Au cours des récentes tempêtes, les satellites ont enregistré des vagues océaniques en moyenne de près de 20 mètres de haut, comme hautement que l'Arc de Triomphe à Paris et le plus grand jamais mesuré de l'espace. De plus, les données par satellite révèlent désormais que les houles d'océan agissent comme des «messagers» de tempête: même si une tempête peut ne jamais faire terre, sa houle peut parcourir de grandes distances et apporter une énergie destructrice à des côtes éloignées.
Sous le vent, les vagues sont les plus puissantes pendant les tempêtes, mais la plus grande menace pour les côtes ne vient souvent pas de la tempête elle-même, mais des longues houles qui transportent l'énergie des vagues bien au-delà de la portée de la tempête.
Ces longues vagues rayonnent à travers les océans, et leurs propriétés, comme la période des vagues, ou le temps entre les crêtes – révèlent la taille et la force de la tempête. Par exemple, une période de 20 secondes signifie qu'une grande vague arrive toutes les 20 secondes.
Pour apporter un nouvel éclairage sur les ondes de tempête et les houles de l'océan, une équipe de recherche a combiné les données du satellite SWOT français – US relativement nouveau avec le record du CCI Sea State Project qui incorpore des mesures qui remontent à 1991.
Ce record fusionne les données de satellites tels que Saral, Jason-3, Copernic Sentinel-3A et -3B, Copernic Sentinel-6 Michael Freilich, Cryosat et Cfosat.
Dirigée par Fabrice Ardhuin, du laboratoire de l'océanographie physique et spatiale en France, l'équipe a non seulement confirmé la nature exceptionnelle des tempêtes en 2023 et 2024, mais s'est également concentrée sur l'échelle des houles dans les zones océaniques reculées et a mesuré les propriétés des vagues dans les tempêtes avant de devenir des houles.
L'équipe a analysé les données de SWOT recueillies le 21 décembre 2024 pendant le sommet de Storm Eddie, la plus grande tempête en termes de hauteur de vague moyenne au cours de la dernière décennie – et a généré une nouvelle hauteur record de vagues de près de 20 mètres dans l'océan.
Au-delà de la mesure de la hauteur des vagues, l'équipe a pu suivre la houle de la tempête rayonnant sur 24 000 km d'océan, du Pacifique Nord à travers le passage de Drake jusqu'à l'Atlantique tropical, entre le 21 décembre 2024 et 6 janvier 2025.
Les nouvelles découvertes de l'équipe, publiées récemment dans le journal Actes de l'Académie nationale des sciencessont les premiers à proposer directement des observations pour valider les modèles d'ondes numériques dans des conditions extrêmes, en corrigeant les calculs d'énergie des ondes existantes.
Les résultats du modèle de l'ensemble de données du projet CCI Sea State sont étroitement liés aux mesures par satellite. Cela se voit lors de la comparaison des sorties sur différentes missions et de l'utilisation d'images SWOT pour estimer les périodes.
Ces informations pourraient aider à protéger les communautés côtières et les infrastructures marines à mesure que les modèles climatiques changent.
Les scientifiques pensaient depuis longtemps que de très longues vagues de l'océan portaient des quantités substantielles d'énergie lorsqu'ils se propageaient à travers les bassins océaniques, mais ces nouvelles résultats démontrent également que la teneur en énergie de ces ondes a été systématiquement surestimée.
Cela signifie que plus d'énergie que prévu est en fait concentrée dans des ondes de tempête dominantes, plutôt que d'être distribuées entre les vagues les plus longues.
Les modèles montrent que les vagues les plus élevées des 34 dernières années ont eu lieu en janvier 2014, lorsque la tempête de l'Atlantique Hercules a produit des vagues de 23 mètres qui ont causé de graves dommages du Maroc en Irlande.
Le Dr Ardhuin a déclaré: « Notre prochaine étape consiste à relier les résultats au changement climatique. Nous allons tester cela avec la modélisation. Nous sommes maintenant en mesure de suivre les tendances de l'intensité des tempêtes au fil du temps. Le changement climatique peut être un conducteur, mais ce n'est pas le seul. Sur la côte, les conditions de fond marin également une décennie – Which, et ces très grandes tempêtes sont rares.
Valeur de la combinaison de données
SWOT combine l'altimétrie radar traditionnelle avec l'imagerie à grande taille pour mesurer la hauteur, la longueur et la direction de la gonflement. Ces mesures aident à déterminer où les vagues proviennent et capturent les gonflements aussi bas que 3 cm, révélant des longueurs d'onde allant jusqu'à 1400 m, ce que d'autres capteurs satellites manquent souvent. Cette gamme de longueurs d'onde a été appliquée aux données collectées par des satellites développés par l'ESA.
La vision plus complète de l'énergie entre les longueurs d'onde montre que des houles très longues portent moins d'énergie qu'on ne le supposait, tandis que plus d'énergie se concentre dans les ondes de pointe dominantes. Bien que ces vagues restent destructrices, leur véritable dynamique d'énergie est désormais mieux comprise. C'est comme un boxeur qui, au lieu de lancer de nombreux coups de poing faibles, concentre leur pouvoir dans quelques puissants.
Copernicus Sentinel-6
Les données de la mission Copernic Sentinel-6 ont été utilisées dans l'étude. La mission comprend deux satellites identiques, tout d'abord, Copernic Sentinel-6 Michael Freilich, qui a été lancé le 21 novembre 2020, puis Copernic Sentinel-6B, qui se déroule dans quelques semaines.
Bien que la mission soit la mission de référence actuelle pour suivre l'élévation du niveau de la mer, elle fournit également des données pour les applications «opérationnelles» pratiques.
Par exemple, la mission mesure la hauteur importante des vagues et la vitesse du vent, les données utilisées pour les prévisions océaniques à temps proche.
