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Sea Level at the Coast from Video-Sensed Waves: Comparison to Tidal Gauges and Satellite Altimetry

Authors :
Rafael Almar
Frédéric Bonou
Zacharie Sohou
Laurent Testut
Bruno Castelle
Benoit Meyssignac
Fabien Léger
Gregoire Abessolo Ondoa
Magnus Larson
Erwin W. J. Bergsma
Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS)
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)
Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC)
Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU)
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Océan du Large et Variabilité Climatique (OLVAC)
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)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)
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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Source :
Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 2019, ⟨10.1175/JTECH-D-18-0203.1⟩, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, American Meteorological Society, 2019, ⟨10.1175/JTECH-D-18-0203.1⟩
Publication Year :
2019
Publisher :
American Meteorological Society, 2019.

Abstract

Nearshore complex and energetic hydrodynamic conditions make observing evolving processes during extreme and short-term events difficult. In particular, total sea levels at the coast are hard to measure with current techniques. Sea level is commonly measured with tidal gauges and spaceborne altimetry, which lack essential details of spatial and wave-related sea level variability along the coast. Hence, novel techniques, adapted to nearshore areas, are required. This paper presents the first-time use of video cameras to derive the total sea level at the coast. This novel approach consists of estimating time-varying total water levels by applying a celerity-based depth inversion method, which is conventionally used to estimate bathymetry from video. The video-derived total sea levels are compared to sea levels derived from an in situ acoustic Doppler current profiler (ADCP), the nearest tide gauge, and altimetry. A tidal harmonic analysis is performed on the video-derived water levels, yielding an accurate determination of the dominant tidal harmonics. However, it remains difficult to separate bathymetric changes due to the waves on beaches when rapid morphological changes occur under energetic conditions. Nonetheless, video-derived water-level anomalies are in good agreement with state-of-the-art altimetry products. Although there is still work to be done, the results show the potential to measure total sea level at the coast using video camera systems.

Details

ISSN :
15200426 and 07390572
Volume :
36
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Atmospheric and Oceanic Technology
Accession number :
edsair.doi.dedup.....28ccb5909289ef0587341c3ec07c61b0
Full Text :
https://doi.org/10.1175/jtech-d-18-0203.1