Dissertations / Theses: 'Calibration du modèle climatique'

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Ben, Touhami Haythem. "Calibration Bayésienne d'un modèle d'étude d'écosystème prairial : outils et applications à l'échelle de l'Europe." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2014. http://www.theses.fr/2014CLF22444/document.

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Abstract:

Les prairies représentent 45% de la surface agricole en France et 40% en Europe, ce qui montre qu’il s’agit d’un secteur important particulièrement dans un contexte de changement climatique où les prairies contribuent d’un côté aux émissions de gaz à effet de serre et en sont impactées de l’autre côté. L’enjeu de cette thèse a été de contribuer à l’évaluation des incertitudes dans les sorties de modèles de simulation de prairies (et utilisés dans les études d’impact aux changements climatiques) dépendant du paramétrage du modèle. Nous avons fait appel aux méthodes de la statistique Bayésienne, basées sur le théorème de Bayes, afin de calibrer les paramètres d’un modèle référent et améliorer ainsi ses résultats en réduisant l’incertitude liée à ses paramètres et, par conséquent, à ses sorties. Notre démarche s’est basée essentiellement sur l’utilisation du modèle d’écosystème prairial PaSim, déjà utilisé dans plusieurs projets européens pour simuler l’impact des changements climatiques sur les prairies. L’originalité de notre travail de thèse a été d’adapter la méthode Bayésienne à un modèle d’écosystème complexe comme PaSim (appliqué dans un contexte de climat altéré et à l’échelle du territoire européen) et de montrer ses avantages potentiels dans la réduction d’incertitudes et l’amélioration des résultats, en combinant notamment méthodes statistiques (technique Bayésienne et analyse de sensibilité avec la méthode de Morris) et outils informatiques (couplage code R-PaSim et utilisation d’un cluster de calcul). Cela nous a conduit à produire d’abord un nouveau paramétrage pour des sites prairiaux soumis à des conditions de sécheresse, et ensuite à un paramétrage commun pour les prairies européennes. Nous avons également fourni un outil informatique de calibration générique pouvant être réutilisé avec d’autres modèles et sur d’autres sites. Enfin, nous avons évalué la performance du modèle calibré par le biais de la technique Bayésienne sur des sites de validation, et dont les résultats ont confirmé l’efficacité de cette technique pour la réduction d’incertitude et l’amélioration de la fiabilité des sorties
Grasslands cover 45% of the agricultural area in France and 40% in Europe. Grassland ecosystems have a central role in the climate change context, not only because they are impacted by climate changes but also because grasslands contribute to greenhouse gas emissions. The aim of this thesis was to contribute to the assessment of uncertainties in the outputs of grassland simulation models, which are used in impact studies, with focus on model parameterization. In particular, we used the Bayesian statistical method, based on Bayes’ theorem, to calibrate the parameters of a reference model, and thus improve performance by reducing the uncertainty in the parameters and, consequently, in the outputs provided by models. Our approach is essentially based on the use of the grassland ecosystem model PaSim (Pasture Simulation model) already applied in a variety of international projects to simulate the impact of climate changes on grassland systems. The originality of this thesis was to adapt the Bayesian method to a complex ecosystem model such as PaSim (applied in the context of altered climate and across the European territory) and show its potential benefits in reducing uncertainty and improving the quality of model outputs. This was obtained by combining statistical methods (Bayesian techniques and sensitivity analysis with the method of Morris) and computing tools (R code -PaSim coupling and use of cluster computing resources). We have first produced a new parameterization for grassland sites under drought conditions, and then a common parameterization for European grasslands. We have also provided a generic software tool for calibration for reuse with other models and sites. Finally, we have evaluated the performance of the calibrated model through the Bayesian technique against data from validation sites. The results have confirmed the efficiency of this technique for reducing uncertainty and improving the reliability of simulation outputs

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Lagarrigues, Guillaume. "Variabilité démographique et adaptation de la gestion aux changements climatiques en forêt de montagne : calibration par Calcul Bayésien Approché et projection avec le modèle Samsara2." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAV081/document.

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Abstract:

Les hêtraies-sapinières-pessières de montagne paraissent particulièrement menacées par le réchauffement climatique. Pour appréhender la dynamique future de ces forêts et adapter la sylviculture à ces nouvelles conditions, il est important de mieux connaître les facteurs environnementaux impactant la démographie de ces espèces. Nous avons abordé cette problématique en combinant des données historiques de gestion, le modèle de dynamique forestière Samsara2 et une méthode de calibration basée sur le Calcul Bayésien Approché. Nous avons ainsi pu étudier conjointement les différents processus démographiques dans ces forêts. Nos analyses montrent que la démographie forestière peut varier fortement entre les parcelles et que le climat n'est pas toujours déterminant pour expliquer ces variations. Ainsi, malgré les changements climatiques attendus, la gestion irrégulière pratiquée actuellement devrait permettre de maintenir les services rendus par les peuplements mélangés situés en conditions mésiques
The spruce-fir-beech mountain forests could be particularly threatened by the global warming. To better understand the future dynamics of these forests and adapt the silviculture to these new conditions, a better knowledge of the environmental factors affecting the species demograhics is needed. We studied this issue by combining a historical management data set, the forest dynamics model Samsara2 and a calibration method based on Approximate Bayesian Computation. We were able thus to study jointly the different demographic process in these forests. Our analysis show that the forest demographics can strongly vary between stands and that climate is not always determining to explain these variations. The unven-aged management currently applied seem adapted for the mixed stands located in mesic conditions, but the pure spruce forests and the low elevation stands could be highly impacted

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Dinh, Thi Lan Anh. "Crop yield simulation using statistical and machine learning models. From the monitoring to the seasonal and climate forecasting." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2022. http://www.theses.fr/2022SORUS425.

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Abstract:

La météo et le climat ont un impact important sur les rendements agricoles. De nombreuses études basées sur différentes approches ont été réalisées pour mesurer cet impact. Cette thèse se concentre sur les modèles statistiques pour mesurer la sensibilité des cultures aux conditions météorologiques sur la base des enregistrements historiques. Lors de l'utilisation d'un modèle statistique, une difficulté critique survient lorsque les données sont rares, ce qui est souvent le cas pour la modélisation des cultures. Il y a un risque élevé de sur-apprentissage si le modèle n'est pas développé avec certaine précautions. Ainsi, la validation et le choix du modèle sont deux préoccupations majeures de cette thèse. Deux approches statistiques sont développées. La première utilise la régression linéaire avec régularisation et validation croisée (c.-à.-d. leave-one-out ou LOO), appliquée au café robusta dans la principale région productrice de café du Vietnam. Le café est une culture rémunératrice, sensible aux intempéries, et qui a une phénologie très complexe en raison de sa nature pérenne. Les résultats suggèrent que les informations sur les précipitations et la température peuvent être utilisées pour prévoir l'anomalie de rendement avec une anticipation de 3 à 6 mois selon la région. Les estimations du rendement du robusta à la fin de la saison montrent que les conditions météorologiques expliquent jusqu'à 36 % des anomalies de rendement historiques. Cette première approche de validation par LOO est largement utilisée dans la littérature, mais elle peut être mal utilisé pour de nombreuses raisons : elle est technique, mal interprétée et nécessite de l'expérience. Une alternative, l'approche “leave-two-out nested cross-validation” (ou LTO), est proposée pour choisir le modèle approprié, évaluer sa véritable capacité de généralisation et choisir la complexité du modèle optimale. Cette méthode est sophistiquée mais simple. Nous démontrons son applicabilité pour le café robusta au Vietnam et le maïs en France. Dans les deux cas, un modèle plus simple avec moins de prédicteurs potentiels et d'entrées est plus approprié. Utiliser uniquement la méthode LOO peut être très trompeur car cela encourage à choisir un modèle qui sur-apprend les données de manière indirecte. L'approche LTO est également utile dans les applications de prévision saisonnière. Les estimations de rendement du maïs en fin de saison suggèrent que les conditions météorologiques peuvent expliquer plus de 40 % de la variabilité de l'anomalie de rendement en France. Les impacts du changement climatique sur la production de café au Brésil et au Vietnam sont également étudiés à l'aide de simulations climatiques et de modèles d'impact ou “suitability models”. Les données climatiques sont cependant biaisées par rapport au climat réel. De nombreuses méthodes de “correction de biais” (appelées ici “calibration”) ont été introduites pour corriger ces biais. Une présentation critique et détaillée de ces calibrations dans la littérature est fournie pour mieux comprendre les hypothèses, les propriétés et les objectifs d'application de chaque méthode. Les simulations climatiques sont ensuite calibrées par une méthode basée sur les quantiles avant d'être utilisées sur nos modèles d'impact. Ces modèles sont développés sur la base des données de recensement des zones caféières, et les variables climatiques potentielles sont basées sur un examen des études précédentes utilisant des modèles d'impact pour le café et des recommandations d'experts. Les résultats montrent que les zones propices à l'arabica au Brésil pourraient diminuer d'environ 26 % d'ici le milieu du siècle dans le scénario à fortes émissions, les régions compatibles avec la culture du robusta vietnamien pourraient quant à elle diminué d'environ 60 %. Les impacts sont significatifs à basse altitude pour les deux types de café, suggérant des déplacements potentiels de la production vers des endroits plus élevés
Weather and climate strongly impact crop yields. Many studies based on different techniques have been done to measure this impact. This thesis focuses on statistical models to measure the sensitivity of crops to weather conditions based on historical records. When using a statistical model, a critical difficulty arises when data is scarce, which is often the case with statistical crop modelling. There is a high risk of overfitting if the model development is not done carefully. Thus, careful validation and selection of statistical models are major concerns of this thesis. Two statistical approaches are developed. The first one uses linear regression with regularization and leave-one-out cross-validation (or LOO), applied to Robusta coffee in the main coffee-producing area of Vietnam (i.e. the Central Highlands). Coffee is a valuable commodity crop, sensitive to weather, and has a very complex phenology due to its perennial nature. Results suggest that precipitation and temperature information can be used to forecast the yield anomaly with 3–6 months' anticipation depending on the location. Estimates of Robusta yield at the end of the season show that weather explains up to 36 % of historical yield anomalies. The first approach using LOO is widely used in the literature; however, it can be misused for many reasons: it is technical, misinterpreted, and requires experience. As an alternative, the “leave-two-out nested cross-validation” (or LTO) approach, is proposed to choose the suitable model and assess its true generalization ability. This method is sophisticated but straightforward; its benefits are demonstrated for Robusta coffee in Vietnam and grain maize in France. In both cases, a simpler model with fewer potential predictors and inputs is more appropriate. Using only the LOO method, without any regularization, can be highly misleading as it encourages choosing a model that overfits the data in an indirect way. The LTO approach is also useful in seasonal forecasting applications. The end-of-season grain maize yield estimates suggest that weather can account for more than 40 % of the variability in yield anomaly. Climate change's impacts on coffee production in Brazil and Vietnam are also studied using climate simulations and suitability models. Climate data are, however, biased compared to the real-world climate. Therefore, many “bias correction” methods (called here instead “calibration”) have been introduced to correct these biases. An up-to-date review of the available methods is provided to better understand each method's assumptions, properties, and applicative purposes. The climate simulations are then calibrated by a quantile-based method before being used in the suitability models. The suitability models are developed based on census data of coffee areas, and potential climate variables are based on a review of previous studies using impact models for coffee and expert recommendations. Results show that suitable arabica areas in Brazil could decrease by about 26 % by the mid-century in the high-emissions scenario, while the decrease is surprisingly high for Vietnamese Robusta coffee (≈ 60 %). Impacts are significant at low elevations for both coffee types, suggesting potential shifts in production to higher locations. The used statistical approaches, especially the LTO technique, can contribute to the development of crop modelling. They can be applied to a complex perennial crop like coffee or more industrialized annual crops like grain maize. They can be used in seasonal forecasts or end-of-season estimations, which are helpful in crop management and monitoring. Estimating the future crop suitability helps to anticipate the consequences of climate change on the agricultural system and to define adaptation or mitigation strategies. Methodologies used in this thesis can be easily generalized to other cultures and regions worldwide

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Coron, Laurent. "Les modèles hydrologiques conceptuelssont-ils robustes face à un climat en évolution ? Diagnostic sur un échantillon de bassins versants français et australiens." Phd thesis, AgroParisTech, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00879090.

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Abstract:

Les hydrologues sont questionnés au sujet de l'évolution à moyen et long terme de la ressource en eau. Pour répondre à ces questions, ils ont recours à des modèles hydrologiques. Une quantification des incertitudes associées à leurs projections leur est souvent demandée et pose la question de la robustesse de ces modèles conceptuels, notamment dans le contexte d'un climat en évolution. En effet, l'utilisation d'un modèle dans des conditions différentes de celles où il a été calé repose sur une hypothèse de transférabilité des paramètres, c'est-à-dire la possibilité d'utiliser les paramètres d'un modèle dans des conditions différentes de celles de saconstruction. Nous traitons cette problématique en tentant d'apporter des éléments de réponse aux questions suivantes :* Quel est le niveau de robustesse des modèles hydrologiques conceptuels face à des conditions climatiques variables ?* Quelles sont les causes des situations de manque de robustesse et y a-t-il des façons de s'en prémunir ?Nous y répondons à travers l'étude des performances de modèles conceptuels lors de nombreux tests de transfert temporel de leurs paramètres. Les résultats montrent des corrélations entre les problèmes de robustesse et les écarts de conditions climatiques entre les périodes de calage et de validation des modèles. Des situations de biais systématiques corrélés à des changements de température de l'air ressortent en particulier de ces analyses. Une hétérogénéité existe cependant sur notre échantillon, les variables climatiques ou le type d'erreurs associées aux problèmes détectés pouvant varier d'un bassin à un autre.L'étude des biais de simulation sur les bassins où les modèles ne sont pas robustes montre des alternances de phases de sous-estimation et surestimation des débits, le biais sur le module décennal pouvant atteindre 20%. Nos travaux révèlent que des comportements très similaires sont obtenus pour diverses périodes et méthodes de calage. Pour les modèles conceptuels utilisés dans ces travaux, les problèmes de robustesse détectés ne résultent pas simplement de quelques "mauvais" calages conduisant à la sélection de paramètres inadaptés pour reproduire le comportement du bassin considéré. Ils semblent plutôt découler de difficultés générales de ces outils de modélisation à reproduire convenablement les bilans moyens de façon simultanée sur différentes périodes.Ces travaux ouvrent des pistes de réflexion sur la capacité insuffisante de certains modèles hydrologiques conceptuels à reproduire des dynamiques basse fréquence et sur le rôle des erreurs d'estimation des forçages, notamment les variations temporelles de l'évapotranspiration, dans les situations de modélisation incorrecte.

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Dreveton-Le, Goff Christine. "Etude de l'équilibre climatique du modèle Arpège." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30101.

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Abstract:

Afin d'etudier l'equilibre climatique du modele atmospherique arpege-climat, on examine l'evolution des invariants globaux du modele adiabatique (masse, humidite, energie et ozone) au cours des premiers jours d'integration. On met ainsi en evidence la derive du modele, avant que celui-ci atteigne son equilibre climatique. Une methode pour diagnostiquer les sources et les puits de la derive est proposee: elle consiste a calculer les tendances des invariants globaux au cours des differentes etapes de calcul (physique, dynamique, discretisation). Son application au modele arpege-climat pour differentes troncatures et differentes valeurs du pas de temps permet de mieux comprendre les differents processus mis en jeu lors de la mise a l'equilibre du modele. L'etude est poursuivie par la comparaison des resultats du modele a des donnees climatologiques: on met ainsi en evidence certaines erreurs systematiques du modele. A partir d'experiences de sensibilite, on etudie plus particulierement l'impact des parametrisations physiques sur l'equilibre du modele. Ces experiences permettent en particulier de proposer un ordre de priorite aux differentes parametrisations, selon que l'equilibre du modele est plus ou moins modifie par les forcages imposes

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Coron, Laurent. "Les modèles hydrologiques conceptuelssont-ils robustes face à un climat en évolution ? Diagnostic sur un échantillon de bassins versants français et australiens." Electronic Thesis or Diss., Paris, AgroParisTech, 2013. http://www.theses.fr/2013AGPT0030.

