Observer la circulation des océans à grande échelle par altimétrie satellitaire PDF Download
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Author: Jérôme Benveniste Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 386
Book Description
LA CIRCULATION DE L'OCEAN ET SA VARIABILITE SONT DES FACTEURS QUI INFLUENCENT SIGNIFICATIVEMENT LE CLIMAT. LE PROBLEME POSE ICI, EST DE SAVOIR SI L'ALTIMETRIE SATELLITAIRE EST EN MESURE DE DETECTER LA VARIABILITE GRANDE LONGUEUR D'ONDE DE L'OCEAN. UNE REFLEXION A PARTIR DE MODELE NOUS CONDUIT A ESTIMER L'AMPLITUDE DE CES SIGNAUX A ENVIRON 10 CM, SUR 1000 KM ET LEUR VARIABILITE DE L'ORDRE DE 30 JOURS. NOUS MONTRONS QUE LES METHODES CLASSIQUES DE TRAITEMENT DU SIGNAL, NE PERMETTENT PAS DE DETECTER DE TELS SIGNAUX, ET SOMMES AINSI CONDUIT A ADAPTER UNE METHODE DE CARTOGRAPHIE SPATIOTEMPORELLE, BASEE SUR LA THEORIE DU PROBLEME INVERSE EN NORME L2, OU LA CONNAISSANCE A PRIORI DES SIGNAUX RECHERCHES ET DES ERREURS EST TRADUITE EN TERMES STATISTIQUES. LES CARTES D'ERREURS A POSTERIORI, RESTITUEES PAR CETTE METHODE, MONTRENT QUE L'ON POURRA EXTRAIRE CES SIGNAUX DES FUTURES MISSIONS, TEL TOPEX-POSEIDON, AVEC UNE PRECISION DE 6 CM. EN REVANCHE, LA MISSION GEOSAT AVEC SON BUDGET D'ERREUR ACTUEL, NE PERMET PAS DE DETECTER DE TELS SIGNAUX, AVEC SUFFISAMMENT DE PRECISION. LES SOLUTIONS SEMBLENT TRES AFFECTEES PAR L'ERREUR D'ORBITE. LA SENSIBILITE DES SOLUTIONS AUX INFORMATIONS A PRIORI EST ALORS ETUDIEE
Author: Jérôme Benveniste Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 386
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LA CIRCULATION DE L'OCEAN ET SA VARIABILITE SONT DES FACTEURS QUI INFLUENCENT SIGNIFICATIVEMENT LE CLIMAT. LE PROBLEME POSE ICI, EST DE SAVOIR SI L'ALTIMETRIE SATELLITAIRE EST EN MESURE DE DETECTER LA VARIABILITE GRANDE LONGUEUR D'ONDE DE L'OCEAN. UNE REFLEXION A PARTIR DE MODELE NOUS CONDUIT A ESTIMER L'AMPLITUDE DE CES SIGNAUX A ENVIRON 10 CM, SUR 1000 KM ET LEUR VARIABILITE DE L'ORDRE DE 30 JOURS. NOUS MONTRONS QUE LES METHODES CLASSIQUES DE TRAITEMENT DU SIGNAL, NE PERMETTENT PAS DE DETECTER DE TELS SIGNAUX, ET SOMMES AINSI CONDUIT A ADAPTER UNE METHODE DE CARTOGRAPHIE SPATIOTEMPORELLE, BASEE SUR LA THEORIE DU PROBLEME INVERSE EN NORME L2, OU LA CONNAISSANCE A PRIORI DES SIGNAUX RECHERCHES ET DES ERREURS EST TRADUITE EN TERMES STATISTIQUES. LES CARTES D'ERREURS A POSTERIORI, RESTITUEES PAR CETTE METHODE, MONTRENT QUE L'ON POURRA EXTRAIRE CES SIGNAUX DES FUTURES MISSIONS, TEL TOPEX-POSEIDON, AVEC UNE PRECISION DE 6 CM. EN REVANCHE, LA MISSION GEOSAT AVEC SON BUDGET D'ERREUR ACTUEL, NE PERMET PAS DE DETECTER DE TELS SIGNAUX, AVEC SUFFISAMMENT DE PRECISION. LES SOLUTIONS SEMBLENT TRES AFFECTEES PAR L'ERREUR D'ORBITE. LA SENSIBILITE DES SOLUTIONS AUX INFORMATIONS A PRIORI EST ALORS ETUDIEE
Author: Eric Dombrowsky Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 538
