Objectifs

Alors que les conditions météorologiques extrêmes devraient s’intensifier à l’avenir, la façon dont s’opèrent les couplages dynamiques à l’interface océan-atmosphère demeurent mal connus, car mal contraints par les observations existantes. Les interactions entre les courants, les vents et les vagues modifient les flux de chaleur et de CO2 entre l’océan et l’atmosphère, orientent les tempêtes, déplacent les positions des principaux courants, influencent les cycles de l’oscillation australe El Niño, les vagues de chaleur marines et l’évolution rapide des zones marginales de glace.  Cependant, en l’absence de mesures de courants de surface, les détails de ces couplages nous échappent encore, et des controverses de longue date sur la physique sous-jacente demeurent non résolues.

Observables

Courants et vents globaux, Vagues, Courants, vents 

Type de mesure

Diffusometrie

Missions contributrices

CFOSAT

Futures missions:

Odysea

Objectifs

Les plateaux continentaux et les zones en bord de glace sont soumis à de fortes variations de salinité, via les apports d’eau douce par les fleuves ou la fonte des glaces. Les zones polaires subissent des changements bien plus rapides que l’océan global, avec des rétroactions sur le climat de l’ensemble de la planète. Mais de nombreuses inconnues subsistent : où, quand, par quels mécanismes les flux d’eau douce pénètrent-ils dans l’océan ? Comment influencent-ils la stratification des couches de surface de l’océan, et comment les forts gradients de densité qu’ils induisent  participent-ils à la circulation côtière et polaire ? Comment l’export des eaux peu salées vers le large par la dynamique tourbillonnaire structure-t-elle la distribution des salinités à méso échelle, avec des conséquences sur les échanges océan-atmosphère de chaleur, d’énergie et de gaz et sur la circulation océanique.

Observables

Salinité haute résolution,

Salinité en eaux froides

Type de mesure

Radiometrie Bande L

Missions contributrices

SMOS, SMAP

Futures missions:

SMOS HR

Objectifs

Les régions côtières subissent l’influence des changements de l’océan global et des apports continentaux fortement anthropisés avec des conséquences sur les écosystèmes diversifiés qu’elles abritent. Quels sont les flux terre-mer (eau, matière, chimie), leurs interactions avec la dynamique côtière et l’océan ouvert, et comment répondre aux enjeux de l’adaptation et de la gestion des risques dans les zones côtières ? Suivre et prévoir leur évolution nécessite de mieux comprendre leur dynamique, les interactions entre les processus physiques, la biogéochimie, les sédiments et la distribution des polluants, mais aussi une continuité d’observations depuis les bassins versants jusqu’à l’océan côtier (de la côte au talus continental) et l’océan profond. L’approche considérant ainsi le continuum continent-océan est mieux à même d’estimer les variations de volume d’eau, les flux et les différentes composantes de la circulation ainsi que leur variabilité spatiale et temporelle.

Observables

Topographie, courants, vagues, continuum terre-mer,

écosystèmes aquatiques côtiers, pollution aquatique, et fonds marins,

Couleur de l’eau géostationnaire

Types de mesure

Altimetrie Radar

Interferometrie

Infra rouge,

Optique

Hyperspectral

Missions contributrices

T/P, Jason series , Altika, Cryosat-2, HY2 series, Sentinel 3 series, SWOT

Futures missions:

Trishna, S3NGT, SWOT LOAC

Objectifs

Améliorer l’observation de la biogéochimie marine, du global au côtier, est nécessaire notamment pour mieux comprendre l’évolution du cycle du carbone, de la production primaire, des échelons trophiques plus élevés et plus généralement de la biodiversité marine. Quel est le rôle des fines échelles océaniques sur la biologie ? Comment les changements des propriétés thermodynamiques, dynamiques et optiques de la banquise affectent-ils la biogéochimie, et in fine le réseau trophique marin ?

Comment identifier et suivre les «hotspots» écologiques pour soutenir les politiques d’exploitation et conservation durables ? Identifier les régions les plus vulnérables aux perturbations anthropiques, surveiller l’évolution de la biologie dans les aires marines protégées relativement à d’autres régions, surveiller les changements qui auront des effets néfastes sur les écosystèmes marins, est nécessaire pour accompagner la définition des politiques d’exploitation et conservation durables, et pour estimer l’efficacité des mesures de protection mises en œuvre et les besoins futurs.

Observables

Profils verticaux couleur de l’eau (particules, chl-a) de jour, de nuit et durant l’hiver polaire,

écosystèmes aquatiques côtiers, pollution aquatique, et fonds marins,

Couleur de l’eau géostationnaire

Types de mesure

Optique

Hyperspectral

Lidar

Missions contributrices

Envisat, Sentinel 3 series, PACE

Futures missions :

S3NGO, Biodiversity, Calogola

Objectifs

L’océan est en pleine mutation. Induira-t-il des points de bascule ou changements irréversibles de certaines variables climatiques susceptibles de modifier le rôle de l’océan vis à vis de l’évolution du climat, ou l’occurrence d’évènements extrêmes ? Quels sont les processus sous-jacents et comment détecter les risques de franchissements de points de bascule, les anticiper, fournir des éléments à la société pour mieux s’y préparer ? Répondre à cet enjeu requiert de comprendre les voies menant aux points de bascule, de maintenir et optimiser des séries d’observations longues de variables climatiques essentielles.

Observables

Niveau de la mer Large fauchée,

Champs de gravité terrestre,

Positionnement,

Salinité en eaux froides

Types de mesure

Altimetrie Radar

Interferometrie

Gravimétrie

Radiopositioning

Radiometrie basse fréquence

Missions contributrices

T/P, Jason series , Altika, Cryosat-2, HY2 series, Sentinel 3 series, SWOT, Grace, Goce, Doris

Futures missions :

Cryorad,

Objectifs

La multiplication des observations spatiales, les mesures in situ qui fournissent des informations complémentaires cruciales (e.g. sous la couche de surface), mais sont fortement sous-échantillonnées, rend indispensable leur synthèse via des modèles numériques, qu’il est important de faire évoluer, et des techniques d’IA, de jumeaux numériques, de plus en plus performants. Le maintien d’observations systématiques  régulières est également un besoin pour les services océaniques (Copernicus Marine Service).

Observables

À VENIR

Types de mesure

À VENIR

Missions contributrices

À VENIR