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Quelle est la différence entre le service Mercator Océan et le Copernicus Marine Service ?

Ces deux services sont opérés et fournis par Mercator Océan et couvrent tous les océans du globe.

Le Service Mercator Océan propose des services océanographiques sur mesure dans le cadre de son service d’intérêt général français.

Le Copernicus Marine Service propose un service océanographique sur catalogue. C’est un service d’intérêt général de l’Union Européenne. La Commission Européenne a choisi Mercator Océan pour le mettre en place et le développer. Mercator Océan est -parmi d’autres- l’un des fournisseurs des produits du catalogue du Copernicus Marine Service (les modèles d’analyse et de prévision globaux).

Les produits élaborés par Mercator Océan sont distribués par le Copernicus Marine Service ou par le service Mercator Océan de façon exclusive. Ceci signifie que les produits de Mercator Océan inclus dans le catalogue Copernicus Marine Service sont disponibles uniquement via ce dernier, et également que les produits et services proposés par Mercator Océan ne sont accessibles que via le service Mercator Océan.

Le Service Mercator Océan propose des services océanographiques sur mesure :

  • Mercator Océan propose un service expertisé de produits océanographiques de l’océan global. Ces produits issus de systèmes de modélisation numérique couvrent toutes les mers du globe de la surface au fond, à des résolutions horizontales comprises entre 1/36° et 1° selon les zones géographiques. Ils comportent des paramètres de physique, de glace et de biologie depuis le début des années 1990 pour la plupart d’entre eux, jusqu’à aujourd’hui ainsi que des prévisions à 7 jours.
  • Vous avez un besoin d’expertise de l’océan ? De produit spécifique ? D’un format adéquat ? De certaines variables ? D’une période précise ? D’une couche de l’océan? … Vos développements concernent :
  • Décrivez-nous en quelques lignes vos besoin et attente en remplissant ce formulaire en ligne, nous répondrons à votre demande dans les meilleurs délais.
  • Sachez que le service Mercator Océan est ouvert à tous, les droits et accès différent selon les utilisateurs et usages. Cliquez ici pour plus d’information.
  • Pour toute question, contactez products@mercator-ocean.fr

Le Copernicus Marine Service propose un service océanographique sur catalogue :

  • Le Copernicus Marine Service propose une large gamme de produits océanographiques dont le panel va des produits d’observation, satellite et in-situ, aux produits issus de modélisation numérique. Ces différents produits, répertoriés dans un catalogue unique, couvrent l’océan global et les 6 bassins européens : Arctique, Baltique, Atlantique Nord-Est (parties nord et partie sud), Méditerranée et Mer Noire. Issus d’observation ou de modèles, les paramètres sont physiques et biogéochimiques et les produits s’étendent sur de longues périodes temporelles remontant au début des années 1990, parfois avant, jusqu’au temps réel pour les produits d’observation et à la prévision à quelques jours pour ceux résultants de modèles.
  • Ces produits sont fabriqués par différents producteurs européens et distribués par le Copernicus Marine Service via un catalogue en ligne.
  • Choisissez en ligne les produits du catalogue du Copernicus Marine Service qui vous intéressent et téléchargez-les (enregistrement requis lors du premier téléchargement).
  • Le Copernicus Marine Service est ouvert et gratuit à tout utilisateur et pour tout usage dans le respect des conditions d’usage.
  • Pour toute question, contactez servicedesk.cmems@mercator-ocean.eu ou postez votre question sur le forum.

Quelle est la différence entre les produits du service Mercator Océan et ceux du Copernicus Marine Service ?

Le service Mercator Océan propose des produits numériques issus uniquement de modèles numériques (analyses, réanalyses et prévisions).

Dans son catalogue, le Copernicus Marine Service propose :

– des produits issus de modèles numériques élaborés par d’autres producteurs européens, spécialisés sur des régions océaniques (ex: Mer Baltique, Océan Arctique…). Les modèles d’analyse et de prévision sur l’océan global sont élaborés par Mercator Océan.

– des produits d’observations satellite ou In-situ.

Les produits de référence du service Mercator Océan sont décrits dans le tableau suivant : cliquez ici.

Le catalogue interactif des produits du Copernicus Marine Service est disponible ici.

Qu’est-ce qu’un produit issu d’un modèle numérique ?

C’est un produit issu d’un modèle mathématique d’océan régit par les équations de la physique des fluides, dites « équations primitives » (ex : NEMO-OPA). Ces équations numérisées sont résolues par des millions de calculs sur des ordinateurs appelés « super-calculateurs ». A ce modèle peut s’ajouter de « l’assimilation de données observées » : i.e. les résultats du modèle mathématique sont combinés avec des données observées (ex : de satellite ou de bouées in-situ) afin de composer une représentation finale la plus réaliste possible de l’état de l’océan. Cela permet également de fournir des prévisions de l‘état de l’océan pour les 7 prochains jours. Ainsi, un modèle numérique permet de fournir une représentation actuelle, future ou passée de la physique ou la biogéochimie océanique en trois dimensions.