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Abstract:

Les hydrologues sont questionnés au sujet de l’évolution à moyen et long terme de la ressource en eau. Pour répondre à ces questions, ils ont recours à des modèles hydrologiques. Une quantification des incertitudes associées à leurs projections leur est souvent demandée et pose la question de la robustesse de ces modèles conceptuels, notamment dans le contexte d’un climat en évolution. En effet, l’utilisation d’un modèle dans des conditions différentes de celles où il a été calé repose sur une hypothèse de transférabilité des paramètres, c’est-à-dire la possibilité d’utiliser les paramètres d’un modèle dans des conditions différentes de celles de saconstruction. Nous traitons cette problématique en tentant d’apporter des éléments de réponse aux questions suivantes :• Quel est le niveau de robustesse des modèles hydrologiques conceptuels face à des conditions climatiques variables ?• Quelles sont les causes des situations de manque de robustesse et y a-t-il des façons de s’en prémunir ?Nous y répondons à travers l’étude des performances de modèles conceptuels lors de nombreux tests de transfert temporel de leurs paramètres. Les résultats montrent des corrélations entre les problèmes de robustesse et les écarts de conditions climatiques entre les périodes de calage et de validation des modèles. Des situations de biais systématiques corrélés à des changements de température de l’air ressortent en particulier de ces analyses. Une hétérogénéité existe cependant sur notre échantillon, les variables climatiques ou le type d’erreurs associées aux problèmes détectés pouvant varier d’un bassin à un autre.L’étude des biais de simulation sur les bassins où les modèles ne sont pas robustes montre des alternances de phases de sous-estimation et surestimation des débits, le biais sur le module décennal pouvant atteindre 20%. Nos travaux révèlent que des comportements très similaires sont obtenus pour diverses périodes et méthodes de calage. Pour les modèles conceptuels utilisés dans ces travaux, les problèmes de robustesse détectés ne résultent pas simplement de quelques "mauvais" calages conduisant à la sélection de paramètres inadaptés pour reproduire le comportement du bassin considéré. Ils semblent plutôt découler de difficultés générales de ces outils de modélisation à reproduire convenablement les bilans moyens de façon simultanée sur différentes périodes.Ces travaux ouvrent des pistes de réflexion sur la capacité insuffisante de certains modèles hydrologiques conceptuels à reproduire des dynamiques basse fréquence et sur le rôle des erreurs d’estimation des forçages, notamment les variations temporelles de l’évapotranspiration, dans les situations de modélisation incorrecte
Hydrologists are asked to estimate the medium- and long-term evolutions of water resources. To answer these questions, they commonly use conceptual models. In addition, they are often required to provide an estimate of the uncertainties associated with model projections. This raises the question of the robustness of conceptual models, especially in the context of climate evolution. Indeed, using a model in conditions different from those of calibration is based on the hypothesis of parameter transferability, i.e. the possibility to use model parameters in conditions different from those used for the model set-up. We focus on this issue with the aim of answering the following questions:• What is the robustness level of conceptual hydrological models in the context of changing climatic conditions?• What are the causes for the lack of robustness, and are there ways to prevent it?We answer these questions by studying the performance of conceptual models through multiple tests of temporal transfer of their parameters. Results show the existence of correlations between the robustness problems and the difference in climate conditions between model calibration and validation periods. The analysis especially points out the situations of systematic bias correlated to differences in air temperature. However, results are heterogeneous in our catchment set, and climate variables or error type associated with the identified problems vary between catchments.The analysis of simulation biases on catchments where the models are not robust shows alternating phases of flow under- or overestimation, with a possible bias in the mean flow up to 20% over a ten-year period.Our work reveals that very similar results can be obtained for various periods or calibration methods. The robustness issues faced by conceptual models used in this study do not solely stem from inadequate calibrations leading to the selection of parameters unable reproduce the catchment behavior. They seem to be the consequence of overall difficulties for models to satisfactorily simulate water balances simultaneously on various periods.This work opens reflections on the limited capacity of some hydrological models to reproduce low-frequency dynamics and raises questions on the role of inputs estimates errors in model failures, especially the temporal variations of evapotranspiration

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Royer-Gaspard, Paul. "De la robustesse des modèles hydrologiques face à des conditions climatiques variables." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2021. http://www.theses.fr/2021SORUS466.

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Abstract:

L'un des défis pour les modèles hydrologiques utilisés pour simuler les effets du changement climatique sur les cours d’eau est d'être suffisamment robuste pour être performant dans des conditions climatiques variées. Cependant, les modèles actuels manquent généralement de robustesse. Les causes sont encore incertaines et potentiellement multiples (calage, données, structures). Cette thèse présente une recherche de solutions pour améliorer la robustesse des modèles hydrologiques, à travers plusieurs diagnostics menés sur un grand échantillon de bassins versants. Après une étape d’identification des changements climatiques les plus défavorables aux modèles, une comparaison de différentes méthodes de calage a abouti au constat que le choix de la fonction objectif avait une influence faible mais non négligeable sur la robustesse des modèles. Un choix adapté de la formulation de l'évaporation potentielle est également un facteur d'amélioration, bien que les résultats soient assez hétérogènes sur l'échantillon d'étude. Une méthodologie de diagnostic des lacunes structurelles des modèles hydrologiques, fondée sur une analyse des compétitions entre les performances, a ensuite été proposée et appliquée au modèle GR4J. Deux défauts majeurs ont ainsi pu être identifiés dans la structure du modèle, limitant sa capacité à se montrer robuste pour la simulation simultanée de plusieurs gammes d'écoulement. Une tentative de modification via l'ajout d'un paramètre au modèle s'est révélée encourageante. Malgré la modestie des progrès auxquels ils ont abouti, nous espérons que ces travaux pourront susciter de futurs développements de la structure des modèles hydrologiques
Among the many challenges that climate change poses, the ability of hydrological models to adequately perform over a large range of climatic conditions is key its impacts on the regime of rivers. However, modern hydrological models still lack of robustness. The causes are yet uncertain and may be manifold: (calibration, measurement errors, model structure). This thesis aims at identifying solutions for model improvement by a series of diagnoses conducted on a large catchment set. After a study of the types of climatic changes challenging model robustness the most, we set up a comparison of different calibration methods. It revealed that the choice of the optimized objective function had a significant impact on model robustness. The way potential evaporation is computed also influences model robustness, although our comparison of a few potential evaporation models show rather heterogeneous results across the catchment set. A method specifically designed to diagnose structural weaknesses impacting model robustness, based on an analysis of performance trade-offs in a multi-objective framework, was then proposed and applied to the GR4J model. A couple of major structural deficiencies was identified. These deficiencies likely prevent the model from providing robust simulations in different streamflow ranges simultaneously. An attempt to modify the structure of GR4J yielded to an encouraging yet modest improvement of its performance. Despite the light enhancement of hydrological model robustness achieved in this work, it may pave the way to further advances toward model structural development

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Deguest, Romain. "Incertitude de modèle en finance : mesures de risque et calibration de modèle." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2009. http://www.theses.fr/2009EPXX0062.

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Prudhomme, Alice. "Nouveau modèle tectono-climatique des Andes centrales du Nord (5-9°S)." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30129.

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Abstract:

Cette thèse, par une approche multidisciplinaire, propose un nouveau modèle d'orogène à double vergence pour les Andes Centrales du Nord, expliquant l'épaississement crustal et la topographie actuelle. Une nouvelle synthèse structurale et stratigraphique à travers l'avant-arc et la Cordillère Occidentale a permis de révéler la présence d'un chevauchement majeur à vergence Ouest. Pour la première fois, la construction d'une coupe équilibrée traversant toutes les Andes Centrales du Nord, combinée à des données thermochronologiques, illustre un modèle orogénique à double vergence se propageant de façon synchrone depuis ~30 Ma avec un raccourcissement total de 158 km. Une modélisation numérique de l'évolution tectono-climatique de l'orogénèse nous montre le contrôle tectonique sur le climat régional des Andes avec l'accélération de l'aridification du versant Ouest à ~15 Ma et au Pliocène, ainsi que le soulèvement tardif et la formation d'un équivalent de l'Altiplano, qui aurait été incisé et vidangé récemment par la rivière du Marañón
Using a multidisciplinary approach, this thesis proposes a new double-verging orogen model for the Northern Central Andes, which can explain the crustal thickening and the current topography interacting with a complex climate. A new structural and stratigraphic synthesis across the forearc and the Western Cordillera revealed the presence of a major western vergence thrust. For the first time, the construction of a balanced cross-section through the whole Northern Central Andes, combined with thermochronological data, illustrates a double verging orogenic model propagating synchronously since ~30 Ma, with a total shortening of 158 km. Numerical modeling of the tectono-climatic evolution of the Andean orogeny shows the acceleration of the aridification in its western flank at ~ 15 Ma and during the Pliocene, as well as the late uplift and the formation of an equivalent of the Altiplano, which would have been incised and emptied recently by the Marañón River

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Laurent, Carine. "Variabilité climatique basse-fréquence simulée en Atlantique Nord par un modèle couplé océan-atmosphère." Paris 6, 2000. http://www.theses.fr/2000PA066524.

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Oudin, Ludovic. "Recherche d'un modèle d'évapotranspiration potentielle pertinent comme entrée d'un modèle pluie-débit global." Phd thesis, ENGREF (AgroParisTech), 2004. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00000931.

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Abstract:

L'objectif de notre recherche est d'améliorer les performances des modèles pluie-débit par une meilleure prise en compte de l'ETP au sein de ces modèles. Pour cela, l'échantillon de bassins versants étudiés devait représenter diverses conditions climatiques et hydrologiques. L'assemblage des différentes données collectées (pluie, débit et paramètres climatiques) a permis l'élaboration d'un échantillon de 308 bassins versants dont 221 français, 79 nord-américains et 8 australiens. L'avantage de travailler sur un échantillon assez vaste est de tirer des conclusions relativement libres de toute dépendance vis à vis des caractéristiques particulières de tel ou tel bassin. De plus, quatre modèles pluie-débit ont été utilisés: le modèle GR4J et des versions globales des modèles HBV, IHACRES et TOPMODEL. Tout d'abord, une étude de sensibilité de ces modèles pluie-débit à l'entrée d'ETP a été entreprise. Deux aspects ont été traités en particulier. La première motivation était de tester l'impact d'une connaissance fine du climat par rapport à une connaissance des normales (moyennes interannuelles). Les résultats ont confirmé le manque d'utilisation judicieuse de l'information datée contenue dans les formules d'ETP par les modèles pluie-débit. Le deuxième aspect était de tester plusieurs formules pour représenter les variations de l'ETP au sein des modèles pluie-débit. Les résultats ont montré là aussi une faible sensibilité des modèles quant au choix fait pour la formule d'ETP. Nous avons porté en particulier notre attention sur la formule de Penman, couramment utilisée en modélisation, car elle est la plus satisfaisante d'un point de vue physique, à l'échelle de la parcelle. En modélisation pluie-débit, elle est dépassée par d'autres formules plus simples (utilisant moins de données climatiques). Ainsi, nous pouvons parler de la pertinence d'autres formules que Penman pour la modélisation: des formules simples faisant intervenir uniquement la température de l'air sont aussi performantes que la formule de Penman. D'un point de vue opérationnel, ces résultats sont extrêmement rassurants puisqu'ils suggèrent qu'une entrée d'ETP simple à obtenir peut être utilisée à la place de formules d'ETP plus demandeuses en données. Cependant, d'un point de vue scientifique, le constat d'apparente insensibilité des modèles pluie-débit à l'entrée d'ETP est préoccupant. En effet, le modèle semble se contenter d'une représentation extrêmement simplifiée de la demande évaporatoire. Pourtant, il est légitime de penser que le modèle serait plus performant s'il prenait mieux en compte cette information supplémentaire. Les hypothèses avancées pour expliquer la faible sensibilité des modèles à l'entrée d'ETP sont multiples : - S'agit-il d'un phénomène naturel que le modèle retranscrit assez fidèlement ? - Faut-il remettre en cause la structure du modèle, notamment la partie traitant l'évaporation ? - Les formules d'ETP traditionnelles sont-elles inadaptées à la modélisation pluie-débit ? Alors que la première interrogation nous semblait difficile à investiguer, les deux autres étaient plus à la portée d'un utilisateur de modèles pluie-débit conceptuels. Pour cela, nous avons utilisé une approche par données synthétiques d'ETP qui permet notamment de lever toute incertitude sur la pertinence des données d'ETP. Les résultats ont montré que les différences entre ETP datées et interannuelles étaient presque totalement absorbées par les réservoirs de production des modèles pluie-débit. Le modèle se comporte donc comme un filtre passe-bas pour les données atmosphériques, atténuant ainsi la variabilité temporelle des entrées climatiques.

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Péré, Jean-Christophe. "Simulation de l'impact climatique des aérosols en Europe." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00553196.

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Abstract:

Le principal objectif de la thèse a été d'estimer le forçage radiatif direct exercé par les aérosols de pollution durant la canicule ayant affectée l'Europe de l'ouest durant l'été 2003. Un intérêt particulier a été porté sur l'étude des rétroactions possibles de ce forçage radiatif direct sur la dynamique atmosphérique et les processus photochimiques. Tout d'abord, un module permettant de calculer les propriétés optiques des aérosols en considérant trois types de mélange de la particule (externe, interne homogène et core-shell) a été développé dans le modèle de chimie-transport CHIMERE. Une évaluation de ce module optique a été réalisée pour toute l'année 2003 à l'aide d'observations photométriques et satellitaires. Ensuite, un couplage du modèle CHIMERE associé au module optique avec le modèle de météorologie WRF d'une part et le code de transfert radiatif TUV d'autre part a permis d'évaluer le forçage radiatif direct des aérosols et ses rétroactions potentielles sur la dynamique atmosphérique et les processus photochimiques.

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Tourasse, Guillaume. "Mesure et Analyse Statistique Tout Temps du Spectre du Rayonnement Solaire." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSET014/document.

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Abstract:

Ce document présente la mise en place d’un système de mesure des éclairements énergétiques spectraux solaires pour tout type de temps, sur 4 plans. Les 4 spectromètres mesurent au total 900 spectres/min et produisent chacun un spectre/min moyen et son écart type. Entre 2014 et 2015, 700 000 spectres ont été enregistrés sur un domaine compris entre 400 et 1000 nm avec un pas ≤1 nm. Un échantillon de 145 000 spectres représentatifs du climat lyonnais a été sélectionné pour une analyse statistique. Pour ce faire, l’échantillon a été réduit par partitionnement à 1175 spectres. Son domaine spectral a été étendu de 280 à 1500 nm à l’aide du RTM SMARTS. Une ACP de cet échantillon extrapolé a permis d’en réduire la description à 3 composantes et ainsi de réviser le modèle des illuminants D de la CIE. Enfin, la relation entre composition spectrale et paramètres environnementaux ou colorimétriques ouvre une voie vers des modèles statistiques de génération de spectres du rayonnement solaire
This manuscript presents the design and setup of an all-weather spectral irradiance measurement system on 4 planes. The 4 spectrometers measure a total of 900 spectra/min to produce every minute, a mean spectral irradiance and its standard deviation. Between 2014 and 2015, this system recorded 700,000 spectra, for wavelengths ranging between 400 and 1,000 nm with a step ≤1 nm. A sample of 145,000 spectra representative of the Lyon climate was selected for statistical analysis. For this purpose, the sample was reduced in size by partitioning it in 1,175 spectra. Its spectral domain was extended to 280-1,500 nm by extrapolating the spectra with curve fitting using the SMARTS2 RTM. A PCA of the extrapolated sample reduced its description to only 3 components; hence, allowing a revision of the CIE’s illuminant D series. Finally, the relation between spectral power distribution and environmental or colorimetric parameters opens a way towards statistical models for generating solar spectra

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Rouis, Moeiz. "Equations aux dérivées partielles en finance : problèmes inverses et calibration de modèle." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2007. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00003888.

