Estimation de la circulation dans l'Océan Atlantique Sud par assimilation variationnelle de données in situ PDF Download
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Author: Charles Deltel Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
Book Description
Les observations montrent que les modèles d'océans actuels ne parviennent souvent pas à représenter la réalité avec précision. Cela s'explique en partie par un manque de précision dans les conditions initiales (CI) et aux limites. Mais les flux air-mer sont notoirement mal connus, et leur estimation au moyen de méthodes avancées reste peu explorée. Ici, des expériences jumelles systématiques ont été effectuées pour évaluer dans quelle mesure des tels forçages, CI et conditions aux frontières ouvertes (FO) peuvent être améliorés par assimilation 4D-Var de données de profils dans un modèle d'océan. Le système est basé sur le code OPA8.1 et son adjoint. Le modèle résoud le cycle saisonnier de l'Atlantique Sud. Les données assimilées sont l'hydrologie de l'atlas saisonnier climatologique de Reynaud et al. [1998] ou, lors des expériences idéalisées, un jeu de données simulées équivalent. Dans la partie I, la configuration Atlantique Sud est décrite. Une mise en régime de plusieurs années est validée, et fournit les données idéalisées nécessaires pour la suite. Dans la partie II, nous décrivons l'implémentation du contrôle des FO et des forçages, en supplément des CI déjà estimées. Dans la partie III, des expériences idéalisées durant l'été austral montrent que nos données sont appropriées à identifier des flux de chaleur et d'eau douce saisonniers moyens, mais pas leur variabilité intrasaisonnière. De plus, l'estimation des tensions de vent est un problème mal posé, en particulier dans la région des vents d'ouest. Un résultat important est que le sytème peut dégrader un vent parfait pour équilibrer une erreur dans les flux de chaleur. Dans la partie IV, les données réelles sont assimilées sur 4 saisons cyclées, et seul le vent n'est pas estimé. Les trajectoires optimales sont compatibles avec les données, mais des biais systématiques apparaissent, pour lesquels des solutions sont discutées. les paramètres contrôlées ont tous un impact positif sur l'écart modèle-données.
Author: Charles Deltel Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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Les observations montrent que les modèles d'océans actuels ne parviennent souvent pas à représenter la réalité avec précision. Cela s'explique en partie par un manque de précision dans les conditions initiales (CI) et aux limites. Mais les flux air-mer sont notoirement mal connus, et leur estimation au moyen de méthodes avancées reste peu explorée. Ici, des expériences jumelles systématiques ont été effectuées pour évaluer dans quelle mesure des tels forçages, CI et conditions aux frontières ouvertes (FO) peuvent être améliorés par assimilation 4D-Var de données de profils dans un modèle d'océan. Le système est basé sur le code OPA8.1 et son adjoint. Le modèle résoud le cycle saisonnier de l'Atlantique Sud. Les données assimilées sont l'hydrologie de l'atlas saisonnier climatologique de Reynaud et al. [1998] ou, lors des expériences idéalisées, un jeu de données simulées équivalent. Dans la partie I, la configuration Atlantique Sud est décrite. Une mise en régime de plusieurs années est validée, et fournit les données idéalisées nécessaires pour la suite. Dans la partie II, nous décrivons l'implémentation du contrôle des FO et des forçages, en supplément des CI déjà estimées. Dans la partie III, des expériences idéalisées durant l'été austral montrent que nos données sont appropriées à identifier des flux de chaleur et d'eau douce saisonniers moyens, mais pas leur variabilité intrasaisonnière. De plus, l'estimation des tensions de vent est un problème mal posé, en particulier dans la région des vents d'ouest. Un résultat important est que le sytème peut dégrader un vent parfait pour équilibrer une erreur dans les flux de chaleur. Dans la partie IV, les données réelles sont assimilées sur 4 saisons cyclées, et seul le vent n'est pas estimé. Les trajectoires optimales sont compatibles avec les données, mais des biais systématiques apparaissent, pour lesquels des solutions sont discutées. les paramètres contrôlées ont tous un impact positif sur l'écart modèle-données.
