L’assimilation de données dans les systèmes Mercator Océan
Depuis sa création, le projet d’océanographie opérationnelle Mercator a adopté une stratégie d’amélioration incrémentale des schémas d’assimilation. La version initiale du Système d’Assimilation Mercator (SAM), dénommée SAM1 se composait d’un schéma d’interpolation optimale et était construit à partir de SOFA, logiciel d’interpolation optimale à ordre réduit, qui avait fait ses preuves pour l’assimilation de données altimétriques. SAM1 a ensuite été amélioré pour être en mesure d’assimiler des observations satellites (altimétrie et température de surface) et in situ (XBT, profileurs). SAM1 se déclinait alors dans une version multivariée/multi-données pour des applications opérationnelles qui sont restées actives jusqu’en 2007. Le système d’assimilation SAM2 constitue la deuxième génération du Système d’Assimilation Mercator. Cet outil a été construit à partir d’un noyau d’analyse SEEK (Singular Evolutive Extended Kalman filter). Par rapport à la précédente version, sa principale caractéristique réside dans sa meilleure modélisation de l’erreur d’ébauche avec une représentation par un sous-espace d’erreur multivarié 3D, ce qui a permis de répondre à certaines limitations identifiées de l’outil SAM1 comme l’inadéquation aux zones peu profondes et aux océans tropicaux ou encore la difficulté à contrôler la couche de surface de façon optimale. La formulation du noyau d’analyse SEEK/LETKF se distingue aussi par sa plus grande efficacité à traiter de grandes quantités d’observations. La première version de cet outil incluait aussi de deux paramétrisations majeures : une approche locale pour l’analyse (déjà présente avec SAM1) et un schéma adaptatif en variance améliorant la cohérence des statistiques d’erreurs en entrée du filtre. Ce système dans sa version initiale SAM2V1 a été déployé progressivement à partir de 2007 sur l’ensemble des systèmes opérationnels et de ré-analyses Mercator et a bénéficié d’une importante mise à jour en 2010-2011, constituant désormais l’armature principale de la version actuelle.
De plus, et afin de mieux contraindre les solutions sur la composante grande échelle, un module supplémentaire de correction du biais systématique grande échelle (spatiale et temporelle) thermo-halin a été développé et consiste en une analyse 3D-Var (disponible avec l’outil SAM) des innovations en température et salinité issues des quelques derniers cycles.