Les deux services Mercator Océan et Copernicus Marine Service offrent des produits issus de modèles numériques.

Les produits de référence du service Mercator Océan sont décrits dans le tableau suivant : cliquez ici.

Les produits du Copernicus Marine Service sont disponibles ici.

Qu’est-ce qu’un produit d’observations satellite ou in-situ ?

Un produit d’observation est généré directement en utilisant les observations satellite et in-situ brutes, et en y ajoutant de la validation scientifique, de la calibration. Sont aussi parfois ajoutés des lissages et interpolations afin de rendre le produit plus lisible sur une couverture géographique plus large.

Seul le Copernicus Marine Service offre des produits issus d’observations satellite ou in-situ.

Les produits du Copernicus Marine Service sont disponibles ici.

Qu’est-ce qu’un produit numérique ?

C’est un ensemble de fichiers numériques générés par un modèle numérique ou bien provenant d’observations satellite ou in-situ, contenant un ensemble de variables océaniques, décrivant l’état de l’Océan physique ou biogéochimique à l’échelle globale ou régionale, en surface comme en profondeur, actuellement, dans le passé et le futur. Un produit peut également être une carte, représentant l’état de l’Océan.

Les produits de référence du service Mercator Océan sont décrits dans le tableau suivant : cliquez ici.

Les produits du Copernicus Marine Service sont disponibles ici.

Quelle est la couverture temporelle des produits ?

Les produits se décomposent en 2 catégories qui sont valables pour les 2 services Mercator Océan et Copernicus Marine Service :

  • Les produits temps réel (near real time) sont ceux qui représentent l’état de l’océan récent et qui sont mis à jour régulièrement (tous les jours ou toutes les semaines)
  • Les produits dits « séries temporelles du passé » (multiyear time series) représentent l’état de l’océan dans le passé (typiquement les 20 dernières années). Ils ne sont pas mis à jour régulièrement mais seulement une fois par an.

Les produits de référence du service Mercator Océan sont décrits dans le tableau suivant : cliquez ici.

Les produits du Copernicus Marine Service sont disponibles ici.

Quelle est la couverture géographique des produits ?

Pour le service Mercator Océan, trois régions géographiques sont couvertes :

  • L’Océan global : tous les Océans et les principales Mers du globe (180°W-180°E; 80°S-90°N).
  • La partie sud de l’Océan Atlantique Nord Est et la Mer Méditerranée Occidentale jusqu’à l’Est de la Corse (20°W-10°E; 26°N-64°N).
  • La Mer Méditerranée (11°W-37°E; 30°N-46°N).

Pour le Copernicus Marine Service, six régions sont couvertes :

  • L’Océan global : tous les Océans et les principales Mers du globe (180°W-180°E; 80°S-90°N).
  • La partie nord de l’Océan Atlantique Nord Est (20°W-13°E; 48°N-62°N).
  • La partie sud de l’Océan Atlantique Nord Est et la Mer Méditerranée Occidentale jusqu’à l’Est de la Corse (20°W-10°E; 26°N-56°N).
  • La Mer Méditerranée (11°W-37°E; 30°N-46°N).
  • La Mer Baltique
  • L’Océan Arctique
  • La Mer Noire jusqu’au détroit du Bosphore

Les produits de référence du service Mercator Océan sont décrits dans le tableau suivant : cliquez ici.

Les produits du Copernicus Marine Service sont disponibles ici.

Qu’est-ce qu’une grille ?

Une grille est une maille composée de deux (ou plus) jeux de courbes, chaque jeu entrecoupant l’autre de façon algorithmique.

Typiquement, deux types de grille sont rencontrés :

La Grille Native est celle sur laquelle les champs océaniques du modèle numérique sont calculés (ex : grille de type ARAKAWA C). Aucune interpolation n’est effectuée. Cette Grille Native a l’avantage de représenter exactement ce que le système a calculé, mais l’inconvénient d’être difficile à manipuler étant donné que toutes les variables ne sont pas situées sur le même nœud de grille (‘’staggered’’) et que les lignes allant du pôle Nord au pôle Sud du système ne correspondent pas aux lignes des méridiens classiques géographiques (‘’stretched’’ and ‘’rotated’’).