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NOUS DEMONTRONS ET METTONS EN UVRE DES TECHNIQUES DE COMBINAISON DE 1) L'ALTIMETRIE SATELLITAIRE; 2) LES MESURES HYDROLOGIQUES ET 3) LA MODELISATION QUASI GEOSTROPHIQUE, AVEC POUR OBJECTIF LA DESCRIPTION DE LA CIRCULATION A MOYENNE ECHELLE DE L'ATLANTIQUE NORD-EST. NOUS AVONS DEVELOPPE POUR L'EXPERIENCE ATHENA-88 UNE CHAINE DE TRAITEMENT DE DONNEES HYDROLOGIQUES, QUI PERMET L'INTERPRETATION DYNAMIQUE ET STATISTIQUE DE LA CIRCULATION, ET LA MISE EN UVRE DU MODELE QUASI GEOSTROPHIQUE A FRONTIERES OUVERTES DE HARVARD. NOUS ILLUSTRONS LA CAPACITE DU MODELE A PREVOIR L'EVOLUTION DES COURANTS ENTRE LES RESEAUX D'ATHENA. NOUS MONTRONS EGALEMENT QUE LES COURANTS PROFONDS SONT TRES CORRELES AUX COURANTS DE SURFACE, ET QUE L'ALTIMETRIE DU SATELLITE GEOSAT DECRIT QUANTITATIVEMENT LA TOPOGRAPHIE DYNAMIQUE DE SURFACE. NOUS PRESENTONS ENSUITE UN SCHEMA D'ASSIMILATION INTERMITTENTE DE DONNEES ALTIMETRIQUES DANS LE MODELE QUASI GEOSTROPHIQUE DE HARVARD, BASE SUR LA COMBINAISON OPTIMALE DES CHAMPS PREVUS PAR LE MODELE ET DES CHAMPS OBSERVES. LES OBSERVATIONS SONT INTERPOLEES HORIZONTALEMENT ET TEMPORELLEMENT PAR ANALYSE OBJECTIVE OPTIMALE ET EXTRAPOLEES VERS LES NIVEAUX PROFONDS PAR MODES EMPIRIQUES. NOUS TESTONS ET VALIDONS CE SCHEMA D'ASSIMILATION AVEC DES OBSERVATIONS SIMULEES, ET METTONS EN EVIDENCE UN AJUSTEMENT DYNAMIQUE DE LA VORTICITE PROFONDE EN UNE CENTAINE DE JOURS. NOUS ASSIMILONS ENFIN LES DONNEES GEOSAT SUR UNE ZONE DE 1000 KILOMETRES DE COTE INCLUANT LA ZONE ATHENA, DE MARS A NOVEMBRE 1988. LE FRONT NORD-SUD OBSERVE EN JUILLET LORS D'ATHENA, EST BIEN REPRESENTE PAR L'ASSIMILATION DES DONNEES GEOSAT
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L'objectif de ce travail est de proposer une mesure de l'impact des systèmes d'observation sur la reconstruction de la circulation océanique de moyenne échelle après assimilation de données altimétriques de dénivélation de surface (SSH). Il a été réalisé des expériences de simulation de systèmes d'observation (OSSE) suivant un protocole d'expérience jumelles sur une configuration académique de l'océan, à partir du modèle aux équations primitives OPA, reproduisant une circulation double gyres de type Gulf-Stream. Après avoir étudié divers schémas d'assimilation de type SEEK (Singular Evolutive Extended kalman), nous proposons une méthode innovante d'assimilation. Afin de respecter les contraintes fortes de nos expériences de simulation de systèmes d'observation nous avons développé un schéma d'assimilation combinant une prise en compte de l'information de SSH respectant l'échantillonnage particulier des diverses configurations multi-satellites étudiées et une approche progressive de la complexité des sytèmes d'observationn du moni au multi-satellite et l'étude de satellites passés, présents et futurs : Topex/Poseidon, GFO, Jason-1, Altika. La mesure de la performance des constellations satellitaires est effectuée suivant deux approches : du point de vue de la correction statistique des champs de surface et de sub-surface et suivant la reconstruction de la physique de l'écoulement. L'utilisation de diagnostics multi-critères permet d'accrocher la reconstruction de l'activité tourbillonnaire de moyenne échelle dans sa complexité et ses multiples dimensions.
