Validación de la corriente geostrófica obtenida con el radar altimétrico KaRIn, a bordo del satélite SWOT sobre la subcuenca occidental del golfo de Cádiz

Abstract

El satélite Surface Water and Ocean Topography (SWOT), lanzado en diciembre de 2022, forma parte de una misión para mejorar la comprensión de los océanos y aguas superficiales continentales mediante datos altimétricos de alta resolución. Este estudio valida las corrientes geostróficas derivadas de la anomalía del nivel del mar proporcionada por SWOT usando datos horarios de radares de alta frecuencia (HF) de la red de Puertos del Estado.

Se analizan tres pases orbitales de SWOT sobre la subcuenca occidental del golfo de Cádiz, cada uno asociado a un régimen atmosférico de la región: Levante, Poniente y calma, empleando las mediciones de radar HF más cercanas en tiempo a los mismos. Los datos altimétricos se filtran con un método Loess para reducir el ruido, y los del radar HF con un promedio horario. Dado que la circulación superficial en mar abierto es principalmente geostrófica, se puede asumir equivalencia entre la corriente geostrófica (SWOT) y la total (radar HF) para su comparación. Ambas se representan en mallas espaciales coincidentes, usando el vecino más cercano según la distancia euclídea, y se evalúa la exactitud con el RMSE. El mejor ajuste se obtiene en el evento de calma (RMSEmódulo = 4,5 cm/s), y valores mayores en Levante (RMSEmódulo = 10,1 cm/s) y Poniente (RMSEmódulo = 10,9 cm/s). A pesar de que todavía existen pocas validaciones del satélite SWOT, los resultados obtenidos en este estudio son coherentes con los de otros instrumentos previamente validados en la misma zona, lo que refuerza la metodología empleada y los resultados. Aunque se han observado algunas diferencias entre las mediciones de SWOT y las del radar HF, los resultados confirman su capacidad para proporcionar datos de alta calidad. No obstante, aún queda mucho por investigar para comprender plenamente su comportamiento en distintos contextos oceánicos, lo que abre nuevas vías de estudio y amplía su potencial aplicación en oceanografía.

The Surface Water and Ocean Topography (SWOT) satellite, launched in December 2022, is part of a mission to improve the understanding of the oceans and continental surface waters using high-resolution altimetric data. The following study validates geostrophic currents derived from the sea surface height anomaly provided by SWOT using hourly high frequency (HF) radar data from Puertos del Estado network. Three SWOT orbital passes over the western sub-basin of the gulf of Cádiz are analysed, each associated with an atmospheric regime of the region: Levante, Poniente and calm; using the HF radar measurements closest in time to them. The altimetric data are filtered with a Loess method to reduce noise, and the HF radar data with an hourly average. Since the open ocean surface circulation is mainly geostrophic, equivalence between the geostrophic (SWOT) and total (HF radar) currents can be assumed for comparison. Both are plotted on coincident spatial grids, using the nearest neighbour based on the euclidean distance, and the accuracy is assessed with the RMSE. The best fit is obtained for the calm event (RMSEmodule = 4,5 cm/s), and higher values for Levante (RMSEmodule = 10,1 cm/s) and Poniente (RMSEmodule = 10,9 cm/s). Although there are still few validations of the SWOT satellite, the results obtained in this study are consistent with those of other instruments previously validated in the same area, which reinforces the methodology used and the results. Although some differences have been observed between SWOT and HF radar measurements, the results confirm its ability to provide high quality data. Nonetheless, these findings underscore the need for further research across diverse oceanic regions and conditions to fully harness SWOT's capabilities, thereby expanding its role in oceanographic studies.