La Grille Régulière est celle sur laquelle les champs océaniques, initialement sur une Grille Native, sont interpolés. Elle est plus simple d’utilisation et plus facile à manipuler. Toutes les variables sont colocalisées sur le même nœud de grille. La projection géographique est par exemple une projection cylindrique équidistante. Par exemple, les courants océaniques exprimés par U et V sur la Grille Régulière ne dépendent plus de la grille et correspondent aux courants zonaux et méridiens classiques. Par ailleurs, la Grille Régulière interpolée est adaptée à l’échantillonnage des tourbillons. Ainsi, les tourbillons sont bien représentés sur la Grille Régulière.

Quelles variables sont fournies ?

Pour le service Mercator Océan :

  • Les variables de la Physique océanique sont principalement la Température potentielle de l’océan, la Salinité de l’océan, la Hauteur de mer de l’océan, les Courants océaniques, concentration, épaisseur et dérive de la glace de mer. D’autres variables sont éventuellement disponibles.
  • Les variables de la Biogéochimie océanique sont principalement la Chlorophylle, Nitrate, Phosphate et Oxygène ainsi que la Biomasse Phytoplanctonique en Carbone et la Production Primaire. D’autres variables sont éventuellement disponibles.

Pour le Copernicus Marine Service:

  • Les variables de la Physique océanique sont : température potentielle (pour les modèles ou les observations satellite ou in-situ), Salinité, courants, dérive de Stokes (courant dû aux vagues), hauteur de mer, hauteur géopotentielle, glace de mer (concentration, épaisseur, dérive, température de surface, densité en Iceberg, type de glace, limite des glaces, …), profondeur de la couche de mélange, flux radiatifs, vents.
  • Les variables de la Biogéochimie océanique sont : Nitrate, Phosphate, Production Primaire, Silicate, Phytoplancton, Zooplancton, Profondeur de la Couche Euphotique, Chlorophylle, Oxygène Dissous, Fer Dissous, Propriétés Optiques de l’eau de mer, Ammonium Dissous.

Quelle est la fréquence d’actualisation des produits ?

Cette fréquence varie suivant les produits : un produit peut par exemple être mis à jour plusieurs fois par jour, ou bien une fois par jour, une fois par semaine, une fois par an….etc.

Comment appelle-t-on une estimation de l'état de l'océan futur, actuel ou passé ?

Prévision océanique : Résultat de modèle numérique océanique fournissant une estimation de l’état de l’océan pour les 1 à 14 prochains jours dans le futur. Les prévisions sont fournies tous les jours ou bien toutes les semaines selon le modèle d’océan considéré.

Analyse océanique: Résultat de modèle numérique océanique fournissant la meilleure estimation possible de l’état de l’océan actuellement et dans le récent passé. Ces résultats sont agrégés dans le temps et constituent une série temporelle mise à jour et incrémentée des derniers résultats soit quotidiennement ou soit de façon hebdomadaire selon le modèle d’océan considéré. Les analyses représentent un état de l’océan quasi simultané à la date d’aujourd’hui.

Réanalyse océanique : Résultat de modèle numérique océanique fournissant la meilleure estimation possible de l’état de l’océan passé. Ces résultats sont issus d’un modèle numérique océanique dédié forcé et assimilant des rejeux cohérents d’observations in-situ et satellites. Une réanalyse est une série temporelle dans le passé longue d’au moins 20 années.

Une « Non assimilative Hindcast » est une série temporelle dans le passé longue d’au moins 20 années dans laquelle aucune donnée n’a été assimilée (au contraire de la réanalyse océanique).

Qu'est-ce que l'assimilation de données ?

En météorologie, l’assimilation de données est le procédé qui consiste à corriger, à l’aide d’observations, l’état de l’atmosphère d’une prévision météorologique. De même en océanographie physique, l’assimilation de données est le procédé mathématique qui consiste à corriger, à l’aide d’observations (satellite et In-situ), l’état de l’océan d’une prévision océanique, afin de produire une analyse de l’état océanique.

Le schéma d’assimilation de données SEEK-SAM2 (Système d’assimilation de données Mercator Océan version 2) par méthode séquentielle d’ordre réduit est celui développé à Mercator Océan et utilisé dans la plupart des systèmes opérationnels de Mercator Océan. Ce schéma d’assimilation permet de combiner de façon optimale des observations et des prévisions de modèle océaniques pour produire une analyse de l’océan. On estime que cette analyse représente l’état de l’océan le plus probable compte tenu des observations disponibles et de la prévision. La méthode SAM2 est un filtre de Kalman d’ordre réduit basé sur la formulation SEEK (Singular Extended Evolutive Kalman). La solution qui minimise l’écart quadratique entre les observations et leur équivalent modèle est calculée dans un espace réduit, sous forme d’une combinaison linéaire de modes d’erreurs du modèle. La correction calculée, appelée incrément, est appliquée progressivement sur tout ou partie de la fenêtre d’assimilation pour limiter le choc d’initialisation au pas de temps où le modèle corrigé est redémarré (Incremental Analysis Update).