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L'objectif de ce travail est de proposer une mesure de l'impact des systèmes d'observation sur la reconstruction de la circulation océanique de moyenne échelle après assimilation de données altimétriques de dénivélation de surface (SSH). Il a été réalisé des expériences de simulation de systèmes d'observation (OSSE) suivant un protocole d'expérience jumelles sur une configuration académique de l'océan, à partir du modèle aux équations primitives OPA, reproduisant une circulation double gyres de type Gulf-Stream. Après avoir étudié divers schémas d'assimilation de type SEEK (Singular Evolutive Extended kalman), nous proposons une méthode innovante d'assimilation. Afin de respecter les contraintes fortes de nos expériences de simulation de systèmes d'observation nous avons développé un schéma d'assimilation combinant une prise en compte de l'information de SSH respectant l'échantillonnage particulier des diverses configurations multi-satellites étudiées et une approche progressive de la complexité des sytèmes d'observationn du moni au multi-satellite et l'étude de satellites passés, présents et futurs : Topex/Poseidon, GFO, Jason-1, Altika. La mesure de la performance des constellations satellitaires est effectuée suivant deux approches : du point de vue de la correction statistique des champs de surface et de sub-surface et suivant la reconstruction de la physique de l'écoulement. L'utilisation de diagnostics multi-critères permet d'accrocher la reconstruction de l'activité tourbillonnaire de moyenne échelle dans sa complexité et ses multiples dimensions.
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Ce travail de thèse a pour objectif d'évaluer l'apport des données altimétriques satellitaires sur le contrôle des circulations océaniques dans l'océan Atlantique Tropical par assimilation de données. Une méthode d'Expériences de Simulations de Systèmes d'Observations (OSSE) a été appliquée en expériences jumelles avec le modèle de circulation océanique NEMO dans une configuration emboîtée d'une résolution spatiale de 0.25°. Ces expériences ont été réalisées, de manière distinctes, pour deux phénomènes marquants de l'Atlantique Tropical : les ondes tropicales d'instabilités (TIW) et les tourbillons associés au courant du Brésil (NBC). Nous avons testé différents systèmes satellitaires, comprenant des satellites existants (JASON-1, JASON-2, ou ENVISAT ...), des satellites programmés (SARAL) ou encore en projet tels que SWOT. Pour ces derniers, différentes options d'orbites ont été envisagées. Les principaux résultats obtenus ont montré que si un seul satellite est suffisant pour contrôler la propagation des TIW et des tourbillons du NBC, un système multi-satellitaire est nécessaire pour corriger avec précision leur structure verticale. Certaines orbites se sont révélées plus favorables que d'autres pour corriger l'un des deux phénomènes, et l'existence de critères d'échantillonnage spécifiques (cycle de répétitivité, sous-cycles) est apparue comme déterminante. Enfin, les apports de l'atimétrie à large fauchée (qui devrait être opérationnelle dans quelques années) ont été mis clairement en évidence.
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Ce travail de thèse a pour objectif d'évaluer l'apport des données altimétriques satellitaires sur le contrôle des circulations océaniques dans l'océan Atlantique Tropical par assimilation de données. Une méthode d'Expériences de Simulations de Systèmes d'Observations (OSSE) a été appliquée en expériences jumelles avec le modèle de circulation océanique NEMO dans une configuration emboîtée d'une résolution spatiale de 0.25°. Ces expériences ont été réalisées, de manière distinctes, pour deux phénomènes marquants de l'Atlantique Tropical : les ondes tropicales d'instabilités (TIW) et les tourbillons associés au courant du Brésil (NBC). Nous avons testé différents systèmes satellitaires, comprenant des satellites existants (JASON-1, JASON-2, ou ENVISAT ...), des satellites programmés (SARAL) ou encore en projet tels que SWOT. Pour ces derniers, différentes options d'orbites ont été envisagées. Les principaux résultats obtenus ont montré que si un seul satellite est suffisant pour contrôler la propagation des TIW et des tourbillons du NBC, un système multi-satellitaire est nécessaire pour corriger avec précision leur structure verticale. Certaines orbites se sont révélées plus favorables que d'autres pour corriger l'un des deux phénomènes, et l'existence de critères d'échantillonnage spécifiques (cycle de répétitivité, sous-cycles) est apparue comme déterminante. Enfin, les apports de l'atimétrie à large fauchée (qui devrait être opérationnelle dans quelques années) ont été mis clairement en évidence.