Author: Charles Deltel Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 185
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Les observations montrent que les modèles d'océans actuels ne parviennent souvent pas à représenter la réalité avec précision. Cela s'explique en partie par un manque de précision dans les conditions initiales (CI) et aux limites. Mais les flux air-mer sont notoirement mal connus, et leur estimation au moyen de méthodes avancées reste peu explorée. Ici, des expériences jumelles systématiques ont été effectuées pour évaluer dans quelle mesure des tels forçages, CI et conditions aux frontières ouvertes (FO) peuvent être améliorés par assimilation 4D-Var de données de profils dans un modèle d'océan. Le système est basé sur le code OPA8.1 et son adjoint. Le modèle résoud le cycle saisonnier de l'Atlantique Sud. Les données assimilées sont l'hydrologie de l'atlas saisonnier climatologique de Reynaud et al. [1998] ou, lors des expériences idéalisées, un jeu de données simulées équivalent. Dans la partie I, la configuration Atlantique Sud est décrite. Une mise en régime de plusieurs années est validée, et fournit les données idéalisées nécessaires pour la suite. Dans la partie II, nous décrivons l'implémentation du contrôle des FO et des forçages, en supplément des CI déjà estimées. Dans la partie III, des expériences idéalisées durant l'été austral montrent que nos données sont appropriées à identifier des flux de chaleur et d'eau douce saisonniers moyens, mais pas leur variabilité intrasaisonnière. De plus, l'estimation des tensions de vent est un problème mal posé, en particulier dans la région des vents d'ouest. Un résultat important est que le sytème peut dégrader un vent parfait pour équilibrer une erreur dans les flux de chaleur. Dans la partie IV, les données réelles sont assimilées sur 4 saisons cyclées, et seul le vent n'est pas estimé. Les trajectoires optimales sont compatibles avec les données, mais des biais systématiques apparaissent, pour lesquels des solutions sont discutées. les paramètres contrôlées ont tous un impact positif sur l'écart modèle-données.
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LA THESE PRESENTE UNE ETUDE DE LA CIRCULATION DANS L'OCEAN ATLANTIQUE SUD, OU LUI EST APPLIQUE POUR LA PREMIERE FOIS UN MODELE NUMERIQUE A COORDONNEE SIGMA. CETTE COORDONNEE PERMET THEORIQUEMENT UNE MEILLEURE REPRESENTATION DES CONDITIONS LIMITES DE FOND, ET DONC DE L'INTERACTION FONDAMENTALE ENTRE LE RELIEF ET L'ECOULEMENT. NEANMOINS, NOTRE RECHERCHE D'UNE ALTERNATIVE A LA REPRESENTATION CLASSIQUE DE LA BATHYMETRIE (EN COORDONNEE GEOPOTENTIELLE) A NECESSITE UNE ADAPTATION IMPORTANTE DU MODELE INITIAL. IL A EGALEMENT FALLU DEVELOPPER DES CONDITIONS DE FRONTIERES OUVERTES, AINSI QUE DES CONDITIONS DE FORCAGE EN SURFACE. APRES QUOI, DES SIMULATIONS ONT ETE MENEES, TESTANT CERTAINS PARAMETRES, POUR ABOUTIR A UNE REPRESENTATION REALISTE DE LA CIRCULATION ATLANTIQUE SUD. LES EXPERIENCES MONTRENT QUE LA CIRCULATION CALCULEE A UN COMPORTEMENT ORIGINAL VIS A VIS DE LA BATHYMETRIE, COMPORTEMENT JUGE PAR AILLEURS ASSEZ REALISTE. LE MODELE MET EN EVIDENCE DES VARIATIONS SAISONNIERES COMPLEXES, NOTAMMENT DANS LE GYRE SUBTROPICAL. FINALEMENT, DES BILANS INTEGRES DEVOILENT DES PROCESSUS D'ECHANGE DE MASSES D'EAU SENSIBLES A CERTAINS PARAMETRES, DONT LE RELIEF SOUS-MARIN ET LA VARIABILITE SAISONNIERE DU VENT, AYANT UNE INFLUENCE SUR LE FLUX MERIDIEN DE CHALEUR DANS L'ATLANTIQUE SUD
