VALIDATION OF JASON-2 AND ENVISAT WIND SPEED AND SIGNIFICANT WAVE HEIGHT DATA IN THE INTERTROPICAL ZONE

Abstract

ABSTRACT. The estimates of signiï¬cant wave height (SWH) and wind speed at 10 meter height (u10) from the Jason-2 and ENVISAT satellites, over the intertropical region, are analysed. Some authors have tested the dependency of satellite radar wind/wave measurements on local environmental conditions, particularly on wave age, with no conclusive results. Our data show that Jason-2 overestimates high values of SWH and underestimates low values, while ENVISAT exhibits the opposite behaviour. The correlation coefï¬cient between buoy measurements and altimeter data is around 0.95, with bias and root mean square error (RMSE) of, 3 and 15 cm respectively. On the other hand, Jason-2 underestimates u10 throughout the whole measured range, while ENVISAT overestimates throughout the whole range for speeds over 3 m/s. The correlation coefï¬cient is around 0.90, with bias and RMSE around 0.20 cm and 1.5 m/s, respectively. The altimeter estimates in the intertropical region are similar to those obtained with global coverage, hence the sensitivity to sea state to extract wind speed and wave height is not so obvious in our data set. Therefore, the results indicate that the algorithms employed have a fair enough performance in the intertropical region.

Keywords: wind waves, wind speed, altimeter, Jason-2, ENVISAT.

RESUMO. As estimativas de altura signiï¬cativa de onda (SWH) e de intensidade do vento a 10 metros de altura (u10) dos altímetros dos satélites Jason-2 e ENVISAT, obtidas na região intertropical, são analisadas. Alguns trabalhos apontam para uma possível dependência da esbeltez das ondas, e portanto do estado de mar, para extração de u10 e SWH, o que tornaria os algoritmos empregados dependentes da localidade. Os resultados aqui obtidos mostram que o Jason-2 em geral superestima altos valores de SWH e subestima baixos valores, enquanto que para o ENVISAT a tendência encontrada é a inversa. Foram obtidos coeï¬cientes de correlação entre a SWH de boias e dos altímetros em torno de 0,95, e bias e erro médio quadrático (RMSE) de aproximadamente 3 e 15 cm, respectivamente. Em relação à u10, o Jason-2 subestima ligeiramente os valores, independente da faixa de intensidade do vento, enquanto que o ENVISAT os superestimam em quase todas as faixas de intensidade, exceto para ventos menores que 3 c/s. Os coeï¬cientes de correlação se encontram em torno de 0,90, com bias e erro médio quadrático de, respectivamente, aproximadamente 0,20 cm e 1,5 c/s. Os resultados indicam que o desempenho na região intertropical é similar aos resultados obtidos empregando medições globais, que são altamente concentradas em altas latitudes no Hemisfério Norte. O efeito da condição do estado de mar para extração de SWH e u10, caso seja importante, não aparenta ser considerável no conjunto de dados aqui empregado. Portanto, os resultados apontam para um desempenho bastante aceitável de tais algoritmos quando empregados na região intertropical.

Palavras-chave: altura signiï¬cativa de ondas, intensidade do vento, altimetria, Jason-2, ENVISAT.