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Abstract:

Dans la premiere partie de cette these, on a etudie l'impact sur les prix d'options des erreurs d'estimation de volatilite. Dans les modeles de diffusion utilises ennance, un coefficient de diffusion fonctinnelle (:; :) modelise la volatilite d'un actif financier. Ce coefficient est estime a partir d'observations donc entache d'erreurs statistiques. L'objectif est de voir l'impact de ces erreurs sur le calcul de prix d'options, qui sont solutions d'EDP paraboliques dont l'estimateur (:; :) est le coefficient de diffusion. Cela debouche sur un probleme de passage a la limite (homogeneisation) dans des equations paraboliques a coefficients aleatoires. Dans ce travail on a obtenu des estimations de la vitesse de convergence locale sur la solution d'une EDP parabolique a coefficients aleatoire, lorsque le coefficient de diffusion est un champ aleatoire convergeant vers une fonction limite. Ce resultat permet d'etudier l'im- pact sur les prix d'options des erreurs d'estimation de volatilite dans differents cas degures. Cette methode est appliquee pour evaluer l'incertitude sur les options a barrieres dans un modele de diffusion lorsqu'on reconstitue la volatilite par la formule de Dupire a partir des donnees discretes sur les prix d'options. La deuxieme partie de cette these concerne l'etude de problemes inverses pour certaine classe d'equations d'evolution integro-differentielles survenant dans l'etude des modeles d'evaluation bases sur les processus de Levy. On a etudie une approche de ces problemes inverses par regularisation de Tikhonov. Cette approche permet de reconstruire de facon stable les parametres d'un modele markovien avec sauts a partir de l'observation d'un nombre ni d'options. Le chapitre 4 pose les bases theoriques de cette approche et propose une parametrisation des mesures de Levy par la racine carree de la densite, ce qui permet de ramener le probleme dans un cadre hilbertien. La regularisation de Tikhonov proposee consiste a minimiser l'ecart quadratique par rapport aux prix observ es plus une norme hilbertienne des parametres. Des resultats d'existence, de stabilite et de convergence de la solution du probleme regularise sont alors obtenus sous de hypotheses assez generales ; des hypotheses supplementaires (conditions de source) permettent d'obtenir une estimation de la vitesse de convergence. Le choix du parametre de regularisation, sujet delicat, fait l'objet d'une discussion detaillee. Le chapitre 5 propose un algorithme numerique pour le calcul de la solution du probleme regularise et l'etude du performance de cet algorithme dans differents modeles avec sauts. L'algorithme est base sur l'emploi d'un algorithme de gradient pour la minimisation de la fonctionnelle regularisee : le gradient est calcule en resolvant une equation integrodifferentielle avec terme source (equation adjointe). Ce travail generalise ceux de Lagnado&Osher, Crepey et Egger & Engl au cas des equations integrodifferentielles. Les tests numeriques montrent que cet algorithme permet de construire de facon stable un processus de Levy calibre a un ensemble de

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Bonneu, Adrien. "Développement d’un modèle continu d’enracinement, basé sur l’agrégation de l’architecture racinaire des plantes." Thesis, Montpellier 2, 2011. http://www.theses.fr/2011MON20109/document.

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Abstract:

La modélisation et la simulation de la croissance racinaire des plantes en relation avec l'eau et le transfert de nutriments dans le sol constituent un défi majeur permettant des applications dans diverses thématiques de recherche. Les modèles de croissance racinaire ont été classés en SM (Structural Models), FSM (Functional Structural Models) et DBM (Density Based Models). Les modèles basés sur des représentations explicites de la structure du système racinaire simulent des systèmes de manière réaliste. Les modèles basés sur des densités agrègent le développement racinaire et décrivent l'évolution de densités racinaires dans l'espace et le temps. Le principal avantage de ce type de modèles basés sur des formulations continues est le temps de calcul qui est indépendant du nombre de racines, ce qui est particulièrement utile pour des applications à l'échelle d'une population de plantes. De plus, l'utilisation de modèles continus facilite le couplage avec d'autres modèles fonctionnels et physiques qui sont aussi basés sur des équations continues, tels que le transport de nutriments et d'eau dans le sol.Le but de la thèse est de proposer un modèle continu générique (i.e. applicable à une large diversité d'architectures racinaires) et minimal (i.e. avec le moins de paramètres possible), basé sur une équation aux dérivées partielles. Ce modèle est présenté en 3D et considère le nombre d'apex par unité de volume comme étant la variable de sortie. L'équation est composée de trois principaux phénomènes physiques, à savoir l'advection, la diffusion et la réaction, qui agrègent différents processus racinaires de développement et d'architecture, e.g. la croissance primaire, la ramification et la mortalité. Un schéma numérique basé sur la méthode de splitting d'opérateurs est proposée afin de résoudre l'équation en séparant les trois opérateurs physiques. C'est une méthode puissante et numériquement consistante qui permet de choisir des schémas numériques appropriés pour chaque opérateur. Des données observées avec leur variabilité, qui sont codées en utilisant les modèles architecturaux, sont permettent la calibration du modèle continu. Le modèle continu est donc utilisé afin de simuler l'évolution spatio-temporelle de la densité moyenne du nombre d'apex pour des systèmes racinaires dont leurs développements diffèrent. L'évaluation de cette approche de modélisation est traitée sur : 1- des racines horizontales d'eucalyptus, chacune contrôlée par un apex principal ; 2- des systèmes centralisés, e.g. les systèmes du maïs, et 3- des systèmes décentralisés, e.g. les systèmes de chiendent. Les résultats de la méthode de calibration sont satisfaisants et ont permis de définir et simuler diverses stratégies de croissance racinaire
Modelling and simulating plant root growth in connection with soil water and nutrient transfer is an important challenge that finds applications in many fields of research. Root growth models have been classified into SM (Structural Models), FSM (Functional Structural Models) and DBM (Density Based Models). Models based on explicit representations of root system structures simulate realistic patterns. Density based models aggregate root development and describe the evolution of root densities in space and time. The main advantage of this kind of models based on continuous formulation is that the computational time is independent of the number of roots, which is especially useful for applications at the plant stand scale. Moreover, the use of continuous models facilitates coupling with other functional and physical models that are also based on continuous equations such as water and nutrient transport.The aim of the thesis is to propose a minimal (i.e. involving a minimum number of parameters) and generic (i.e. applicable to a wide range of root architectures) continuous model based on a partial differential equation. This model is presented in a 3D form and considers the number of apices per unit volume of soil as output variable. The equation includes three main physical phenomena, namely advection, diffusion andreaction, which aggregate different aspects of root architectural and developmental rules, e.g. primary growth, branching and mortality. A numerical scheme based on an operator splitting method is proposed to solve the equation by separating the three different processes. It is a powerful and consistent numerical method that allows the use of appropriate numerical scheme for each operator. Observed data with their variability, which are encoded using architectural models, are used to calibrate the continuous model. The continuous model is then used to simulate the spatio-temporal evolution of the mean density of apex number for root systems with different developmental rules. The evaluation of this modelling approach is carried out on : 1- horizontal roots of eucalyptus that are controlled by a main apex ; 2- centralizedsystems, e.g. maize root systems, and 3- decentralized root systems, e.g. couch grass root systems.The results of the calibration method were satisfactory and allowed us to define and simulate different root growth strategies

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Coppin, David. "Agrégation de la convection dans un modèle de circulation générale : mécanismes physiques et rôle climatique." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066057/document.

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Abstract:

Cette thèse porte sur l'agrégation de la convection dans le modèle de circulation générale LMDZ5A à l'équilibre radiatif-convectif (RCE). L'instabilité du RCE mise en évidence nous permet d'étudier les mécanismes d'initiation de l'agrégation et leur dépendance à la température de surface océanique (SST). A basse SST, l'agrégation résulte d'un couplage entre la circulation grande-échelle et les effets radiatifs des nuages bas. A haute SST, elle provient d'un couplage entre la circulation de grande-échelle et les flux turbulents à la surface. Le couplage de l'atmosphère avec une couche de mélange océanique rend l'initiation de l'agrégation moins dépendante de la SST et des mécanismes d'initiation, à l'exception des effets radiatifs des nuages hauts. L'impact de l'agrégation sur la sensibilité climatique et la température de surface est aussi analysé. En favorisant la formation de zones ciel clair sèches, l'agrégation refroidit fortement le système climatique. Toutefois, cet effet est limité par l'effet des changements de gradients de SST et de fraction de nuages bas qui tendent au contraire à faire augmenter la sensibilité climatique. Aux plus courtes échelles temporelles, en revanche, le couplage entre océan et agrégation de la convection est à l'origine d'une boucle de rétroaction stabilisatrice qui contrôle l'agrégation et renverse complètement son effet. Ainsi, l'effet de l'agrégation sur la sensibilité climatique est assez faible par rapport à ce que laissent penser les simulations où le couplage océan-atmosphère est absent. Ces résultats montrent l'importance de considérer le couplage océan-atmosphère dans l'étude du rôle de l'agrégation dans le climat
This thesis focuses on the study of convective aggregation in LMDZ5A general circulation model, used in Radiative-Convective Equilibrium (RCE) configuration. The instability of the RCE allows us to look at the mechanisms controlling the initiation of convective aggregation and its dependence on sea surface temperatures (SST). At low SSTs, a coupling between the large-scale circulation and the radiative effects of low clouds is needed to trigger self-aggregation. At high SSTs, the coupling between the large-scale circulation and the surface fluxes controls this initiation. When the atmosphere is coupled to a slab ocean mixed layer, SST gradients facilitate the initiation of convective aggregation. Except for the high-cloud radiative effects, triggering mechanisms are less crucial. Convection also becomes less dependent on the SST.The impact of convective aggregation on the climate sensitivity and surface temperature is also analyzed. Convective aggregation is found to increase the area of dry clear-sky zones. Thus, it tends to cool the system very efficiently. However, the negative feedback associated with an increase in aggregation is generally balanced by offsetting changes in SST gradients and low clouds that tend to increase the climate sensitivity. In contrast, at shorter timescales, the coupling between ocean and convective aggregation also controls the strength of convective aggregation and overturn its effect. Thus the impact of convective aggregation may not be as strong as what can be inferred from experiments with uniform SSTs.These results emphasize the importance of considering ocean-atmosphere coupling when studying the role of aggregation in climate

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Coppin, David. "Agrégation de la convection dans un modèle de circulation générale : mécanismes physiques et rôle climatique." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2017. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2017PA066057.pdf.

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Abstract:

Cette thèse porte sur l'agrégation de la convection dans le modèle de circulation générale LMDZ5A à l'équilibre radiatif-convectif (RCE). L'instabilité du RCE mise en évidence nous permet d'étudier les mécanismes d'initiation de l'agrégation et leur dépendance à la température de surface océanique (SST). A basse SST, l'agrégation résulte d'un couplage entre la circulation grande-échelle et les effets radiatifs des nuages bas. A haute SST, elle provient d'un couplage entre la circulation de grande-échelle et les flux turbulents à la surface. Le couplage de l'atmosphère avec une couche de mélange océanique rend l'initiation de l'agrégation moins dépendante de la SST et des mécanismes d'initiation, à l'exception des effets radiatifs des nuages hauts. L'impact de l'agrégation sur la sensibilité climatique et la température de surface est aussi analysé. En favorisant la formation de zones ciel clair sèches, l'agrégation refroidit fortement le système climatique. Toutefois, cet effet est limité par l'effet des changements de gradients de SST et de fraction de nuages bas qui tendent au contraire à faire augmenter la sensibilité climatique. Aux plus courtes échelles temporelles, en revanche, le couplage entre océan et agrégation de la convection est à l'origine d'une boucle de rétroaction stabilisatrice qui contrôle l'agrégation et renverse complètement son effet. Ainsi, l'effet de l'agrégation sur la sensibilité climatique est assez faible par rapport à ce que laissent penser les simulations où le couplage océan-atmosphère est absent. Ces résultats montrent l'importance de considérer le couplage océan-atmosphère dans l'étude du rôle de l'agrégation dans le climat
This thesis focuses on the study of convective aggregation in LMDZ5A general circulation model, used in Radiative-Convective Equilibrium (RCE) configuration. The instability of the RCE allows us to look at the mechanisms controlling the initiation of convective aggregation and its dependence on sea surface temperatures (SST). At low SSTs, a coupling between the large-scale circulation and the radiative effects of low clouds is needed to trigger self-aggregation. At high SSTs, the coupling between the large-scale circulation and the surface fluxes controls this initiation. When the atmosphere is coupled to a slab ocean mixed layer, SST gradients facilitate the initiation of convective aggregation. Except for the high-cloud radiative effects, triggering mechanisms are less crucial. Convection also becomes less dependent on the SST.The impact of convective aggregation on the climate sensitivity and surface temperature is also analyzed. Convective aggregation is found to increase the area of dry clear-sky zones. Thus, it tends to cool the system very efficiently. However, the negative feedback associated with an increase in aggregation is generally balanced by offsetting changes in SST gradients and low clouds that tend to increase the climate sensitivity. In contrast, at shorter timescales, the coupling between ocean and convective aggregation also controls the strength of convective aggregation and overturn its effect. Thus the impact of convective aggregation may not be as strong as what can be inferred from experiments with uniform SSTs.These results emphasize the importance of considering ocean-atmosphere coupling when studying the role of aggregation in climate

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Voldoire, Aurore. "Prise en compte des changements de végétation dans un scénario climatique du 21e siècle." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00163903.

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Abstract:

Le but principal de cette thèse était de réaliser une simulation du climat du 21e siècle, en tenant compte non seulement des émissions de gaz à effet de serre et d'aérosols produites par l'activité humaine, mais aussi des changements de végétation résultant du développement démographique et économique et des rétroactions climatiques. Pour réaliser cette simulation, il a été décidé d'utiliser le modèle d'impact intégré IMAGE2.2 (développé au RIVM, en Hollande) qui simule l'évolution de la concentration des gaz à effet de serre et de la végétation, et de le coupler au modèle climatique de circulation générale ARPEGE/OPA, disponible au CNRM. Avant de réaliser la simulation, des expériences de sensibilité de chacun des deux modèles au forçage produit par l'autre ont été réalisées. Finalement, la simulation couplée a montré qu'à l'échelle du siècle les interactions entre le climat et la végétation sont relativement peu importantes.

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Brechet, Thierry. "Politiques de lutte contre lechangement climatique et modélisation macroéconomique : un modèle d'équilibre général pour l'économie belge." Paris 1, 2000. http://www.theses.fr/2000PA010032.

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Abstract:

L'objet de cette thèse est de concevoir un modèle appliqué assurant une adéquation maximale avec la problématique de réduction des émissions de gaz à effet de serre et les instruments de politique économique envisagés dans le cadre du protocole de Kyoto, essentiellement les permis d'émission négociables. Ce modèle montre qu'un système de permis permettait de réduire les émissions de ges avec des pertes en termes d'activité et de bien-être sensiblement plus faibles que dans le cas d'une taxe c02/énergie. La combinaison des permis avec les instruments fiscaux est incapable de générer une amélioration du bien-être, même si les impacts négatifs sur la macroéconomie peuvent en être atténués. L'une des stratégies les plus efficaces consiste à compenser le surcout généré par l'imposition des quotas d'émission sur les entreprises par une réduction des charges salariales ; seules les réductions ciblées sur les travailleurs à bas salaires permettent de générer un double dividende en terme d'emploi. Enfin, sur base d'une approche bottom up, les nouvelles technologies ont été introduites dans le modèle afin de tester leur contribution au respect des quotas d'émission et leur influence sur le marché de permis. La thèse s'est essentiellement attachée à analyser les mécanismes inhérents à la flexibilité intra-temporelle. Il est vraisemblable que les explorations futures s'orienteront vers l'analyse de la flexibilité inter-temporelle, ce qui nécessite la construction d'un modèle dynamique, mais aussi certaines hypothèses ou informations sur le mode de fonctionnement dynamique du marché de permis dans la réalité. Enfin, il serait intéressant d'introduire des mécanismes de concurrence imparfaite, notamment dans le fonctionnement du marché du travail, mais aussi (et surtout) sur le marché des permis. Là encore, des informations supplémentaires seront nécessaires pour connaitre les règles pratiques de fonctionnement de ce marché.

