Les objectifs de la mission Topex/Poséidon

 Les objectifs annoncés au début de la mission de Topex/Poséidon en 1992 étaient :

  • étudier la circulation océanique à grande échelle incluant ses interactions avec l'atmosphère afin d'approfondir le rôle de l'océan dans le climat mondial,
  • approfondir notre connaissance des transport de chaleur dans l'océan,
  • modéliser les marées,
  • améliorer l'étude du géoïde marin grâce aux mesures altimétriques et à la localisation précise de balises au sol.
  • calculer les tendances de la variation du niveau moyen de la  mer à l'échelle global (indicateur de l'effet de serre).

Les premières propositions de recherche des données de Topex/Poséidon se sont principalement concentrées sur la circulation océanique à grande échelle. D'autres propositions ont aussi concerné la modélisation de la marée avec toutes ses composantes ainsi que plusieurs études géophysiques.

De plus, certaines applications étaient espérées :

Si Topex/Poséidon était attendu sur la circulation océanique à l'échelle des océans, on en espérait également un aperçu de la variabilité de la circulation océanique à l'échelle des tourbillons ("mésoéchelle"). Au final, on a pu obtenir un suivi des tourbillons grâce notamment à la combinaison de données entre plusieurs satellites (T/P et ERS-1, puis 2, le relais étant pris par Jason-1 et Envisat).

Les "ondes planétaires" (ondes dites de Kelvin ou de Rossby), qui transportent chaleur et énergie d'une rive à l'autre des océans, se traduisent par de légères variations de la hauteur de la mer de l'ordre d'une dizaine de centimètres. Avec une précision de 2 à 3 cm, elles sont visibles par Topex/Poséidon.
On les voit en regardant une série de cartes prises à intervalle régulier, ou, de façon plus frappante, dans des diagrammes longitude-temps. Ces diagrammes montrent, à une latitude donnée, l'évolution dans le temps et sur l'axe est-ouest des variations de la hauteur de la mer. Les ondes océaniques y sont visibles sous forme de séries de droites.

Topex/Poséidon n'était pas, au départ, prévu pour fournir des données "rapidement". La mise en place d'une chaîne de traitement en 48 h a permis de mettre en place quelques démonstrations des possibilités de l'altimétrie en mode opérationnel (que l'on connaissait, mais sans pouvoir les mettre en oeuvre en "vrai grandeur")

Enfin, des applications plus inattendues ont vu le jour :

Si l'on espérait plus que les 3 ans "nominaux" de la mission et les 5 ans "attendus", 13 ans est une durée de vie particulièrement longue pour quelque chose d'aussi exposé à un milieu hostile qu'un satellite. La durée exceptionnelle de la mission Topex/Poséidon est cependant très loin de n'être qu'une anecdote. Elle a, en elle-même permis d'observer certains phénomènes avec des mesures homogènes, notamment les oscillations décennales (Pacific Decadal Oscillation, Oscillation de l'Atlantique Nord)

Topex/Poséidon (comme d'ailleurs Jason-1) est optimisé pour les océans. Mais, dès 1995, des tests montrent que des données sur les lacs sont utilisables. Aujourd'hui, on parle également de mesures sur certaines rivières et fleuves, comme l'Amazone. On peut ainsi surveiller le niveau de certains plans d'eau et rivières, en particulier dans les zones où il y peu de station hydrographiques, même si, du fait de la répétitivité du satellite (10 jours), de telles mesures ne peuvent servir pour un réseau d'alerte rapide.

Si l'on s'attendait à observer, a posteriori, les très fortes vagues provoquées par le passage d'un cyclone (pour peu que le satellite soit passé à peu près au-dessus), l'utilisation des mesures de hauteur de mer, en combinaison avec des données de température, pour la prévision de l'intensification des tempêtes tropicale ne faisait pas partie des applications qui étaient dans la tête des concepteurs de Topex/Poséidon. Aujourd'hui, ces données de potentiel de chaleur cyclonique sont entrées dans les modèles de prévision "en routine", et devraient permettre de mieux évaluer les mesures à prendre (voir Intensification de l'ouragan Katrina).

Certaines mesures sur les terres solides venant de Topex/Poséidon sont également exploitables, en particulier en profitant du fait que l'altimètre Topex émet dans deux fréquences distinctes. La comparaison des deux apporte de l'information sur l'état de la surface.

L'une des surprises aura également été de pouvoir faire, largement grâce à l'altimétrie et à l'observation des marées en haute mer, un lien entre une partie de l'énergie dissipée par les marées et la circulation thermohaline, et donc le climat.