Quel est le format des fichiers numériques ?

C’est le format NetCDF (Network Common Data Form) qui est un format de données « auto-documenté », indépendant de l’architecture matérielle qui permet la création, l’accès et le partage de données scientifiques stockées sous la forme de tableaux.

Tous les fichiers numériques des services de Mercator Océan et du Copernicus Marine Service sont au format NetCDF-3, convention CF.

Comment sont livrés les produits ?

Pour le service Mercator Océan :

  • Site web de Mercator Océan : http://www.mercator-ocean.eu/
  • Email : l’email est un service de transmission de messages écrits et de documents envoyés électroniquement via un réseau informatique (internet).
  • Cloud : le cloud (« le Nuage ») est l’exploitation de la puissance de calcul ou de stockage de serveurs informatiques distants par l’intermédiaire d’un réseau (internet).
  • FTP : le File Transfer Protocol (protocole de transfert de fichiers), ou FTP, est un protocole de communication destiné à l’échange informatique de fichiers sur un réseau TCP/IP. Il permet de copier des fichiers d’un ordinateur vers un autre.
  • Disque : la livraison de données temps différé vers les utilisateurs peut être effectuée par disque dur. Ce choix est privilégié devant le serveur FTP lorsque le volume est trop important pour un transfert internet ou en fonction des contraintes des utilisateurs. Le choix du média dépend i) du volume à transférer, ii) des moyens de lecture du média par l’utilisateur. Le choix privilégié est le disque dur transportable.

Pour le Copernicus Marine Service :

Choisissez en ligne les produits du catalogue du Copernicus Marine Service qui vous intéressent et téléchargez-les (enregistrement requis lors du premier téléchargement). Le Copernicus Marine Service est ouvert et gratuit à tout utilisateur et pour tout usage dans le respect des conditions d’usage.

Comment manipuler les produits ?

  • A- Définition

Qu’est-ce que le NetCDF ?
http://www.unidata.ucar.edu/software/netcdf/

Accédez à une liste d’outils pour manipuler ou voir les données NetCDF :
http://www.unidata.ucar.edu/software/netcdf/software.html

Voici des échantillons de fichiers NetCDF de produits Mercator Océan :
Télécharger un échantillon d’un fichier sur Grille Native du système PSY3V3
Télécharger un échantillon d’un fichier sur Grille Régulière du système PSY3V3
Télécharger un échantillon d’un fichier sur Grille Régulière du système IBI36

  •  B- Décompression (liste non exhaustive)

Décompresseur Bzip2 (Windows : http://www.7-zip.org/) ou pages du projet Bzip2 : http://www.bzip.org/

  •  C- Visualisation (liste non exhaustive des outils de visualisation, i.e. facile à installer)

Ncview
http://meteora.ucsd.edu/~pierce/ncview_home_page.html
Visualisation et analyse de premier niveau (facile à installer sous plateformes Unix/Linux, possible sous Windows)

Ferret
http://ferret.wrc.noaa.gov/Ferret/
Visualisation et analyse avancée (vous devez développer votre propre programme)

Matplotlib, python library
http://matplotlib.sourceforge.net/

ncl
http://www.ncl.ucar.edu

idv
http://www.unidata.ucar.edu/software/idv
Visualisation avancée avec animation 3D

  •  D- Extraction/Manipulation

Concaténation/Calcul de moyenne/Ajout variable et attributs…(liste non exhaustive)

Liste de logiciels de manipulation des NetCDF, http://www.unidata.ucar.edu/software/netcdf/software.html

« NetCDF software package », qui inclut des librairies pour programmer en langages Fortran et C++, peut être téléchargé gratuitement, allez voir ici : http://www.unidata.ucar.edu/software/netcdf/docs/faq.html#howtoget. Cet ensemble de codes offre les meilleures performances pour manipuler les fichiers NetCDF, en incluant des conversions en ASCII et dans d’autres formats.

Les opérateurs NCO constituent un ensemble d’outils puissants (Extraction/Concaténation/Calcul de moyenne/Ajout de variable et attributs) pour travailler à partir de fichiers NetCDF. Ils peuvent être obtenus gratuitement à partir de http://nco.sourceforge.net/

cdo
https://code.zmaw.de/projects/cdo

Marine Geospatial Ecology Tools
http://code.env.duke.edu/projects/mget
C’est un module gratuit d’ ArcGIS, qui permet de convertir dans des formats comme NetCDF en ASCII et ArcGrid.

  •  E- Conversion (de Netcdf à GRIB par exemple)

ncl
http://www.ncl.ucar.edu