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Ha-Duong, Minh. "Comment tenir compte de l'irréversibilité dans l'évaluation intégrée du changement climatique ?" Phd thesis, Ecole des Hautes Etudes en Sciences Sociales (EHESS), 1998. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003505.

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Abstract:

Les politiques énergétiques ne peuvent plus ignorer leurs conséquences sur le climat. Mais il s'agit d'un problème à long terme et encore mal connu scientifiquement. Plusieurs raisons justifient qu'il serait plus économique de reporter de quelques décennies le contrôle des émissions de gaz à effet de serre : l'actualisation, le progrès technique, l'inertie du stock de capital en place et l'irréversibilité des investissements nécessaires à ce contrôle. Mais d'autres arguments, aussi examinés dans cette thèse, incitent à la prudence : l'inertie des systèmes socio-économiques futurs, le progrès technique induit, et l'irréversibilité possible des évolutions climatiques.
Après une présentation des conditions générales du problème du changement climatique au chapitre 2, puis une exposition plus historique des débats au chapitre 3, le chapitre 4 passe en revue un nombre substantiel de modèles intégrés ayant contribué à l'analyse de la question. Le chapitre 5 expose un modèle intégré sur la réduction optimale des émissions de CO2, DIAM, pour montrer dans quelle mesure les travaux précédents surestimaient les coûts de réduction à long terme et sous estimaient les coûts d'ajustement. Il apparaît qu'étant donné une date de stabilisation de la concentration atmosphérique de CO2, une inertie plus élevée implique une trajectoire optimale de concentration plus basse.
Formulant ensuite au chapitre 6 le problème en termes de décision séquentielle, on trouve que l'incertitude actuelle sur le plafond de concentration « sans danger pour le système climatique » justifie une action notable à court terme. Enfin, le chapitre 7 se replace dans le cadre de la théorie de l'effet d'irréversibilité, pour comparer empiriquement l'irréversibilité environnementale avec l'irréversibilité des investissements en calculant une valeur d'option associée un contrôle précoce des émissions de gaz à effet de serre.

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Philippon, Gwenaëlle. "Rôle des calottes glaciaires dans le système climatique : Analyse des interactions entre un modèle de calotte de glace Antarctique et un modèle de climat." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00328184.

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Abstract:

Le système climatique fait intervenir plusieurs composantes qui interagissent entre elles avec des constantes de temps très différentes, dont l'atmosphère, l'hydrosphère, la biosphère, la lithosphère et la cryosphère. L'Antarctique fait partie de cette dernière composante. Ce continent, situé au pôle Sud, contient 70% de l'eau douce de la planète et est constitué de 91% de glace qui, si elle fondait, représenterait une élévation du niveau de la mer d'environ 60 m. Dans le contexte du réchauffement climatique actuel, les régions des hautes latitudes se trouvent être les plus sensibles. Des observations par satellites montre que l'Antarctique enregistre actuellement des changements abrupts de températures liés probablement à l'augmentation des gaz à effet de serre de l'atmosphère. De plus, grâce aux forages, on peut remonter jusqu'à un climat vieux de 800 000 ans environ. Ceci peut se traduire par des débâcles de glace, de la taille d'un pays, dans l'océan et par l'accélération de l'écoulement de la glace, qui entraîne une vidange de la glace polaire dans l'océan. Une des pistes pour mieux appréhender le climat futur est de regarder si de tels événements ont déjà eu lieu dans le passé de la Terre en évaluant les relations liant les calottes polaires avec le climat, en particulier en ce qui concerne l'Antarctique. Nous avons développé une procédure de couplage entre un modèle de glace Antarctique et un modèle climatique, dit de complexité intermédiaire, précédemment couplé à un modèle de glace de l'hémisphère Nord. Nous avons d'abord testé notre nouveau modèle pour comprendre les processus de la dernière grande débâcle de calottes polaires Nord et Sud (i.e. la dernière déglaciation, il y a 21 000 ans). Dans une seconde partie, nous cherchons à évaluer la sensibilité du climat, actuel et passé à des perturbations majeures en eau douce dans des zones sensibles de l'océan austral et de l'océan Atlantique Nord. Les calottes de glace semblent à la fois répondre au forçage climatique (insolation et CO2 ) et participer à la variabilité climatique du climat lors de leur fonte partielle ou totale. La Quaternaire est une des rares périodes de l'histoire de la Terre où de telles calottes sont présentes. Etudier pour le passé ou le futur les interactions de ces calottes avec le climat est donc un défi important.

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Bel, Madani Ali. "Impact du changement climatique dans le système de courant de Humboldt simulé par un modèle régional océanique." Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/777/.

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Abstract:

Quels sont les pré-requis pour étudier l'influence du changement climatique simulé par les modèles couplés globaux de la génération actuelle sur le système d'upwelling du Pérou-Chili?" constitue la question centrale de cette thèse de doctorat. Grâce à une approche de downscaling (descente d'échelle) dynamique réalisé avec le modèle ROMS (Regional Oceanic Modelling System) pour une configuration au 1/6° de type eddy-resolving (cad qui permet de représenter les tourbillons mésoéchelle), nous espérons comprendre les processus qui vont contrôler les changements futurs de la circulation océanique dans cette région influencée par ENSO (El Niño-Oscillation Australe). Une étude des mécanismes physiques qui contrôlent la variabilité de type ENSO dans les simulations PI (pré-industrielles) réalisées avec les CGCMs (Modèles Couplés de Circulation Générale) de l'ensemble multi-modèle du WCRP-CMIP3 (les " modèles du GIEC ") permet d'identifier les modèles les plus fiables en termes de variabilité équatoriale. Elle est basée sur l'utilisation d'un modèle couplé intermédiaire du Pacifique tropical avec une stratification moyenne et un forçage de vent prescrits, afin de pouvoir dériver explicitement les termes d'advection du bilan de chaleur de la couche de mélange. Cette analyse permet de classifier les modèles en fonction de leur processus ENSO dominant: zonal advective feedback ou thermocline feedback. Les modèles au feedback hybride comme dans les observations représentent le mieux les processus couplés qui contrôlent la variabilité de la TSM, ce qui nous conduit à faire l'hypothèse que ce sont ceux qui fournissent les indices de confiance les plus élevés en termes de prédiction de l'évolution d'ENSO avec le réchauffement global. Parmi eux, deux CGCMs (IPSL-CM4 et INGV-ECHAM4) reproduisent le mieux l'état moyen ainsi que la variabilité intrasaisonnière à interannuelle de la température et des courants à la frontière Ouest du domaine du Pérou-Chili (100°W) et sont donc retenus pour des expériences de downscaling sur la région du HCS (Système de Courant de Humboldt). .
What do we need to study the influence of climate change simulated by global coupled models of the current generation upon the Peru-Chile upwelling system " is the main question addressed in this PhD thesis. Thanks to a dynamical downscaling approach performed with the ROMS model (Regional Oceanic Modelling System) at an eddy-resolving resolution (1/6°), we aim at understanding the processes that are likely to control possible future changes in the ocean circulation over this region influenced by ENSO (El Niño-Southern Oscillation). A study of the physical mechanisms that control ENSO-like variability in PI (pre-industrial) simulations performed with CGCMs (Coupled General Circulation Models) of the WCRP-CMIP3 multi-model ensemble (the so-called " IPCC-AR4 models ") allows identifying the most reliable models in terms of equatorial variability. It makes use of an intermediate coupled model of the tropical Pacific with prescribed mean stratification and wind forcing in order to derive explicitly the tendency terms of the mixed layer heat budget. Such analysis allows classifying the models according to the dominant ENSO process: zonal advective feedback or thermocline feedback. Models with a hybrid feedback like in the observations best represent the coupled processes that control SST variability, which makes us assume that they provide the highest confidence levels in terms of prediction of ENSO evolution under global warming. Among them, two CGCMs (IPSL-CM4 and INGV-ECHAM4) best reproduce mean temperature and currents as well as their intraseasonal-to-interannual variabilities at the western boundary of the Peru-Chile domain (100°W) and are therefore retained for downscaling experiments over the HCS (Humboldt Current System) region. CGCM outputs from the PI and 4xCO2 (CO2 quadrupling) simulations for the oceanic part are used directly as open boundary conditions for ROMS, whereas a high-resolution (~50km) CGCM-derived wind product obtained from a statistical downscaling procedure is used together with raw CGCM air-sea fluxes for the atmospheric forcing. .

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Cohen-Solal, Emmanuelle. "Etude de l'énergétique du système climatique à l'aide d'un modèle couplé : atmosphère, océan superficiel, glace de mer." Paris 6, 1994. http://www.theses.fr/1994PA066088.

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Le but de cette thèse est l'exploitation d'un modèle couple atmosphère, océan superficiel, glace de mer, pour l'étude des interactions entre l'océan de surface et l'atmosphère. Le modèle couple qui n'avait jamais été testé auparavant est décrit dans une première partie (chapitre 2). Un intérêt particulier est porté au terme qui représente le transport de chaleur par les océans: son impact sur la thermodynamique de l'océan et sur la représentation générale de est analysé (chapitre 3). Le chapitre 4 est consacré à l'analyse des résultats du modèle à l'échelle saisonnière. Le comportement du modèle est satisfaisant et stable dans sa représentation du cycle annuel. Mais il existe des anomalies systématiques. Grâce à des études de sensibilité diverses, l'origine de ces anomalies est mieux cernée. Mais l'intérêt de ces expériences est plus large puisqu'elles permettent de révéler certains facteurs prépondérants du couplage (interaction océan-rayonnement, friction du vent en surface) et de mieux comprendre les interactions entre l'océan de surface (ou la glace de mer) et l'atmosphère. Enfin, le dernier chapitre (chapitre 5) fait l'analyse de la dérive climatique subie par notre modèle. On obtient des résultats originaux, au sens ou on met en évidence une composante lente atmosphérique qui déstabilise le système climatique pendant les cinq premières années de simulation. En particulier, on touche au problème de la représentation des propriétés radiatives des nuages hauts (cirrus) dans la région équatoriale: ces interactions nuage-rayonnement sont des phénomènes cruciaux mais néanmoins peu connus, pour la sensibilité des modèles de climat à des perturbations

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Beaumet, Julien. "Changement climatique en Antarctique : études à l'aide d'un modèle atmosphérique de circulation générale à haute résolution régionale." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAU050/document.

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Abstract:

L'augmentation du bilan de masse en surface de la calotte polaire Antarctique causée par celle des chutes de neige est la seule contribution négative à l'élévation du niveau de mer attendue dans le courant du 21ème siècle dans le cadre du réchauffement climatique causé par les activités humaines. La régionalisation dynamique de projections climatiques issues de modèles couplés océans-atmosphère est la méthode la plus couramment utilisée pour estimer les variations futures du climat Antarctique. Néanmoins, de nombreuses incertitudes subsistent suite à l'application de ces méthodes, en particulier en raison des biais conséquents sur les conditions océaniques de surface et sur la circulation atmosphérique aux hautes latitudes de l’Hémisphère Sud dans les modèles couplés.Dans la première partie de ce travail, différentes méthodes de corrections de biais des conditions océanique de surface ont été évaluées. Les résultats ont permis de retenir une méthode quantile-quantile pour la température de surface de l'océan et une méthode d'analogues pour la concentration en glace de mer. En raison de la forte sensibilité du climat future Antarctique aux variations de couverture de glace de mer dans l'Océan Austral, les conditions océaniques issues de deux modèles couplés, NorESM1-M et MIROC-ESM, présentant des diminutions d’étendues de glace de mer hivernales largement différentes (-14 et -45%) ont été retenues. Les conditions océaniques provenant d'un scénario RCP8.5 de ces deux modèles ont été corrigées afin de forcer le modèle atmosphérique global ARPEGE.Par la suite, ARPEGE a été utilisé dans une configuration grille-étirée, permettant d'atteindre une résolution horizontale de 40 kilomètres sur l'Antarctique. Il a été contraint aux limites par les conditions océaniques de surface observées et celles issues des simulations historiques des modèles NorESM1-M et MIROC-ESM pour la période récente (1981-2010). Pour la fin du 21ème siècle (2071-2100), les forçages océaniques originaux et corrigés issus de ces deux derniers modèles ont été utilisés. L'évaluation pour le présent a permis de mettre en évidence, la capacité du modèle ARPEGE de reproduire le climat et le bilan de masse de surface Antarctique ainsi que la persistance d'erreurs substantielles sur la circulation atmosphérique y compris dans la simulation forcée par les conditions océaniques observées. Pour le climat futur, l'utilisation des forçages océaniques MIROC-ESM corrigés a engendré des augmentations supplémentaires significatives à l'échelle continentale pour les températures hivernales et le bilan de masse annuel.Enfin, ARPEGE a été corrigé en ligne, à l'aide d'une climatologie des termes de rappel du modèle issus d'une simulation guidée par les réanalyses climatologiques. L'application de cette méthode sur la période récente a très largement amélioré la modélisation de la circulation atmosphérique et du climat de surface Antarctique. L'application pour le climat futur suggère des augmentations de températures (+0.7 à +0.9 C) et de précipitations (+6 à +9%) supplémentaires par rapport à celles issues des scénarios réalisés sans correction atmosphérique. Le forçage de modèles climatiques régionaux ou de dynamique glaciaire avec les scénarios ARPEGE corrigés est à explorer au regard des impacts potentiellement importants pour la calotte Antarctique et sa contribution à l'élévation du niveau des mers
The increase of the Antarctic ice-sheet surface mass balance due to rise in snowfall is the only expected negative contribution to sea-level rise in the course of the 21st century within the context of global warming induced by mankind. Dynamical downscaling of climate projections provided by coupled ocean-atmosphere models is the most commonly used method to assess the future evolution of the Antarctic climate. Nevertheless, large uncertainties remain in the application of this method, particularly because of large biases in coupled models for oceanic surface conditions and atmospheric large-scale circulation at Southern Hemisphere high latitudes.In the first part of this work, different bias-correction methods for oceanic surface conditions have been evaluated. The results have allowed to select a quantile-quantile method for sea surface temperature and an analog method for sea-ice concentration. Because of the strong sensitivity of Antarctic surface climate to the variations of sea-ice extents in the Southern Ocean, oceanic surface conditions provided by two coupled models, NorESM1-M and MIROC-ESM, showing clearly different trends (respectively -14 and -45%) on winter sea-ice extent have been selected. Oceanic surface conditions of the ``business as usual" scenario (RCP8.5) coming from these two models have been corrected in order to force the global atmospheric model ARPEGE.In the following, ARPEGE has been used in a stretched-grid configuration, allowing to reach an horizontal resolution around 40 kilometers on Antarctica. For historical climate (1981-2010), the model was driven by observed oceanic surface conditions as well as by those from MIROC-ESM and NorESM1-M historical simulation. For late 21st century (2071-2100), original and bias corrected oceanic conditions from the latter two model have been used. The evaluation for present climate has evidenced excellent ARPEGE skills for surface climate and surface mass balance as well as large remaining errors on large-scale atmospheric circulation even when using observed oceanic surface conditions. For future climate, the use of bias-corrected MIROC-ESM oceanic forcings has yielded an additionally significant increase in winter temperatures and in annual surface mass balance at the continent-scale.In the end, ARPEGE has been corrected at run-time using a climatology of tendency errors coming from an ARPEGE simulation driven by climate reanalyses. The application of this method for present climate has dramatically improved the modelling of the atmospheric circulation and antarctic surface climate. The application for the future suggests significant additional warming (~ 0.7 to +0.9 C) and increase in precipitation (~ +6 to +9 %) with respect to the scenarios realized without atmospheric bias correction. Driving regional climate models or ice dynamics model with corrected ARPEGE scenarios is to explored in regards of the potentially large-impacts on the Antarctic ice-sheet and its contribution to sea-level rise

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Boulain, Nicolas. "Effet des facteurs climatiques et anthropiques dans l'évolution récente des écosystèmes tropicaux : modélisation spatialisée du bilan hydrique d'un petit bassin versant sahélien." Paris 6, 2004. http://www.theses.fr/2004PA066016.

