action moyenne de l’´etat de mer corr´el´e `a l’action du vent pour les caract´eristiques de l’onde ´electromagn´etique de l’ASAR (polarisation verticale, angles d’incidence entre 16˚ et 42˚, fr´equence radar de 5,3 GHz).
De cette loi empirique est d´eduite l’´evolution des anomalies Doppler pour plusieurs in- tensit´es de vent. Jusqu’`a pr´esent, seules les ´evolutions de l’anomalie Doppler en fonction de l’incidence pour des intensit´es de vent de 7, 8,5 et 10 m/ avaient ´et´e ´etudi´es. Les figures 3.12 pr´esentent les sorties de la fonction≪CDOP≫ en fonction de l’incidence pour des intensit´es de vent de 3, 7, 10 et 15 m/s pour les configurations upwind et downwind.
Pour les intensit´es de vent entre 7 et 10 m/s, les fr´equences d´eduites de la loi empirique sont logiquement en accord avec celles observ´ees en moyenne dans la section pr´ec´edente. Pour des intensit´es de vent plus fortes, les repr´esentations de la figure 3.12 montrent clairement une diff´erence d’´evolution entre les configurations upwind et downwind en fonction de l’incidence.
Il reste difficile d’interpr´eter cette diff´erence qui t´emoigne de la difficult´e de compr´ehension des m´ecanismes de r´etrodiffusion.
Afin de v´erifier la coh´erence entre les mod`eles empiriques≪CDOP≫ et≪DOPMOD≫, nous les avons compar´ees `a 23˚. Cette comparaison faite en fonction de la direction du vent par rapport `a la direction de vis´ee du radar et de l’intensit´e du vent montre des r´esultats similaires d’un mod`ele `a l’autre. Les diff´erences atteignent au plus 10 Hz et traduisent encore une fois en avant la difficult´e de repr´esenter la contribution de l’´etat de mer `a l’anomalie Doppler corr´el´ee au vent pour une pr´ecision inf´erieure `a 10 Hz. R´esultat qui ressortait d´ej`a lors des calculs d’´ecarts types sur le mode vague.
Dans la suite, nous utilisons la fonction ≪CDOP≫ pour repr´esenter la contribution de l’´etat de mer `a l’anomalie Doppler et d´eduire la contribution suppos´ee du courant `a l’anomalie Doppler.