Ocean tide loading (OTL) displacements from global and local grids: comparisons to GPS estimates over the shelf of Brittany, France

• Published in: Journal of Geodesy
• Main Authors: Melachroinos, S. A., Biancale, Richard, Llubes, M., Perosanz, Félix, Lyard, F., Vergnolle, Mathilde, Bouin, M. N., Masson, F., Nicolas, Jean-Marie, Durand, Stéphane, Morel, Laurent
• Other Authors: Groupe de Recherche en Géodésie Spatiale, Laboratoire de Dynamique Terrestre et Planétaire, (GRGS, LDTP) (GRGS, LDTP), CRGS-LDTP, 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), Groupement de Recherche en Géodésie Spatiale (GRGS), Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES), Echanges Côte-Large (ECOLA), 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), Laboratoire de Géophysique Interne et Tectonophysique (LGIT), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB Université de Savoie Université de Chambéry )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), LAboratoire de Recherche en Géodésie (LAREG), Ecole nationale des sciences géographiques (ENSG), Institut géographique national IGN (IGN)-Institut géographique national IGN (IGN), Institut de physique du globe de Strasbourg (IPGS), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de géodésie et de géomatique (L2G), Conservatoire National des Arts et Métiers CNAM (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2008
• Subjects: High-rate GPS positioning; Multipath; Ocean tide loading (OTL) displacements-validations; [SDV]Life Sciences [q-bio]; North East Atlantic
• Online Access: https://insu.hal.science/insu-00352702; https://doi.org/10.1007/s00190-007-0185-6

International audience In this paper we examine OTL displacements detected by GPS stations of a dedicated campaign and validate ocean tide models. Our area of study is the continental shelf of Brittany and Cotentin in France. Brittany is one of the few places in the world where tides provoke loading displacements of ∼10-12 cm vertically and a few cm horizontally. Ocean tide models suffer from important discrepancies in this region. Seven global and regional ocean tide models were tested: FES2004 corrected for K2, TPXO.7.0, TPXO.6.2, GOT00.2, CSR4.0, NAO.99b and the most recent regional grids of the North East Atlantic (NEA2004). These gridded amplitudes and phases of ocean tides were convolved in order to get the predicted OTL displacements using two different algorithms. Data over a period of 3.5 months of 8 GPS campaign stations located on the north coast of Brittany are used, in order to evaluate the geographical distribution of the OTL effect. We have modified and implemented new algorithms in our GPS software, GINS 7.1. GPS OTL constituents are estimated based on 1-day batch solutions. We compare the observed GPS OTL constituents of M2, S2, N2 and K1 waves with the selected ocean tide models on global and regional grids. Large phase-lag and amplitude discrepancies over 20° and 1.5 cm in the vertical direction in the semi-diurnal band of M2 between predictions and GPS/models are detected in the Bay of Mont St-Michel. From a least squares spectral analysis of the GPS time-series, significant harmonic peaks in the integer multiples of the orbital periods of the GPS satellites are observed, indicating the existence of multipath effects in the GPS OTL constituents. The GPS OTL observations agree best with FES2004, NEA2004, GOT00.2 and CSR4.0 tide models.