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Baek, Yong Wook. "Calibration par injection de charge du calorimètre électromagnétique de CMS." Chambéry, 2001. http://www.theses.fr/2001CHAMS001.

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Abstract:

Cette thèse a été effectuée dans le cadre de la collaboration internationale qui a la responsabilité d'expérience CMS (compact muon solenoid) auprès de LHC, au CERN. La physique des particules fondamentales qui sera explorée par cette expérience est décrite dans le cadre de modèle standard. La configuration des sous détecteur de CMS est brièvement décrite, avec un poids particulier sur la chaine de lecture du électromagnétique calorimètre. Le travail effectue pour calibrer cette chaine par une injection précise de charge à l'entrée des préamplificateurs est décrit. Les 4 circuits intègres CTRL, TPLS, DAC, et injecteur qui doivent constituer les composants de cette chaine de calibration sont décrits. Le circuit d'injection, essentiel dans ce projet, a été imaginé et développé au laboratoire en technologie DMILL. Cet injecteur génère une impulsion de charge qui est de forme identique au signal de lecture du détecteur. Les mesures des linéarités de ces circuits d'injecteur sont présentées. Afin de connaitre son comportement dans des conditions réelles (flux de neutrons 210 1 3 neutrons/cm 2/10 ans) ou ce circuit est installé dans le détecteur CMS, nous avons soumis des prototypes de circuit d'injecteur a des faisceaux d'irradiation et les résultats sont résumés. La recherche et développement sur ce circuit a produit un circuit intégrée durci aux irradiation dont la variation de pente est inférieure a 0. 25% pour une dose intégrée de 210 1 3 neutrons/cm 2 et indestructible jusqu'à 10 1 5 neutrons/cm 2. Ce circuit a les qualités satisfaisantes pour être monté sur la carte d'électronique qui traitera les données du calorimètre ECAL de CMS

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Nguyen, Anh Laurent. "Calibration de modèles financiers par minimisation d'entropie relative et modèles avec sautsbTexte imprimé." Marne-la-vallée, ENPC, 2003. http://www.theses.fr/2003ENPC0012.

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Abstract:

Le smile de volatilité implicite observé sur les marchés d'options traduit l'insuffisance du modèle de Black et Scholes. Avec la nécessité d'élaborer un modèle actif financier plus satisfaisant, vient celle de sa calibration, objet de cette thèse. La calibration par minimisation de l'entropie relative a été proposée récemment dans le cadre de la méthode de Monte-Carlo. On a étudié la convergence et la stabilité de cette méthode et on l'a étendue à des critères plus généraux que l'entropie relative. Pour qu'il y ait l'absence d'opportunité d'arbitrage, il faut que le sous-jacent actualisé soit une martingale. La prise en compte de cette nécessité est absordée sous l'angle d'un problème de moments. Dans la deuxième partie, on a considéré un modèle simple du phénomène de krach en introduisant en particulier des sauts dans la volatilité du sous-jacent. On a calculé le risque quadratique et effectué un développement approché du smile qui constitue un outil pour la calibration. Finalement, dans la troisième partie, on utilise l'entropie relative afin de calibrer l'intensité des sauts d'un modèle de diffusion avec sauts et volatilité locale. La stabilité de la méthode est prouvée grâce à des techniques de contrôle optimal ainsi qu'au théorème des fonctions implicites.

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Knochel, Hervé. "Développement et validation d'un modèle numérique de circulation océanique à coordonnées [sigma] pour l'étude climatique de l'Atlantique nord." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1998. http://www.theses.fr/1998GRE10256.

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Abstract:

Dans cette these, un modele numerique de circulation generale oceanique est mis en uvre dans le but d'effectuer une etude climatique de l'atlantique nord. Le modele presente la particularite d'utiliser une coordonnee verticale epousant le relief sous-marin (coordonnee ). Il inclut en outre un modele unidimensionnel integral de couche melangee de type krauss-turner pour parametriser la penetration des forcages atmospheriques de surface dans l'ocean. L'etude d'une simulation climatologique type montre la capacite du modele a reproduire les traits dominants de la circulation generale avec en particulier une representation realiste de la trajectoire du gulf stream et de son decollement a cape hatteras. Des etudes de sensibilite du modele sont egalement effectuees, mettant en evidence certains aspects caracteristiques, comme l'importance de la resolution verticale dans la representation de la circulation profonde ou l'amelioration de la penetration des forcages thermohalins du fait de l'utilisation du modele de couche melangee. Ces etudes de simulations climatologiques fournissent un etat climatique moyen de l'ocean, a partir duquel la variabilite interannuelle du modele est etudiee dans le cadre d'une simulation incluant des flux atmospheriques mensuels, issus de la reanalyse ncep/ncar entre 1958 et 1997. L'etude se concentre sur l'eau de la mer du labrador (lsw), montrant une variabilite interannuelle coherente de cette masse d'eau et validant ainsi de maniere tres positive les donnees de forcage du ncep/ncar. La simulation met de plus en evidence une inadequation du parametrage du forcage salin de surface. Malgre cela, le modele reproduit de maniere realiste les periodes observees de forte et faible convection en mer du labrador et fait apparaitre une propagation d'anomalies chaudes et froides dans la circulation cyclonique du gyre subpolaire.

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Bertelsmeier, Cleo. "Biologie des invasions de fourmis dans un contexte de changement climatique." Thesis, Paris 11, 2013. http://www.theses.fr/2013PA112358/document.

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Abstract:

Le changement climatique et les invasions biologiques sont parmi les plus grandes menaces de la biodiversité et leurs impacts pourraient augmenter jusqu’à la fin du siècle. Parmi les espèces envahissantes, les fourmis sont un groupe particulièrement néfaste dû à leurs impacts sur les espèces natives, les processus écosystémique, la santé, l’agriculture et l’économie. L’objectif de cette thèse était de prédire les invasions de fourmis – en particulier avec le changement climatique qui pourrait favoriser les invasions en éliminant des barrières thermiques. J’ai utilisé trois approches complémentaires afin d’étudier le potentiel de différentes espèces à envahir : des modèles de distribution, des expériences comportementales et l’analyses d’une base de données de traits écologiques. J’ai modélisé l’aire favorable pour 15 espèces de fourmis parmi les pires, à la fois globalement, par continents, et dans les 34 hotspots de biodiversité. La distribution potentielle de seulement cinq espèce est prédite de diminuer (jusqu’à 35.8%) avec le changement climatique et l’aire potentielle diminue pour la plupart des espèces jusqu’à 63.2%. Les hotspots d’invasions de fourmis se situaient surtout dans des régions tropicales et subtropicales et ils correspondent particulièrement aux hotspots de biodiversité. Contrairement à ce qui est généralement admis, le changement climatique et les invasions biologiques n’agiront pas de manière synergique pour les fourmis. Par contre, les invasions de fourmis resteront probablement un problème global majeur, en particuliers dans les zones où les hotspots de biodiversité et les hotspots d’invasion se superposent. Les modèles de distribution ont identifié de larges zones de recouvrement entre aires favorables de plusieurs espèces de fourmis envahissantes. Dans le futur, ces espèces pourraient arriver simultanément dans les mêmes régions et entrer en compétition. Dans une série d’expériences, j’ai testé les différences comportementales entre 7 espèces de fourmis envahissantes (Anoplolepis gracilipes, Paratrechina longicornis, Myrmica rubra, Linepithema humile, Lasius neglectus, Wasmannia auropunctata et Pheidole megacephala). J’ai découvert deux stratégies comportementales différentes. Les interactions au niveau de la colonie ont suivi des processus démographiques plus complexes. De plus, j’ai mis au point deux expériences pour tester la capacité des fourmis envahissantes à explorer un nouvel espace et à exploiter des ressources. J’ai trouvé des différences significatives entre espèces et leur capacité à dominer par interférence comportementale était négativement corrélée à leurs capacités à découvrir et exploiter des ressources. Cette série d’expériences suggère que les ‘mécanismes’ d’invasion sont plus complexes que ce qui est généralement suggéré et que différentes espèces pourraient utiliser des stratégies comportementales différentes. Étant donné qu’il existe plus de 250 espèces de fourmis exotiques, il serait intéressant de pouvoir identifier à l’avance des futurs envahisseurs potentiels. Afin d’identifier des traits associés au caractère envahissant des fourmis, j’ai mis en place une base de données qui contient 2193 espèces de fourmis et 24 traits écologiques. J’ai effectué une analyse préliminaire de différences de traits entre fourmis natives et envahissantes qui a montré qu’il existe clairement des groupement distincts de natives et envahissantes, avec les espèces exotiques au milieu. Ces résultats pourraient servir de base pour construire un modèle prédictif des invasions de fourmis. Ces différentes approches (modèles, expériences, base de données) sont complémentaires car elles s’intéressent à des aspects différents du futur des invasions de fourmis qui sera vraisemblablement fortement influencé par le changement climatique. Le pires envahisseurs de demain ne seront probablement pas les même qu’aujourd’hui et les zones les plus à risque pourraient changer également
Climate change and biological invasions are both among the greatest threats to biodiversity and their impacts might increase by the end of the century. Among invasive species, ants are a prominent group due to their negative impacts on native species, ecosystem processes, human and animal health, agro-ecosystems and the economy. The objective of this thesis was to forecast future ant invasions – especially in the light of on-going climate change, which is generally thought to favour invasive species by removing thermal barriers. I used three complementary approaches to study the potential of different ant species to invade in the future: species distribution modelling, behavioural experiments and the analysis of a database of ecological traits. I modelled suitable area for 15 of the worst invasive ant species, both currently and with predicted climate change, globally, regionally and within the world’s 34 biodiversity hotspots. Surprisingly, the potential distribution of only five species was predicted to increase (up to 35.8%) with climate change, with most declining by up to 63.3%. The ant invasion hotspots are predominantly in tropical and subtropical regions of South America, Africa, Asia and Oceanic islands, and particularly correspond with biodiversity hotspots. Contrary to general expectations, climate change and biological invasions will not systematically act synergistically for ants. In addition, I found that the impacts of climate change can change over time and even reverse the trend of the impact (i.e., an increase instead of a decrease or vice versa). However, ant invasions will likely remain as a major global problem, especially where invasion hotspots coincide with biodiversity hotspots. The species distribution models have identified large potentially overlapping distributions of several invasive ants. In the future, these species may arrive simultaneously in the same regions and compete with each other. In a series of experiments, I tested behavioural differences among 7 highly invasive ant species (Anoplolepis gracilipes, Paratrechina longicornis, Myrmica rubra, Linepithema humile, Lasius neglectus, Wasmannia auropunctata and Pheidole megacephala). I discovered two different behavioural strategies among invasive ants. Interactions at the colony level, exhibited more complex demographic processes and more variability. Further, I investigated resource competition and differences in resource exploitation. I found significant differences among species, with competitive abilities that were negatively correlated with behavioural dominance. This series of experiments suggests that the ‘mechanisms’ of invasiveness are more complex than previously thought and that different invasive ant species may use different behavioural strategies. Since there are more than 250 exotic species of ants, it would be interesting to identify potential future invaders. In order to identify traits associated with invasiveness in ants, I set up a database with 2193 ant species and 24 ecological characteristics. I performed a preliminary analysis of trait differences between native and invasive ants that shows clearly different clusters of invasive and native species, with exotic species in between. These results could be used as a basis to construct a predictive model of future ant invasions. The different methods used (models, experiments, database) are complementary in that they explore different aspects of the future ant invasions which are likely to be influenced by on-going climate change. The worst invaders of tomorrow may not be the same as today and similarly, areas most at risk are likely to change

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Caillaud, Cecile. "Sensibilité climatique des systèmes précipitants intenses : approche par la modélisation climatique à très haute résolution sur le nord-ouest de la Méditerranée." Electronic Thesis or Diss., Toulouse, INPT, 2023. http://www.theses.fr/2023INPT0111.

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Abstract:

Les épisodes méditerranéens qui concernent chaque automne le nord-ouest de la Méditerranée sont des événements de précipitation extrême à fort impact. L'étude de leur évolution aux échelles climatiques revêt donc une grande importance et constitue encore un défi pour la communauté de modélisation du climat. Depuis quelques années, il est possible d’utiliser des modèles régionaux de climat à résolution kilométrique (Convection-Permitting Regional Climate Models ou CP-RCMs, 1-3 km) dont la convection profonde est simulée de manière explicite. Ces modèles permettent de se rapprocher des échelles spatio-temporelles en jeu et ouvrent de nouvelles perspectives en termes d'analyse. Cette thèse a pour objectif de déterminer la réponse des épisodes méditerranéens du nord-ouest de la Méditerranée au changement climatique d’origine humaine, en s'appuyant sur cette nouvelle génération de modèles de climat associée à une approche orientée objet. Le suivi des systèmes fortement précipitants est appliqué à la fois aux jeux de données d'observation, aux simulations réalisées avec le CP-RCM CNRM-AROME et aux simulations du premier ensemble de CP-RCMs disponible dans le cadre du programme international CORDEX FPS Convection sur un domaine commun couvrant le nord-ouest de la Méditerranée. La première partie de cette thèse est consacrée à l’évaluation des performances des CP-RCMs par comparaison à des données d’observation de référence à haute résolution. La valeur ajoutée des CP-RCMs par rapport aux modèles régionaux à résolution plus grossière (12-15 km) est démontrée pour les extrêmes de précipitation, en particulier au pas de temps horaire. L’approche objet permet également de montrer que, malgré quelques biais résiduels, les CP-RCMs sont capables de représenter correctement les principales propriétés des systèmes fortement précipitants, que ce soit en termes de nombre et de positionnement sur l'ensemble du domaine, ou en termes de durée, d'intensité, de surface, de volume, de vitesse et de sévérité sur le pourtour méditerranéen français où les observations permettent d’évaluer finement ces propriétés. La bonne performance de ces modèles permet de renforcer la confiance en leurs projections futures. La deuxième partie s’intéresse à l’évolution future des épisodes méditerranéens avec l’approche objet appliquée aux simulations milieu et fin de siècle de l’ensemble de CP-RCMs en mode scénario pour étudier les changements des propriétés des systèmes fortement précipitants dans un climat plus chaud. En fin de siècle et selon un scénario de fortes émissions, certains changements se retrouvent dans la plupart des simulations et peuvent être qualifiés de robustes. Ainsi, une augmentation de la fréquence des systèmes fortement précipitants de l’automne dans une grande partie du domaine, en particulier du centre de l'Italie au nord des Balkans, accompagne un doublement des zones touchées par ces événements. Sur la région méditerranéenne française, les modèles s’accordent sur une augmentation d'intensité, de surface et de volume des systèmes précipitants. Toutefois, même avec cette nouvelle génération de modèles, d'importantes incertitudes persistent, notamment pour les changements de fréquence dans le sud-est de la France, probablement dus à des différences dans les conditions synoptiques imposées par les modèles forceurs des CP-RCMs. De même, l’ensemble projette une large gamme de changements possibles dans les propriétés des systèmes, en particulier pour les plus intenses et y compris lorsqu’on normalise par le réchauffement régional correspondant. Si les CP-RCMs sont les outils de modélisation adaptés pour l'étude des extrêmes de précipitation, les efforts doivent être poursuivis pour produire des ensembles plus larges, mieux construits et probablement complétés par des méthodes d'apprentissage machine, afin d’apporter des informations climatiques utiles aux échelles pertinentes pour les politiques d’adaptation
The Mediterranean Heavy Precipitation Events (HPEs) that affect the northwestern Mediterranean every fall are high-impact weather events. The study of their evolution on climate scales is therefore of great importance and remains a challenge for the climate modelling community. For some years now, it has been possible to use kilometre-scale regional climate models (Convection- Permitting Regional Climate Models or CP-RCMs, 1-3 km) in which deep convection is explicitly simulated. These models make it possible to get closer to the spatio-temporal scales involved and open up new perspectives in terms of analysis. The aim of this thesis is to determine the response of northwestern Mediterranean HPEs to human-induced climate change, using this new generation of climate models combined with an object-oriented approach. The tracking of heavy precipitation systems is applied to observational datasets, to simulations carried out with the CNRM-AROME CP-RCM and to simulations of the first ensemble of CP-RCMs available as part of the international CORDEX FPS Convection programme over a common domain covering the north-western Mediterranean. The first part of this thesis is devoted to evaluating the performance of CP-RCMs in comparison with high-resolution reference observation data. The added value of CP-RCM compared with regional models with coarser resolution (12-15 km) is demonstrated for precipitation extremes, particularly at hourly time steps. The object-oriented approach also shows that, despite a few residual biases, CP-RCMs are capable of correctly representing the principal properties of heavy precipitation systems, both in terms of number and position over the entire domain, and in terms of duration, intensity, surface area, volume, speed and severity over the French Mediterranean, where observations enable these properties to be assessed in detail. The good performance of these models lends greater confidence to their future projections. The second part focuses on the future evolution of Mediterranean HPEs using the object-oriented approach applied to mid and end-of-century simulations of the CP-RCMs ensemble in scenario mode to study changes in the properties of heavy precipitation systems in a warmer climate. At the end of the century, and according to a scenario of high emissions, certain changes are found in most of the simulations and can be described as robust. For example, an increase in the frequency of fall heavy precipitation systems over a large part of the domain, particularly from central Italy to the northern Balkans, is accompanied by a doubling of the areas affected by these events. Over the French Mediterranean region, the models agree on an increase in the intensity, surface area and volume of precipitating systems. However, even with this new generation of models, significant uncertainties remain, particularly for changes in frequency over southeastern France, probably due to differences in the synoptic conditions imposed by the CP-RCMs driving models. Similarly, the ensemble projects a wide range of possible changes in the properties of systems, particularly for the most intense ones and even when standardised by the corresponding regional warming. While CP-RCMs are the appropriate modelling tools for studying precipitation extremes, efforts must be continued to produce larger, better constructed ensembles, probably supplemented by machine learning methods, in order to provide useful climate information at scales relevant to adaptation policies

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Brogniez, Hélène. "Humidité de la troposphère libre africaine : élaboration d'une archive Meteosat, analyse climatique et évaluation de modèles." Paris 6, 2004. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008052.

