ASSIMILATION OF SEA SURFACE HEIGHT ANOMALIES INTO HYCOM WITH AN OPTIMAL INTERPOLATION SCHEME OVER THE ATLANTIC OCEAN METAREA V

Abstract

ABSTRACT. Along-track sea surface height anomaly (SSHA) data from the Jason-1 and Jason-2 satellites were assimilated into the ocean model HYCOM from July 1, 2009 until December 31, 2009. A new and simple approach to overcome the bias between the model and observed SSHA was proposed. It focuses on the meso-scale differences between the data and the model along each satellite track. An optimal interpolation method and the Cooper & Haines (1996) scheme (C&H) were employed to produce a SSHA analysis field and to adjust model layer thicknesses over the Atlantic METAREA V. The corrected model state was used as initial condition for the next assimilation cycle. SSHA data with a 7-day window were assimilated in 3-day intervals centered in the SSHA data window and the C&H scheme was applied taking the SSHA analysis. A control run without assimilation was also performed. The results showed that the model SSHA was completely reorganized by the end of the experiment. The modifications of SSHA were compared to the American Navy HYCOM+NCODA system and AVISO data. Maximum error was reduced from 0.7 m to 0.2 m by assimilation. Comparisons were also made with the Argo temperature and salinity vertical profiles. Improvements in the currents and volume transport were also produced by assimilation. The impact in temperature was in general positive, but there was no substantial modification in salinity.

Keywords: ocean data assimilation, Jason-1 and Jason-2 satellites, Argo.

RESUMO. Dados de anomalia da altura da superfície do mar (AASM) dos satellites Jason-1 e Jason-2 foram assimilados no modelo oceânico HYCOM de 1 de julho de 2009 a 31 de dezembro de 2009. Um nova e simples abordagem foi proposta para superar o viés entre os dados observados de AASM e o campo do modelo. Ela enfoca as diferenças entre o modelo e as observações na mesoescala ao longo de cada trilha dos satélites. Um método de interpolação estatística e o esquema de Cooper & Haines (1996) (C&H) foram empregados para produzir um campo de análise de AASM e ajustes nas espessuras das camadas do modelo sobre a METAREA V do Atlântico. O estado corrigido do modelo foi usado como condição inicial para o próximo ciclo de assimilação. Dados de AASM em uma janela de 7 dias foram assimilados a cada 3 dias em data centrada na janela de dados e o método de C&H foi aplicado com a análise de AASM. Os resultados mostraram que a AASM do modelo foi completamente reorganizada no final do experimento. As modificações de AASM foram comparadas com análises globais do sistema Americano HYCOM+NCODA e com dados do AVISO. Erros máximos foram reduzidos de 0,7 m para 0,2 m com a assimilação. Comparações foram também feitas com perfis verticais de temperatura e salinidade do Argo. Melhorias nas correntes e no transporte de volume foram produzidas em relação à rodada de controle. O impacto na temperatura foi em geral positivo, mas não houve modificação substancial na salinidade.

Palavras-chave: assimilação de dados oceanográficos, satélites Jason-1 e Jason-2, Argo.