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LE BUT DE CE TRAVAIL EST L'ETUDE DE LA CIRCULATION DE L'OCEAN ATLANTIQUE SUD A PARTIR D'EXPERIENCES DE SIMULATION NUMERIQUE. SON ORIGINALITE RESIDE DANS L'INTEGRATION DE DONNEES ALTIMETRIQUES SATELLITAIRES DANS UN MODELE QUASI-GEOSTROPHIQUE HAUTE RESOLUTION (1/6), AFIN DE CONTRAINDRE LA SOLUTION DU MODELE VERS LES OBSERVATIONS. LA PERIODE COUVERTE PAR LES DONNEES S'ETEND SUR DEUX ANNEES, D'OCTOBRE 92 A SEPTEMBRE 94. L'ECHANTILLONNAGE SPATIO-TEMPOREL DES OBSERVATIONS EST NETTEMENT AMELIORE PAR L'UTILISATION CONJOINTE DES DONNEES DES DEUX SATELLITES. LA TECHNIQUE D'ASSIMILATION UTILISEE DANS CES EXPERIENCES EST LA METHODE DITE DU NUDGING, METHODE SIMPLE ET EFFICACE: LES RESULTATS ONT MONTRE QUE L'ASSIMILATION DES DONNEES ALTIMETRIQUES A TRANSFORME NOTRE MODELE QUASI-GEOSTROPHIQUE 4-COUCHES EN UN OUTIL TRES PERFORMANT POUR REPRODUIRE ET ETUDIER LA CIRCULATION ENCORE MECONNUE DE L'OCEAN ATLANTIQUE SUD, DANS TOUTE SA COMPLEXITE. A L'ISSUS DE CES EXPERIENCES, NOUS SOMMES EN MESURE DE PROPOSER DES SCHEMAS DE LA CIRCULATION DE L'ATLANTIQUE SUD AU NIVEAU DES COUCHES SUPERIEURES, AINSI QUE DES DESCRIPTIONS DETAILLEES DU COMPORTEMENT DU COURANT DU BRESIL, AVEC MISE EN EVIDENCE D'UN CYCLE SAISONNIER DU TRANSPORT, ET DE LA RETROFLECTION DES AIGUILLES AVEC SON LACHER DE TOURBILLONS. NOUS AVONS SUIVI LES TOURBILLONS DES AIGUILLES ET ETUDIE LEUR EVOLUTION DANS TOUT LE BASSIN ATLANTIQUE SUD. ENFIN, NOUS AVONS MONTRE LE ROLE CRITIQUE JOUE PAR LES COURANTS DE BORD OUEST DANS L'EVALUATION DE FLUX MERIDIENS AU NIVEAU DU GYRE SUBTROPICAL
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CE PROJET VISE A CONSTRUIRE UNE IMAGE DYNAMIQUE DE LA CIRCULATION DE L'OCEAN ATLANTIQUE SUD EN REALISANT UNE SIMULATION NUMERIQUE PROGNOSTIQUE RESOLVANT LES TOURBILLONS SYNOPTIQUES ET S'APPUYANT SUR UNE DESCRIPTION ADEQUATE DES FORCAGES. LE MODELE MOCA UTILISE DANS UNE CONFIGURATION REALISTE DE L'ATLANTIQUE SUD LE CODE DE CIRCULATION OCEANIQUE SPEM, UN CODE AUX EQUATIONS PRIMITIVES DONT LA COORDONNEE VERTICALE SUIT LA TOPOGRAPHIE () ET POUR LEQUEL LES FRONTIERES OUVERTES SONT IMPLANTEES. UNE FOIS LES RESULTATS DES SIMULATIONS VALIDES, ILS CONSTITUENT UN JEU DE DONNEES COMPLEMENTAIRE DES OBSERVATIONS, EN PARTICULIER PAR LEUR APPORT SUR LA VARIABILITE SAISONNIERE ET LES FLUX TURBULENTS, OU DANS DES ZONES NON-COUVERTES PAR LES OBSERVATIONS. LE FORCAGE DE SURFACE UTILISE LA MOYENNE CLIMATOLOGIQUE MENSUELLE DES REANALYSES DU CEPMMT (1979-93) ET UN MODELE DE COUCHE DE MELANGE DE TYPE KRAUS ET TURNER. LE FORCAGE EN SEL DANS LE MODELE EST ORIGINAL PAR LA GRANDE LIBERTE QU'IL DONNE A LA SALINITE. DE MEME, EN CAS DE GLACE DE MER, L'EVOLUTION DE LA SALINITE EST DONNEE PAR UN MODELE QUASI-DIAGNOSTIQUE DE GLACE DE MER UTILISANT UNE TEMPERATURE DE SURFACE DE GLACE ET PREND DONC EN COMPTE LA DYNAMIQUE DU MODELE MOCA. LA SIMULATION EST REPESENTATIVE SOUS BEAUCOUP D'ASPECTS DES CIRCULATIONS OBSERVEES DANS L'OCEAN ATLANTIQUE SUD. LES TRAJECTOIRES DE FLOTTEURS PERMETTENT UNE ETUDE COMPLEMENTAIRE DES PHENOMENES DYNAMIQUES. PAR COMPARAISON AUX SECTIONS HYDROGRAPHIQUES WOCE, CERTAINES MASSES D'EAU ONT VU LEUR PROPRIETES PARFOIS LARGEMENT MODIFIEES AU COURS DE LA SIMULATION PAR MELANGE TURBULENT (FORTE ACTIVITE MESO-ECHELLE). LES MASSES D'EAU PRESENTES DANS LA SIMULATION SONT REPERTORIEES EN CLASSES DE DENSITE ET LEURS CARACTERISTIQUES MOYENNES EN TEMPERATURE, SALINITE, PROFONDEUR ET EPAISSEUR SONT EXPOSEES. DES ETUDES DE LA VARIABILITE DANS LES REGIONS DE LA MER DE WEDDELL, DE LA CONFLUENCE, DU BENGUELA ET DES AIGUILLES SONT ENTREPRISES.