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Diawara, Mamadou Oumar. "Impact de la variabilité climatique au nord Sahel (Gourma, Mali) sur la dynamique des ressources pastorales, conséquences sur les productions animales." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30029.

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Nombre de travaux effectués sur la production primaire des parcours sahéliens dominés par des herbacées annuelles, montrent une forte variation à la fois spatiale mais aussi temporelle de la production liée aux variations des précipitations et à la redistribution des eaux en surface liée principalement au type de sol. Dans cette région, l'essentiel de la production fourragère a lieu au cours de la saison des pluies qui dure trois à quatre mois. La gestion du stock fourrager qui constitue la principale ressource disponible pour le bétail au cours de la longue saison sèche suppose une bonne connaissance de sa dynamique saisonnière sous l'effet conjugué du climat et de la pression pastorale. Cette thèse se propose d'étudier l'impact de la variabilité climatique observée dans la région naturelle du Gourma, située au nord-est du Sahel malien, sur la dynamique de ses ressources pastorales et leurs conséquences sur les productions animales. La démarche utilisée est basée sur un suivi saisonnier conjoint de la végétation et de la charge animale. Elle combine une approche analytique à une modélisation de la dynamique de la ressource fourragère sous l'effet de la distribution des pluies et celle de la charge animale. Quatre principales études composent cette thèse. La première est une analyse de la sensibilité de la production fourragère aux aléas de la distribution intra-saisonnière des pluies. La seconde étude menée évalue l'impact de la pâture des ruminants domestiques sur les taux de disparition des pailles dressées et des litières au cours de la saison sèche. La troisième étude aborde la même question par modélisation des dynamiques associées de la charge animale et de la ressource fourragère en saison sèche. La quatrième et dernière étude, évalue la productivité numérique des troupeaux et la viabilité écologique de l'élevage pastoral dans la région du Gourma. Les résultats mettent en évidence la faible productivité des troupeaux de conduite pastorale malgré une sous-exploitation globale des ressources fourragères de saison sèche. Ils indiquent que dans les systèmes pastoraux sahéliens avec des parcours qui produisent moins de 2000 kg MS ha-1 en moyenne, et avec un faible recours à la complémentation alimentaire, le bétail est en situation de stress nutritionnel en fin de saison sèche et début de saison des pluies comme le révèlent les masses fourragères résiduelles en fin de saison sèche de moins de 10% des disponibles de fin de saison des pluies
Several studies on the primary production of Sahelian rangelands that are dominated by annual herbaceous indicate large spatial heterogeneity and high inter-annual variations in production associated with changes in rainfall distribution mediated by run-off redistribution itself mostly bound to soil type. In Sahel, most of the forage production occurs during the rainy season, which lasts three to four months. The management of the stock of fodder which is the main nutrition resource for livestock during the long dry season requires a good knowledge of its seasonal dynamics under the combined effects of climate and grazing pressure. This thesis aims to study the impact of climate variability on the dynamics of the pastoral resources of the Gourma in the North-East of Malian Sahel and to assess the impact of resources variations on animal production. The approach used is based on a joint seasonal monitoring of vegetation and stocking rate. It combines an analytical study and the modeling of the dynamics of forage resources in response to rainfall distribution and stocking rate. The thesis is composed of four studies. The first is a sensitivity analysis of forage production to the intra-seasonal distribution of rainfall. The second study evaluates the impact of domestic ruminants grazing on standing straw and litter disappearance rates during the dry season. The third study addresses the same question by modeling the dynamics of fodder resources during the season depending on the livestock grazing pressure. The fourth and last study evaluates the breeding productivity of the herds and the sustainability of Gourma pastoralism. The results highlight the low productivity of pastoral breeding despite an overall under-utilization of the forage stock in the dry-season. They indicate that in the Sahelian pastoral systems with rangelands producing less than 2000 kg DM ha-1 on average, and very limited use of supplementary feeds in the late dry season, livestock suffer of nutritional stress in the late dry and early wet season, as revealed by residual masses of straws and litter tilling less than 10 % of rangeland yield at the end of the rainy season

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Bernardo, Telma. "Viabilité, analyse de sensibilité et mesures d'impact pour des systèmes dynamiques contraints : application à un modèle de changement climatique." Paris 9, 2008. https://bu.dauphine.psl.eu/fileviewer/index.php?doc=2008PA090053.

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Abstract:

L’Approche TolerableWindows (TWA) est un cadre analytique développé pour étudier les modèles de changements climatiques et pour faciliter le choix des contraintes climatiques. Ce travail contribue à cette approche en introduisant de nouveaux outils de mesure développés dans le cadre de la Théorie de la Viabilité. Pour chaque ensemble de contraintes climatiques K donné, on détermine l’ensemble de toutes les situations climatiques initiales viables x. On entend par situations climatiques initiales viables x celles pour lesquelles il existe au moins une politique d’émission de carbone possible qui empêche l’évolution climatique future - d’état initial x - de transgresser K. L’ensemble des situations climatiques initiales viables x est appelé noyau de viabilité de K. Le concept de noyau de viabilité de K est la pierre angulaire de la méthodologie présentée dans cette étude. La connaissance du noyau de viabilité permet précisément de déduire des mécanismes de régulation qui fournissent, à chaque instant et pour chaque état d’évolution climatique, l’ensemble des politiques d’émissions viables de dioxyde de carbone. Ayant pour objectif de définir des indicateurs appropriés dans un contexte du changement climatique, nous cherchons à mesurer les conséquences de la situation climatique actuelle et à valider le choix des seuils définissant les contraintes climatiques. Les conséquences climatiques peuvent être mesurées en termes de température moyenne globale maximale ou de concentration anthropogène maximale de CO2, ou bien encore en fonction de leurs variations maximales respectives. L’évaluation numérique de ces indicateurs est obtenue grâce à des résultats caractérisant leurs propres étés mathématiques dans le cadre de la Théorie de la Viabilité. Pour cela il a été nécessaire d’étendre l’algorithme de viabilité au cas où le contrôle dépend de l’état; Nous essayons d’abord de répondre à la question suivante : Etant donné un ensemble de contraintes climatiques K et une situation climatique initiale x, existe-t-il une politique d’émission de carbone viable qui garantisse le respect des contraintes climatiques K dans le futur ? Pour un ensemble de contraintes climatiques donné, il peut ne pas exister de politique d’émission de carbone viable. Nous cherchons alors une famille de contraintes climatiques possibles Kl pour lesquelles une politique d’émission de carbone viable existe. Nous l’obtenons à partir d’une paramétrisation des contraintes climatiques K et d’une fonction d’évaluation appropriée. Ce travail n’a pas pour objet de définir une quelconque méthode de prévision de l’évolution climatique. Il vise uniquement à construire, à l’aide des ressources offertes par la Théorie de la Viabilité et par l’analyse numérique multivoque, des outils mathématiques appropriés à l’aide de la décision et d’en évaluer la pertinence en les appliquant aux modèles proposés par les spécialistes de l’étude des impacts climatiques. En particulier ces outils mathématiques visent à éclairer tout décideur ayant à justifier un choix approprié et réalisable des contraintes climatiques futures
The Tolerable Windows Approach (TWA) is an analytical framework developed for studying climate change models and to facilitate the choice of climate guardrails (constraints). We intend to give our contribution to this approach by developing new measurement tools in the Viability Theory framework. For a given climate guardrail set K, we determine the set of all initial climate situations x viable in K. Viable climate situations x in K are those for which there exists at least one carbon emission policy preventing the future climate evolution starting from x, from transgressing K. The set of such viable climate situations x is called the Viability Kernel of K. The viability kernel concept is the cornerstone of the methodology presented in this study. We highlight the fact that this thesis is not devoted to climate forecasting. It only aims at designing, with the help of resources from Viability Theory and from Numerical Set-Valued Analysis, appropriate mathematical tools to help decision making. This is achieved by applying them to the climate model proposed by the experts in the climate impact studies so their pertinence can be evaluated. In particular these tools are developed to highlight decision makers to justify one appropriate and feasible choice of future climate guardrails

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Swingedouw, Didier. "Origine et impact climatique d'un changement de circulation thermohaline au cours des prochains siècles dans le modèle IPSL-CM4." Paris 6, 2006. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00451249.

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Abstract:

La circulation thermohaline (THC) influe fortement sur le climat de l'Atlantique Nord. Le réchauffement climatique causé par les émissions anthropiques de CO2 risque d'altérer cette circulation océanique et donc le climat. Nous avons ici évalué ce risque grâce au modèle couplé tridimensionnel océan-atmosphère IPSL-CM4. Dans un premier temps nous avons résumé les principales théories concernant la THC. Nous avons ensuite validé la pertinence d'IPSL-CM4. L'analyse de simulations scénarios pour les siècles à venir a montré diminution significative de la THC dans ces simulations, qui est fortement amplifiée si la fonte du Groenland est prise en compte. L'analyse de divers scénarios prenant en compte ou non cette fonte des glaciers a aussi permis d'isoler de manière originale le rôle joué par les rétroactions de la THC. En dernier lieu, l'effet de la THC sur le climat a été quantifié. Il apparaît être plus faible que le réchauffement climatique, même localement sur l'Europe
The thermohaline circulation (THC) strongly influences the climate of the North Atlantic. The warming caused by the release of anthropic CO2 risks to affect this oceanic circulation and then the climate. We point here to evaluate this risk thanks to the tri-dimensional ocean-atmosphere IPSL-CM4 coupled model. In a first part we have done a survey of the principal theories concerning the THC. We have then validated the pertinence of IPSL-CM4 to lead our study. We have then analysed some scenario simulations for next centuries showing a significant diminution of the THC in those simulations, which is strongly magnified if the melting of Greenland is taken in account. The analysis of several scenarios taking into account or not this glacier melting has permitted to isolate in an original manner the role played by THC feedbacks. Last, the effect of the THC on the climate has been quantified in IPSL-CM4. It appears to be more slight that the global warming, even locally on Europe

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Vo, Ngoc Duong. "Modélisation hydrologique déterministe pour l'évaluation des risques d'inondation et le changement du climat en grand bassin versant. Application au bassin versant de Vu Gia Thu Bon, Viet Nam." Thesis, Nice, 2015. http://www.theses.fr/2015NICE4056/document.

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Abstract:

Le changement climatique dû à l'augmentation des émissions de gaz à effet de serre est considéré comme l'un des principaux défis pour les êtres humains dans 21ème siècle. Il conduira à des changements dans les précipitations, l'humidité atmosphérique, augmentation de l'évaporation et probablement augmenter la fréquence des événements extrêmes. Les conséquences de ces phénomènes auront une influence sur de nombreux aspects de la société humaine. Donc, il y a une nécessité d'avoir une estimation robuste et précise de la variation des facteurs naturels dus au changement climatique, au moins dans les événements de cycle et d'inondation hydrologiques pour fournir une base solide pour atténuer les impacts du changement climatique et s'adapter à ces défis. Le but de cette étude est de présenter une méthodologie pour évaluer les impacts de différents scénarios de changement climatique sur une zone inondable du bassin de la rivière côtière dans la région centrale du Viet Nam - bassin versant de Vu Gia Thu Bon. Les simulations hydrologiques sont basées sur un modèle hydrologique déterministe validé qui intègre la géologie, les sols, la topographie, les systèmes fluviaux et les variables climatiques. Le climat de la journée présente, sur la période de 1991-2010 a été raisonnablement simulée par le modèle hydrologique. Climat futur (2091-2100) information a été obtenue à partir d'une réduction d'échelle dynamique des modèles climatiques mondiaux. L'étude analyse également les changements dans la dynamique des inondations de la région de l'étude, le changement hydrologique et les incertitudes du changement climatique simulation
Climate change due to the increase of greenhouse gas emissions is considered to be one of the major challenges to mankind in the 21st century. It will lead to changes in precipitation, atmospheric moisture, increase in evaporation and probably a higher frequency of extreme events. The consequences of these phenomena will have an influence on many aspects of human society. Particularly at river deltas, coastal regions and developing countries, the impacts of climate change to socio-economic development become more serious. So there is a need for a robust and accurate estimation of the variation of natural factors due to climate change, at least in the hydrological cycle and flooding events to provide a strong basis for mitigating the impacts of climate change and to adapt to these challenges. The aim of this study is to present a methodology to assess the impacts of different climate change scenarios on a flood prone area of a coastal river basin in the central region of Viet Nam – Vu Gia Thu Bon catchment. The hydrological simulations are based on a validated deterministic hydrological model which integrates geology, soil, topography, river systems and climate variables. The present day climate, over the period of 1991-2010 was reasonably simulated by the hydrological model. Future climate (2091-2100) information was obtained from a dynamical downscaling of the global climate models. The study also analyzes the changes in the flood dynamics of the study region, the hydrological shift and the uncertainties of climate change simulation

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Conil, Sébastien. "Modélisation de l'influence océanique sur la variablilité atmosphérique dans la région Atlantique Nord Europe." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066068.

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Guillaud, Maxime. "Techniques de transmission et de modélisation de canal pour les systèmes de communications multi-antennes." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2005. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001353.