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Ce travail de thèse a pour objectif d'évaluer l'apport des données altimétriques satellitaires sur le contrôle des circulations océaniques dans l'océan Atlantique Tropical par assimilation de données. Une méthode d'Expériences de Simulations de Systèmes d'Observations (OSSE) a été appliquée en expériences jumelles avec le modèle de circulation océanique NEMO dans une configuration emboîtée d'une résolution spatiale de 0.25°. Ces expériences ont été réalisées, de manière distinctes, pour deux phénomènes marquants de l'Atlantique Tropical : les ondes tropicales d'instabilités (TIW) et les tourbillons associés au courant du Brésil (NBC). Nous avons testé différents systèmes satellitaires, comprenant des satellites existants (JASON-1, JASON-2, ou ENVISAT ...), des satellites programmés (SARAL) ou encore en projet tels que SWOT. Pour ces derniers, différentes options d'orbites ont été envisagées. Les principaux résultats obtenus ont montré que si un seul satellite est suffisant pour contrôler la propagation des TIW et des tourbillons du NBC, un système multi-satellitaire est nécessaire pour corriger avec précision leur structure verticale. Certaines orbites se sont révélées plus favorables que d'autres pour corriger l'un des deux phénomènes, et l'existence de critères d'échantillonnage spécifiques (cycle de répétitivité, sous-cycles) est apparue comme déterminante. Enfin, les apports de l'atimétrie à large fauchée (qui devrait être opérationnelle dans quelques années) ont été mis clairement en évidence.
Author: Alice Carret Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 215
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L'altimétrie spatiale, puissant outil pour étudier la dynamique océanique du large, a permis des avancées spectaculaires dans nos connaissances de l'océan. L'enjeu est maintenant de l'intégrer aux moyens d'observation de l'océan côtier et de démontrer les applications possibles. Pour cela, la Méditerranée Nord-Occidentale a été choisie pour la vaste gamme de processus méso-échelle qui s'y déroulent ainsi que pour les nombreux instruments déployés dans cette région. Le développement de nouvelles technologies (bande Ka, SAR, Synthetic Aperture Radar) et les progrès dans le traitement des données altimétriques sont un gage de précision accrue et permettent d'augmenter la résolution et la couverture spatiales. Dans ce contexte et en utilisant de nombreuses données in situ (radars HF, gliders, ADCP de coque), des intercomparaisons ont été réalisées pour étudier l'observabilité par chaque type d'instrument du Courant Nord et de sa variabilité. Celles-ci ont permis d'analyser la contribution d'un système multi-plateformes dans la surveillance des processus côtiers et ont mis en évidence la complémentarité des instruments dans l'observation des structures. Pour aller plus loin dans l'analyse des différences entre type de données ainsi que des composantes du courant qui peuvent être observées, un modèle numérique régionale haute résolution est utilisé : le modèle Symphonie. Après validation, il a ensuite servi à mener une étude théorique pour quantifier la signature en hauteur de mer de la convection et du Courant Nord et tester si et à quel point ces processus sont observables par altimétrie spatiale. L'origine des différences entre instruments est également analysée : impact des résolutions spatiale et temporelle, orientation des transects de mesure, emplacement, contenu physique. Au delà de faire le lien entre les données et de fournir une interprétation des résultats obtenus, le modèle Symphonie a également permis une étude de la circulation et de sa variabilité saisonnière et interannuelle à l'échelle régionale. Différents facteurs sont proposés et explorés pour mieux comprendre l'origine des variations observées. Dans le contexte du lancement prochain de la mission SWOT en 2021, cette thèse offre des perspectives sur l'utilisation de systèmes d'observation régionaux multi-plateformes, sur l'exploitation des données altimétriques dans le domaine côtier et sur des stratégies de validation à l'échelle régionale des observations spatiales.
Author: Jérôme Benveniste
Author: Jérôme Benveniste
Author: Eric Dombrowsky
Author: Fabien Debost
Author: Fabien Debost
Author: 
Author: COSPAR. Plenary Meeting
Author: Clément Ubelmann
Author: Clément Ubelmann
Author: Clément Ubelmann
Author: Alice Carret