12.1 Température de brillance du soleil et de son reflet sur la période 2007-2010

La température du soleil varie sur un cycle de 11 années. La mission SMOS sera lancée quelques mois après un minimum dans l'activité solaire et une étude de ce cycle sur la période 1996-1999 indique que la température du soleil variera, entre 2007-2010, entre 1.1 K et 7.7 K. Dans les simulations présentées ici, la température est fixée à 1.1 K, puisque c'est la température moyenne du soleil durant la première moitié de la mission.

Sur une mer idéalement plate, le reflet du soleil aurait la forme d'un disque centré sur le point de réflexion spéculaire. Cependant, la présence des vagues induites par le vent va contribuer à déformer ce disque et à faire varier la température sur ce reflet en fonction de leur orientation. Plus la surface sera rugueuse, plus la tache sera étalée.

Ainsi, autour du solstice d'hiver, le reflet va approcher la zone non aliasée et va venir polluer la reconstruction. Des simulations ont été effectuées afin de modéliser l'étalement et la température du reflet du soleil, basées sur climatologie des champs de surface de salinité et de température (SSS et SST d'après l'atlas mondial océanique ,World Ocean Atlas 2001 (WOA01) du National Oceanographic Center) et sur les champs de vents journaliers fournis par la mission QuikSCAT (module et direction sur des grilles , disponibles auprès du Centre ERS d'Archivage et de Traitement, CERSAT/France). Les composantes du vent pour le solstice d'hiver ont été simulées d'après les mesures QuikSCAT du 22 Décembre 2002.

Considérons un élément de la surface terrestre situé à l'intérieur de l'angle solide vu par l'instrument et éclairé par le soleil selon une direction . Une partie de ce rayonnement est alors reflétée en direction de l'instrument, direction notée . L'énergie de ce rayonnement reflété par l'élément dans la direction , en polarisation $H$ est représenté par la température de brillance :

où et sont les coefficients de réflexion bistatiques de la surface pour les polarisations HH et HV dans la direction et à l'angle d'incidence (les résultats sont similaires en polarisation V). L'angle d'élévation de la réflexion est noté . Les limites de l'intégration sont fixées par l'angle solide sous tendu par le soleil.

Dans ce travail, les coefficients de réflexion bistatiques de la surface (rugueuse) de la mer sont notamment estimés grâce à l'approximation dite des petites pentes pour la rugosité ssa1 ssa2, d'après le modèle de KLEIN et SWIFT KS pour l'estimation de la constante diélectrique de la mer en bande L, et à partir du modèle de spectre de surface de la mer de Kudryatsev et al. sssm. La modélisation de ces coefficients est notée SSA-1.