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Abstract:

Dans cette thèse, différents aspects des communication sans fils multi-antennes (MIMO) sont abordés. Dans un premier temps, nous introduisons l'Etalement Temps-Espace-Fréquence (STFS), un code destiné aux systèmes à multiplexage fréquentiel orthogonal (OFDM), qui maximise l'exploitation de la diversité spatiale, fréquentielle et temporelle. Pour des efficacités spectrales faibles (par exemple utilisant des BPSK), le décodage du code STFS par l'algorithme de Viterbi, associé à une annulation d'interférence itérative atteint les mêmes performances qu'un code BICM. Dans un second temps, nous considérons l'importance pour l'émetteur de connaître l'état du canal. Un modèle de réciprocité est proposé pour les systèmes à duplexage temporel (TDD), dans lequel les imperfections des composants radio-fréquence sont représentées par des filtres linéaires. A l'issue d'une phase d'apprentissage coopératif (calibration relative), ce modèle permet à l'émetteur de déduire l'état du canal descendant à partir de l'estimation de l'état du canal montant, sans nécéssiter de retour continu d'information. Ce modèle a été validé expérimentalement dans le cas d'un canal SISO. Enfin, la modélisation de l'évolution temporelle des canaux MIMO sélectifs en fréquence est envisagée. Un modèle par trajets est utilisé, et une méthode d'identification aveugle est proposée, qui permet de décomposer les variations du canal, pour chaque trajet identifié, en un ensemble de constantes représentant les caractéristiques physiques de l'environnement, et un processus variable dans le temps, structuré (tel que l'effet Doppler), et pouvant être facilement suivi ou prédit. Les performances de cette méthode sont analysées sur des signaux de synthèse et mesurés.

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Anderson, Lelia. "Détermination de la stratégie d'irrigation optimale de la fraise basée sur le potentiel matriciel du sol et un modèle climatique." Master's thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26646.

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Abstract:

Les fraises sont souvent produites dans des régions où l’eau est limitante et les producteurs doivent choisir la stratégie d’irrigation optimisant le rendement et l’efficacité d’utilisation de l’eau (EUE). En Californie, une gestion tensiométrique des irrigations a été comparée à un modèle climatique, et un potentiel matriciel du sol (ψ) variable a été investigué. Sur un sol faiblement perméable, -10kPa, -35kPa, un témoin, un ψ à deux paliers (-35/-10 kPa) et une gestion par ψ ajustée quotidiennement à l’évapotranspiration prévisionnelle de la culture (ETc), n’ont pas affecté les rendements. Sur un sol hautement perméable, des traitements appliquant 100% ETc, 75% ETc, 50% ETc, un témoin, -10kPa et -35/-10 kPa ont mené à de meilleurs rendements pour les régies pleinement irriguées, -10 kPa et 100%ETc, mais l’EUE a été meilleure avec -10 kPa. En irrigation de déficit, la gestion par ψ a maximisé le rendement et l’EUE contrairement au modèle climatique démontrant l’intérêt de cette approche relativement au contexte de restriction en eau affectant les régions sensibles à la sécheresse.

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Servonnat, Jérôme. "Variabilité climatique en Atlantique Nord au cours du dernier millénaire : evaluation de l'influence du forçage solaire avec le modèle IPSLCM4." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2010. http://www.theses.fr/2010VERS0055.

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Abstract:

Mes travaux de thèse ont porté sur l’évaluation de l’influence du forçage solaire sur la variabilité climatique du dernier millénaire, à l’aide du modèle couplé IPSLCM4_v2. Pour cela, j’ai réalisé deux simulations numériques du climat du dernier millénaire avec ce modèle, une simulation de contrôle et une simulation forcée (SGI) avec des reconstructions de l’irradiance solaire totale, de la concentration en CO2 et des paramètres orbitaux sur le dernier millénaire. Les principaux résultats de la thèse sont : les forçages affectent significativement la variance des températures pour une étendue géographique supérieure à 5. 106km² (échelle de l’Europe), ce qui a donné un cadre spatial aux comparaisons modèles-données. A l’échelle de l’hémisphère nord, l’amplitude de la variabilité simulée dans SGI est en accord avec les reconstructions de températures. Un désaccord majeur est relevé entre les reconstructions de températures de l’hémisphère nord et la simulation SGI entre 1000 et 1200 AD au moment de l’Optimum Médiéval. L’étude de la signature du forçage solaire sur l’Europe a montré qu’il apparaissait clairement dans les simulations forcées du projet ANR ESCARSEL, mais de manière beaucoup moins évidente dans une reconstruction des températures. La conclusion de mes travaux est que le forçage solaire ne peut pas expliquer la totalité de la variabilité séculaire des températures entre 1000 et 1850 AD, que ce soit à l’échelle de l’hémisphère nord ou sur l’Europe
My work during my PhD has been the evaluation of the influence of solar forcing on climate variability during the last millennium with the IPSLCM4_v2 coupled model. I achieved two numerical simulations of the climate of the last millennium for this purpose. The first one consists in a millennium-long control integration, and the second one (SGI) was forced by reconstructions of the Total Solar Irradiance, CO2 concentrations and orbital parameters during the last millennium. The main results of my thesis are : the forcings significantly affect the temperature variance for geographical extent wider than 5. 106km² (extent of Europe). This result brought the spatial framework for model-data comparisons. The simulated amplitude of the Northern Hemisphere temperature variability is in agreement with the temperature reconstructions. A mismatch has been evidenced between SGI and the reconstructions between 1000 and 1200 AD, during the so-called Medieval Warm Period. The study of the forcings signature in Europe has shown that solar forcing appears clearly in numerical simulations from the ANR ESCARSEL project, but it much weaker in the studied temperature reconstruction. The conclusion of my work is that the solar forcing used in the simulation does not allow explaining totally the secular temperature evolution between 1000 and 1850 AD, either on the Northern Hemisphere or in Europe

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Mignot, Juliette. "Sur la variabilité climatique de la salinité de surface en Atlantique Nord et son lien avec la circulation océanique dans un modèle couplé." Paris 6, 2003. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00005370.

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Allaya, Mouhamad M. "Méthodes de Monte-Carlo EM et approximations particulaires : application à la calibration d'un modèle de volatilité stochastique." Thesis, Paris 1, 2013. http://www.theses.fr/2013PA010072/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse poursuit une perspective double dans l'usage conjoint des méthodes de Monte Carlo séquentielles (MMS) et de l'algorithme Espérance-Maximisation (EM) dans le cadre des modèles de Markov cachés présentant une structure de dépendance markovienne d'ordre supérieur à 1 au niveau de la composante inobservée. Tout d'abord, nous commençons par un exposé succinct de l'assise théorique des deux concepts statistiques à Travers les chapitres 1 et 2 qui leurs sont consacrés. Dans un second temps, nous nous intéressons à la mise en pratique simultanée des deux concepts au chapitre 3 et ce dans le cadre usuel ou la structure de dépendance est d'ordre 1, l'apport des méthodes MMS dans ce travail réside dans leur capacité à approximer efficacement des fonctionnelles conditionnelles bornées, notamment des quantités de filtrage et de lissage dans un cadre non linéaire et non gaussien. Quant à l'algorithme EM, il est motivé par la présence à la fois de variables observables, et inobservables (ou partiellement observées) dans les modèles de Markov Cachés et singulièrement les modèles de volatilité stochastique étudié. Après avoir présenté aussi bien l'algorithme EM que les méthodes MCS ainsi que quelques une de leurs propriétés dans les chapitres 1 et 2 respectivement, nous illustrons ces deux outils statistiques au travers de la calibration d'un modèle de volatilité stochastique. Cette application est effectuée pour des taux change ainsi que pour quelques indices boursiers au chapitre 3. Nous concluons ce chapitre sur un léger écart du modèle de volatilité stochastique canonique utilisé ainsi que des simulations de Monte Carlo portant sur le modèle résultant. Enfin, nous nous efforçons dans les chapitres 4 et 5 à fournir les assises théoriques et pratiques de l'extension des méthodes Monte Carlo séquentielles notamment le filtrage et le lissage particulaire lorsque la structure markovienne est plus prononcée. En guise d’illustration, nous donnons l'exemple d'un modèle de volatilité stochastique dégénéré dont une approximation présente une telle propriété de dépendance
This thesis pursues a double perspective in the joint use of sequential Monte Carlo methods (SMC) and the Expectation-Maximization algorithm (EM) under hidden Markov models having a Markov dependence structure of order grater than one in the unobserved component signal. Firstly, we begin with a brief description of the theoretical basis of both statistical concepts through Chapters 1 and 2 that are devoted. In a second hand, we focus on the simultaneous implementation of both concepts in Chapter 3 in the usual setting where the dependence structure is of order 1. The contribution of SMC methods in this work lies in their ability to effectively approximate any bounded conditional functional in particular, those of filtering and smoothing quantities in a non-linear and non-Gaussian settings. The EM algorithm is itself motivated by the presence of both observable and unobservable ( or partially observed) variables in Hidden Markov Models and particularly the stochastic volatility models in study. Having presented the EM algorithm as well as the SMC methods and some of their properties in Chapters 1 and 2 respectively, we illustrate these two statistical tools through the calibration of a stochastic volatility model. This application is clone for exchange rates and for some stock indexes in Chapter 3. We conclude this chapter on a slight departure from canonical stochastic volatility model as well Monte Carlo simulations on the resulting model. Finally, we strive in Chapters 4 and 5 to provide the theoretical and practical foundation of sequential Monte Carlo methods extension including particle filtering and smoothing when the Markov structure is more pronounced. As an illustration, we give the example of a degenerate stochastic volatility model whose approximation has such a dependence property

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Roca, Manon. "Contribution à un modèle d'EEPROM : de la calibration expérimentale à la prise en compte des effets thermiques." Aix-Marseille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009AIX11061.

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Foissard, Xavier. "L’îlot de chaleur urbain et le changement climatique : application à l’agglomération rennaise." Thesis, Rennes 2, 2015. http://www.theses.fr/2015REN20027/document.

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Abstract:

L’urbanisation engendre, par l’imperméabilisation des surfaces et la présence de bâtiments, une modification locale du climat et, plus spécifiquement, le phénomène d’îlot de chaleur urbain (ICU). Ce phénomène se traduit par l’augmentation de la température en ville la nuit. Lors des vagues de chaleur ce phénomène peut causer un inconfort voire une surmortalité. Dans le contexte du changement climatique et d’une dynamique démographique importante, la thèse est réalisée sur le territoire de Rennes Métropole. Au cours de cette thèse, plusieurs objectifs sont poursuivis. Dans un premier temps, l’étude porte sur l’analyse de la variabilité spatiale de l’ICU selon l’occupation du sol et des formes urbaines. Afin d’observer ce phénomène sur le territoire de Rennes Métropole, plusieurs réseaux de mesuressont mis en place. Le premier réseau concerne l’échelle de l’agglomération avec 22 stations météorologiques. Le second réseau est établi à l’échelle intra-urbaine avec l’installation de 20 capteurs de température. Enfin, le troisième réseau de mesures vise à observer la variabilité de l’ICU au sein de deux quartiers rennais et d’une petite ville, Vezin-le-Coquet. Dans un second temps, des modèles de spatialisation de l’ICU sont construits à l’échelle de l’agglomération, puis, à l’échelle intra-urbaine. Ces modèles permettent de réaliser des cartes de l’ICU pour ces deux échelles emboitées. Dans un troisième temps, l’analyse temporelle est établie par la relation entre les types de temps et l’ICU. Cette analyse permet de construire un modèle de prévision de l’ICU quotidien. A partir de ce modèle, l’ICU quotidien est projeté par les sorties régionalisées des modèles du changement climatique. Plusieurs outils d’aide à la décision sont proposés à partir des modèles développés de l’ICU. L’exposition de l’agglomération rennaise au changement climatique est évaluée à partir des cartes de l’ICU et de plusieurs indices projetés par les sorties régionalisées des modèles du changement climatique
Urban development, characterized by the presence of buildings and impervious surfaces, modify the local climate and in particular, enhance the urban heat island (UHI). This phenomenon raises temperatures in cities at night, which could cause discomfort and over-mortality during heat waves. In the context of climate change and important population dynamics, this thesis is carried out in the Rennes Metropolitan area (in Brittany). Firstly, this thesis focuses on the spatial analysis of UHI variability according to land use and urban forms. To observe UHI in the Rennes Metropolitan area, a network of multiple measurement types were implemented at various scale. 1) a network of 22 permanents weather stations located in urban/rural sites; 2) a network of 20 temperature sensors placed in intra-urban area; and 3) a network of temperature measurements in two neighborhoods of Rennes and a small town, Vezin-le-Coquet. Secondly, spatial models of UHI were designed in this thesis at both the urban agglomeration and intra-urban scale. This multi-scale approach produced UHI map for these nesting-scales. Thirdly, this thesis determined the temporal variability of UHI by looking at the interaction between weather types and UHI. This analysis produced a statistical model of daily UHI magnitude according to meteorological observations. This model combined with data from downscaled climate change scenarios provided future projections of UHI. Lastly, this study deals with tools for town planning to prevent intensive UHI. UHI maps and downscaled climate change scenarios defined the risk assessment in the Rennes Metropolitan area

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Hopuare, Marania. "Changement climatique en Polynésie française détection des changements observés, évaluation des projections." Thesis, Polynésie française, 2014. http://www.theses.fr/2014POLF0007/document.

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Abstract:

Les effets du changement climatique sur les îles du Pacifique constituent un enjeu majeur pour les populations insulaires. En particulier, les précipitations constituent un des paramètres sensibles car elles conditionnent la ressource en eau. Le but de cette thèse est mettre d'apporter les premiers éléments de réponse relatifs à l'évolution des précipitations au cours du 21ème siècle sur Tahiti. Dans un premier temps, les précipitations à Tahiti ont été caractérisées à partir des mesures issues du réseau d'observation de Météo France. La saison des pluies, de novembre à avril, constitue la saison d'intérêt, car c'est à cette période de l'année que les cumuls de pluie sont les plus élevés. En effet, la zone de convergence du Pacifique sud (SPCZ), siège de la convection profonde, est la principale source de précipitations à Tahiti en été austral (Décembre-Janvier-Février). A l'échelle interannuelle et interdécennale, les phénomènes El Niño Southern Oscillation (ENSO) et Interdecadal Pacific Oscillation (IPO) induisent des migrations nord/sud et est/ouest de cette zone de convergence qui l'éloignent ou l'approchent de Tahiti. L'IPO, implique un déplacement de la SPCZ vers le nord-est en phase positive, ce qui induit des cumuls plus élevés observés à Tahiti. Elle est déplacée vers le sud-ouest en phase négative de l'IPO, d'où une diminution des pluies à Tahiti. L'étude montre qu'en IPO positif, l'occurrence d'événements El Niño intenses est favorisée. Pour ces cas de figure, la SPCZ migre brutalement vers le nord-est et adopte une orientation zonale au-dessous de l'équateur. Cette configuration l'éloigne de Tahiti et perturbe le flux d'alizés de sud-est, il en résulte alors des pluies orographiques très abondantes sur les côtes sud-est de l'île. Suite à cet état des lieux des précipitations observées, une méthodologie originale, en l'absence de toute autre expérience internationale sur la région, a été mise en œuvre pour obtenir un modèle capable de distinguer l'île et capturer au mieux les effets orographiques. Deux descentes d'échelle successives ont été nécessaires pour passer du modèle couplé global CNRM-CM, à 150 km de résolution, au modèle à aire limitée ALADIN-Climat, de résolution 12 km, centré sur Tahiti. Les sorties du modèle régional obtenues ont été confrontées aux observations sur la partie historique. Un lien a été établi entre les précipitations observées et modélisées sur la période passée. Ce lien est construit entre stations d'observations et points de grille du modèle exhibant un comportement similaire relatif aux phases de l'ENSO. Il a été supposé encore pertinent au 21ième siècle pour déduire les précipitations futures les plus réalistes à Tahiti, à partir des précipitations simulées par le modèle à 12 km, suivant deux scénarios du GIEC (RCP4.5 et RCP8.5). La structure spatiale du réchauffement climatique de type El niño conforte la pertinence du lien établi. Les résultats obtenus concernent les côtes sud de Tahiti. Les précipitations vont augmenter progressivement tout au long du 21ème siècle, en réponse au réchauffement global. A Papara, il est tombé en moyenne sur la période 1961-2011 pendant l'été austral 695 mm de pluie. Il tombera en moyenne sur la période 2070-2100, 825 mm selon le scénario RCP4.5, 814 mm selon le scénario RCP8.5, soit une augmentation d'un peu moins de 20 %. Ajoutés à cet accroissement à long terme, les événements El Niño induiront un excédent de précipitations. Mais cet effet sera réduit en fin de période dans le RCP8.5. A l'inverse, les événements La Niña s'accompagneront toujours d'un déficit de précipitations mais sans arriver à contrecarrer l’accroissement à long terme
The effects of climate change on Pacific islands is a major concern for the local populations. The rainfall parameter, specifically, appears as one of the sensitive parameters, as it determines water resources. The goal of this thesis is to bring a first insight into the 21st century evolution of precipitation in Tahiti.The first step was to characterize rainfall in Tahiti using data records from the observation network of Meteo France. The “rainfall season”, lasting from November to April, is the season of interest, as rainfall amounts are the highest at this time of the year. Indeed, the South Pacific Convergence Zone (SPCZ), host of deep convection, remains the principal source of rainfall in Tahiti in austral summer (December-January-February). On interannual and interdecadal timescales, the El niño Southern Oscillation (ENSO) and the Interdecadal Pacific Oscillation (IPO) imply north/south and east/west migrations of the SPCZ, drawing it away, or closer to Tahiti. The positive phase of the IPO involves a north-eastward displacement of the SPCZ, which causes higher rainfall amounts in Tahiti. The SPCZ is displaced towards the south- west during negative IPO phase, leading to a decrease of rainfall in Tahiti. The study reveals that the IPO positive phase favor the occurrence of intense El niño events. In those cases, the SPCZ is critically displaced to the north-east and lies zonally just south of the equator. Accordingly, the SPCZ is drawn away from Tahiti and alters the south-east flow of trade winds. As a result, substantial orographic precipitation affect the south-east coasts of Tahiti.Following the assessment of observed precipitation for the period 1961-2011, an original method has been set up to obtain a model able to resolve the island and capture the orographic effects at best. Two successive downscaling steps have been necessary to get the limited area model ALADIN-Climat over Tahiti (at the resolution of 12 km), starting from the global coupled model CNRM-CM with a resolution of 150 km. The regional model outputs have been compared to the observed records over the historical period. A linkage between observed and modeled precipitation has been defined. This linkage has been built between meteorological stations and model grid cells exhibiting similar behaviour regarding the phases of ENSO. It has been assumed that this linkage is still relevant in the 21st century. In this way, future precipitation in Tahiti, as realistic as possible, are deduced from modeled precipitation (at 12 km of resolution), following two IPCC scenarios (RCP4.5 and RCP8.5). The El niño-like spatial structure of global warming further confirms the relevance of the linkage built previously. The results obtained concern the southern coasts of Tahiti. Rainfall would gradually increase along the 21st century, as a consequence of global warming. In Papara, the austral summer mean rainfall height is 695 mm over the period 1961-2011. The mean value, for the period 2070-2100, would be 825 mm for the scenario RCP4.5 and 814 mm for the scenario RCP8.5, let say an increase of a little less than 20%. Superimposed to this long-range raise, El niño events would induce an excess of rainfall. This effect would be reduced at the end of the 21st century in RCP8.5. Conversely, La niña events would always involve a decline of rainfall, but would not succeed in counteracting the long-range increase