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Les océans sont reliés, au travers des courants marins, à l’atmosphère, au monde vivant, aux espèces chimiques. Pour Jean-François Minster, océanographe et physicien, les nouveaux outils d’observation et de modélisation permettront de bien mieux comprendre le rôle que jouent les océans dans le maintien des équilibres fragiles de notre planète.
Author: Emmanuelle Sultan Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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En vue de réactualiser nos connaissances de la circulation de grande échelle dans l'Océan Indien sur, un modèle inverse aux différences finies est appliqué aux données hydrologiques disponibles à l'heure actuelle. La vitesse géostrophique au niveau de référence est ajustée par des contraintes de conservation de flux de masse, de chaleur et de vorticité potentielle. Trois résultats majeurs ressortent de cette étude. 1) Les différents systèmes de circulation de l'océan Indien sud sont bien mis en évidence avec, pour chacun d'eux, un fort contrôle topographique lié à la complexité de la bathymétrie dans cette région. La nature barotrope du gyre de Weddell est prouvée avec une extension vers l'est limitée par la branche sud du Courant Circumpolaire Antarctique. 2) La circulation au fond au nord de 50°S suit les courants de bords ouest avec une tendance cyclonique. Au sud de 50°S, l'origine de l'eau de fond soit être validée par des études complémentaires. 3) La position de la cellule méridienne de circulation thermohaline est estimée entre 26°S et 32°S par 1400m de profondeur et elle est concentrée à l'est du Seuil du Mozambique. Elle met en jeu 15 Sv (1Sv=10 millions m3/s) ce qui correspond à de très fortes vitesses verticales. A 32°S, à l'est du Seuil du Mozambique, 15Sv sont véhiculés par un important Sous-courant des Aiguilles. Le gain de chaleur vers le Sud à 32° est de 0.33PW (1PW=10 [exposant 15] W).Le modèle inverse aux différences finies est un outil robuste de synthèse et d'analyse pour la circulation du fond au sud de 50°S et pour la zone tropicale. L'impact de l'intensité du Courant des Aiguilles sur l'intensité de la cellule méridienne de circulation pourrait être quantifiée avec d'autres simulations.
Author: Jacques Merle Publisher: IRD Editions ISBN: 9782709915847 Category : Climatic changes Languages : fr Pages : 228
Book Description
La 4e de couverture indique : "On mesure depuis peu le rôle essentiel joué par l'océan dans les mécanismes complexes qui régissent le climat. En stockant la chaleur reçue du Soleil pour la transporter des tropiques vers les régions tempérées, l'océan interagit avec l'atmosphère, contribuant à rendre notre planète habitable. Dans le contexte du réchauffement climatique global, l'étude des relations entre l'océan et le climat est devenue un enjeu scientifique majeur. En quelques décennies, l'océanographie physique est passée d'une approche descriptive et géographique à une approche géophysique. Cette mutation spectaculaire a été rendue possible grâce au développement de programmes internationaux sans précédent, auxquels se sont ajoutés les apports déterminants de l'observation spatiale et de la modélisation numérique. Ce vaste déploiement de moyens techniques, scientifiques et humains est à l'origine de la découverte des mécanismes fondamentaux de la dynamique des océans, et du rôle particulier des océans tropicaux dans la variabilité climatique. Accessible à un large public, cet ouvrage retrace dans sa dimension scientifique et humaine les conquêtes d'une discipline en plein essor, à présent au coeur des questionnements sur le climat futur."
Author: Charles Deltel
Author: Charles Deltel
Author: Charles Deltel
Author: PATRICK.. MARCHESIELLO
Author: PIERRE.. FLORENCHIE
Author: KARINE.. BERANGER
Author: Camille Vallaux
Author: Jean-François Minster
Author: Emmanuelle Sultan
Author: Jacques Merle
Author: Maxence Revault d'Allonnes