Sequential estimation of surface water mass changes from daily satellite gravimetry data

Autor: Xavier Vasseur, Serge Gratton, Guillaume Ramillien, Frank Frappart
Přispěvatelé: Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE), Institut de Recherche pour le Développement - IRD (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Université Toulouse - Jean Jaurès - UT2J (FRANCE), Université Toulouse 1 Capitole - UT1 (FRANCE), Centre Européen de Recherche et Formation Avancées en Calcul Scientifique - CERFACS (FRANCE), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Algorithmes Parallèles et Optimisation (IRIT-APO), Institut de recherche en informatique de Toulouse (IRIT), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, CERFACS, Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Toulouse Mind & Brain Institut (TMBI), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT), Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique (CERFACS), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2015
Předmět:
Zdroj: Journal of Geodesy
Journal of Geodesy, Springer Verlag, 2015, 89 (3), pp.259-282. ⟨10.1007/s00190-014-0772-2⟩
Journal of Geodesy, 2015, 89 (3), pp.259-282. ⟨10.1007/s00190-014-0772-2⟩
ISSN: 0949-7714
1432-1394
DOI: 10.1007/s00190-014-0772-2⟩
Popis: International audience; We propose a recursive Kalman filtering approach to map regional spatio-temporal variations of terrestrial water mass over large continental areas, such as South America. Instead of correcting hydrology model outputs by the GRACE observations using a Kalman filter estimation strategy, regional 2-by-2 degree water mass solutions are constructed by integration of daily potential differences deduced from GRACE K-band range rate (KBRR) measurements. Recovery of regional water mass anomaly averages obtained by accumulation of information of daily noise-free simulated GRACE data shows that convergence is relatively fast and yields accurate solutions. In the case of cumulating real GRACE KBRR data contaminated by observational noise, the sequential method of step-by-step integration provides estimates of water mass variation for the period 2004–2011 by considering a set of suitable a priori error uncertainty parameters to stabilize the inversion. Spatial and temporal averages of the Kalman filter solutions over river basin surfaces are consistent with the ones computed using global monthly/10-day GRACE solutions from official providers CSR, GFZ and JPL. They are also highly correlated to in situ records of river discharges (70–95 %), especially for the Obidos station where the total outflow of the Amazon River is measured. The sparse daily coverage of the GRACE satellite tracks limits the time resolution of the regional Kalman filter solutions, and thus the detection of short-term hydrological events.
Databáze: OpenAIRE
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