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Travers, Trolet Morgane. "Couplage de modèles trophiques et effets combinés de la pêche et du climat." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066117.

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Abstract:

La surexploitation et le changement climatique affectent le fonctionnement des écosystèmes marins, mais des incertitudes existent quant aux effets de leur action combinée. Par une approche de modélisation, ce travail de thèse vise à étudier comment les effets top-down de la pêche et les effets bottom-up du climat se combinent au sein du réseau trophique. Une synthèse bibliographique préliminaire a révélé l'absence d'un modèle end-to-end applicable en l'état à notre écosystème d'étude - le sud-Benguela - qui permettrait l'étude des effets conjoints de la pêche et du climat. Le couplage des modèles de plancton ROMS-N2P2Z2D2 et de poissons OSMOSE s'est alors imposé comme une méthode innovante permettant de développer un outil approprié à nos objectifs. L'importance d'un couplage à double sens via la prédation est illustrée par l'étude des variabilités spatiale et temporelle du terme de rétroaction, puis par la comparaison des dynamiques planctoniques et écosystémiques lorsqu'il y a rétroaction ou non. La simulation de scénarios climatique et halieutique montre que les effets combinés de la pêche et du climat sont généralement plus faibles que la somme de leurs effets individuels. Ce résultat reflète la forte résistance du système aux perturbations extérieures, induite par les relations trophiques nombreuses et variables entre les organismes. En accord avec les hypothèses de fonctionnement trophique basées sur l'intensité de la production primaire et la diversité des prédateurs, l'étude de la pyramide trophique montre que le contrôle bottom-up domine dans le sud-Benguela, i. E. Que le climat affecte le fonctionnement trophique de cet écosystème plus fortement que de la pêche.

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Briand, Anne. "Politiques tarifaires de l'eau, sécurité alimentaire et vulnérabilité climatique au Sénégal : un modèle d'équilibre général calculable éclairé par une enquête ménages." Rouen, 2006. http://www.theses.fr/2006ROUED004.

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Abstract:

Dix ans après la réforme de privatisation, le service de l'eau potable urbain est perçu par les autorités sénégalaises comme l'un des plus performants d'Afrique. L'enquête auprès des ménages que nous avons menée en 2005 à Dakar tempère cette appréciation. Premièrement les résultats montrent que les trois sources d'approvisionnement en eau potable coexistent fortement. Il s'agit des deux services améliorés (branchement privé et borne fontaine) et de la revente de voisinage. Cette dernière s'étant fortement développée sur la dernière décénnie. Deuxièmement les modèles économétriques que nous estimons révélent les caractéristiques des ménages raccordés au branchement privé et celles des ménages utilisateurs de bornes fontaines. Les résultats concluent que le niveau de richesse reflété par les équipements des habitats, l'alphabétisation, le fait que le chef de ménage soit une femme veuve et le fait d'être propriétaire augmentent la probabilité du raccordement. A l'inverse, le fait d'être locataire et d'avoir une préférence pour un achat quotidien de l'eau (révélateur de l'irrégularité des revenus) augmentent la probabilité d'utitliser les bornes fontaines. Enfin, la distance aux bornes fontaines (révélateur du coût d'opportunité du temps de transport nécessaire à la collecte de l'eau) influence le choix de recourir ou non à celles-ci. Troisièmement l'étude de consentement à payer des ménages non raccordés révèle que cette population est très difficilement disposée à supporter de nouvelles hausses tarifaires aux services d'eau améliorés. Ces résultats orientent alors les spécifications retenues pour développer deux versions d'un modèle d'équilibre général calculable, l'un statique, l'autre dynamique, destinées à apprécier les effets globaux de contraintes sur la disponibilité des ressources en eau, et des politiques tarifaires envisageables. La version statique, en simulant des sécheresses, a montré la forte vulnérabilité de l'économie sénégalaise aux ressources en eau, rendant le combat contre l'insécurité alimentaire difficile. Cependant, la version dynamique a montré que les effets très négatifs sur l'économie de déficits hydriques futurs pouvaient être contrecarrés par la mise en place d'une politique tarifaire de gestion de la demande au coût marginal. Couplée à une subvention de l'Etat versée au secteur de production d'eau potable, la tarification au coût marginal permet à long terme d'amortir le choc de pénurie de la ressource puisque le PIB, l'investissement et le bien être s'accroissent, le chomâge baisse, et les secteurs du riz pluvial , du maraîchage et de la distribution d'eau potable se développent malgré tout. Tandis qu'en maintenant sa politique actuelle de tarification au coût moyen (visant l'équilibre budgétaire du secteur), l'économie de long terme tombe en récession avec un fort recul de la production agricole, une forte dégradation du bien être et une hausse du chômage. Ce résultat va à l'encontre des directives des bailleurs de fond (Banque mondiale, FMI) qui imposent aux sociétés d'eau la contrainte d'équilibre budgétaire. La thèse remet en question le tarif de base (coût moyen ), trop élevé, sur lequel repose la structure tarifaire progressive du prix de l'eau au Sénégal.

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Vachon, François. "Caractérisation des propriétés optiques des aérosols troposphériques par télédétection satellitaire et in-situ et validation du modèle climatique canadien GCMIII-CAM." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2003. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/2352.

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Abstract:

The tropospheric aerosols of the atmosphere play a crucial role in the evolution of the climate. In order to determine with accuracy their influence on the radiative budget of the Earth, it is imperative to develop analysis methods that will allow us to characterize the optical properties of the tropospheric aerosols using remote sensing data.The major problem encountered in this field is the characterization of these properties above the continents. Indeed, the contribution of the surface below the layer of aerosols to the signal measured by the sensor is considerable. Our study seeks to evaluate the potential of two new sensors using two different inversion schemes: POLDER (based on polarization measurements of solar radiation reflected by aerosols) and MODIS (based on measurements above dark dense vegetation target, DDV).The aerosol optical depth ([tau[subscript a[lambda]]]) derived from measurements of the solar photometers of the AERONET-AEROCAN network is used as reference to the comparisons.--Résumé abrégé par UMI.

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St-Onge, Patrick. "Calibration du multidétecteur HERACLES et simulations de collisions d'ions lourds à l'aide d'un modèle de dynamique moléculaire antisymmétrisée." Thesis, Université Laval, 2014. http://www.theses.ulaval.ca/2014/30797/30797.pdf.

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Abstract:

Le multidétecteur HERACLES a été utilisé pour étudier les réactions 25Na;25Mg +12 C à 9.23 MeV par nucléon à l’accélérateur ISAC-2 de TRIUMF. Les données brutes recueillies par HERACLES doivent être traitées pour en tirer des résultats physiques. Nous avons conçu un programme d’analyse codé en C++ pour traiter ces données. Le développement d’algorithmes d’identification a permis d’accélérer l’identification des particules dans les spectres des nombreux détecteurs d’HERACLES. Les résultats de l’identification montrent une identification en charge des particules pour les détecteurs des 4 premiers anneaux couvrant des angles de 4.8° à 24° par rapport au faisceau. Les particules légères sont identifiées en masse jusqu’à l’hélium dans les 2 autres anneaux couvrant les angles de 24° à 46°. L’étalonnage en énergie des détecteurs est déterminé à l’aide de la formule de Parlog. Nous avons réalisé une simulation hybride AMD et GEMINI et nous avons comparé les résultats aux données expérimentales pour les systèmes 25Na;25Mg +12 C à 9.23 MeV par nucléon.

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Garcia, de Cortazar Atauri Iñaki. "Adaptation du modèle STICS à la vigne (Vitis vinifera L. ) : utilisation dans le cadre d'une étude d'impact du changement climatique à l'échelle de la France." Montpellier, ENSA, 2006. http://www.theses.fr/2006ENSA0030.

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Abstract:

Les modèles de cultures, qui se sont développés depuis une trentaine d’années, offrent un cadre conceptuel pour étudier les interactions dynamiques entre la plante, le sol, le climat et les techniques culturales à l’échelle parcellaire. Le travail a eu comme objectif d'adapter un modèle générique de cultures, le modèle STICS, à la vigne à l'échelle des grands vignobles de France pour ensuite l'appliquer à une étude d'impact du changement climatique à la même échelle. Pour réaliser ce travail, un important réseau de collaborations avec différents organismes de recherche, techniques et professionnels a été mis en place dans les régions de Côtes du Rhône, Languedoc, Bordeaux, Cognac, Bourgogne, Anjou et Champagne. Deux bases des données ont été créées à partir de ces collaborations : une base de données écophysiologiques regroupant les données d'expérimentations menées pendant deux ans dans les différents vignobles, et une base de données historiques constituée à partir de données d'expérimentations anciennes. Pour l'adaptation du modèle, nous avons mis en place une méthodologie consistant dans un premier temps à faire l'analyse des différents formalismes existants et à en proposer de nouveaux susceptibles d'améliorer la description du fonctionnement de la vigne; dans un deuxième temps, nous avons réalisé le paramétrage du modèle à partir de la base de données écophysiologiques et de la bibliographie. Enfin, nous avons évalué le modèle sur la base de données historiques. Les résultats obtenus s'avèrent satisfaisants, en particulier pour que le modèle serve d'outil de prospective dans le cadre d'études d'impact. De plus, la robustesse du modèle ainsi adapté à la vigne permet de l'utiliser à l'échelle de la France. L'étude d'impact du changement climatique à l'échelle de l'ensemble du vignoble français a été réalisée à partir de l'utilisation conjointe du modèle STICS et des données climatiques simulées par le modèle ARPEGE-Climat (Météo-France). Pour étudier ces impacts, nous avons défini des structures de plantation et des techniques traditionnelles pour chaque région. Les principaux résultats montrent une importante modification de la phénologie, ainsi qu'une augmentation de la biomasse végétative et du rendement (sauf dans les vignobles de Côtes du Rhône et Languedoc pour lesquels on observe une diminution), une augmentation du stress hydrique à la fin du cycle et une importante modification des conditions climatiques de la période véraison-récolte. Suite à ces résultats, nous avons proposé différentes combinaisons techniques afin d'adapter la conduite de la vigne aux modifications du climat. Il en résulte de propositions de stratégies d'adaptation pour chacune des régions.

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Ogutu, Benjamin Keroboto Za'Ngoti. "Energy balance mathematical model on climate change." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066224/document.

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Abstract:

Dans cet étude, un modèle de complexité réduite des interactions et rétroactions du système couplé climat-économie-biosphère est construit avec le minimum de variables et d'équations nécessaires. Le Coupled Climate-Economy-Biosphere (CoCEB) est un modèle d’évaluation intégrée (IAM pour Integrated assessment model) du changement globale. Alors que beaucoup IAM traitent les coûts de réduction des émissions (abattement) simplement comme une perte non productive de revenu, cet étude considère également les activités d’abattement comme un investissement dans l'efficacité énergétique globale de l'économie et dans la diminution de l’ « intensité carbone » du système énergétique. L’étude montre que ces efforts aident à l’abattement du changement climatique et ont un effet positif sur l’économie. La plupart des IAM actuels se concentrent principalement sur le secteur énergétique pour les mesures d’abattement, et ne tiennent compte des émissions provenant de l'utilisation des terres que comme un forçage exogène. Le CoCEB a donc été étendu en ajoutant une équation pour la biomasse ses échanges de carbone. Cela permet d’étudier les aspects économiques de la séquestration de carbone du au contrôle du déboisement dans les forêts, et aussi à l’application généralisée des technologies de capture et stockage du carbone (CCS). L’étude confirme que ces mesures réduisent l’impact du changement climatique sur la croissance économique, mais ces résultats restent très dépendants des grandes incertitudes sur le cout des CCS et du contrôle de la deforestation. Ce modèle est un cadre formel qui représente de façon simple les différents éléments du système couplé et leurs interactions, il rassemble les différentes estimations des coûts afférents aux mesures de mitigation et permet de les comparer de façon cohérente
The goal of this study is to build a global reduced-complexity model of coupled climate-economy-biosphere interactions, which uses the minimum number of variables and equations needed to capture the fundamental mechanisms involved and can thus help clarify the role of the different mechanisms and parameters. The Coupled Climate-Economy-Biosphere (CoCEB) model takes an integrated assessment approach to simulating global change. While many integrated assessment models treat abatement costs merely as an unproductive loss of income, the study considered abatement activities also as an investment in overall energy efficiency of the economy and decrease of overall carbon intensity of the energy system. The study shows that these efforts help to abate climate change and lead to positive effects in economic growth. Due to the fact that integrated assessment models in the literature mainly focus on mitigation in the energy sector and consider emissions from land-use as exogenous, the global climate-economy-biosphere (CoCEB) model was extended by adding a biomass equation and the related exchanges of CO2 and used to investigate the relationship between the effects of using carbon capture and storage (CCS) and deforestation control, and the economy growth rate. These measures are found to reduce the impacts of climate change and positively affect the economy growth. These results remain nevertheless sensitive to the formulation of CCS costs while those for deforestation control were less sensitive. The model developed brings together and summarizes information from diverse estimates of climate change mitigation measures and their associated costs, and allows comparing them in a coherent way

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Dissertations / Theses on the topic 'Calibration du modèle climatique'

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