Dissertations / Theses on the topic 'Observations par satellite'
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Chen, Hong-Bin. "Simulation d'observations satellitaires passives en micro-onde : influence de la nébulosité et des précipitations sur les températures de brillance : inversion de paramètres nuageux à partir des mesures du sondeur micro-onde Météosat." Lille 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LIL10029.
Abstract:
L'utilisation des radiomètres micro-ondes sur un satellite est un moyen puissant d'observation de l'atmosphère et de la surface terrestre. Ce travail décrit la mise au point d'un code numérique pour calculer la température de brillance observée par un radiomètre micro-onde depuis un satellite dans des conditions variées. Ce code est basé sur l'équation de transfert radiatif et dans une hypothèse d'atmosphère plane parallèle. La simulation de la température de brillance nous permet d'effectuer l'étude de sensibilité des signaux micro-ondes aux paramètres des nuages et des précipitations. Cette étude a prouvé la possibilité de retrouver certains de ces paramètres. Puis les algorithmes d'inversion d'essai ont été établis pour remonter à certains paramètres des nuages et à la température de surface de l'océan (en atmosphère nuageuse) à partir des mesures de radiométrie micro-onde. La comparaison entre les valeurs inversées et vraies montre qu'une certaine information concernant les nuages peut être extraite des mesures du sondeur micro-onde Météosat MMS qui est embarqué sur le satellite METEOSAT de seconde génération
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Artru, Juliette. "Observations au sol ou par satellite et modélisation des signaux ionosphériques post-sismiques." Paris, Institut de physique du globe, 2001. http://www.theses.fr/2001GLOB0006.
Abstract:
Depuis 1960 de fortes perturbations de l'ionosphère consécutives à des tremblements de Terre ont mis en évidence le couplage dynamique entre la Terre solide et l'atmosphère. De nombreuses observations de phénomènes associés ont depuis été réalisées, par des mesures au sol ou par satellite. Nous présentons ici une étude de ces phénomènes, fondée d'une part sur la modélisation de ce couplage par les méthodes sismologiques, d'autre part sur le développement de nouveaux outils d'observation adaptés à ce nouveau champ de recherches. Ce travail s'inscrit dans le cadre de la préparation de la mission DEMETER (microsatellite CNES dédié à l'observation des signaux ionosphériques induits par l'activité sismique ou volcanique, dont le lancement est prévu en 2003). La première partie présente les différentes observations en liaison avec le couplage Terre atmosphère, et leur interprétation. La deuxième partie est dédiée à l'établissement d'une extension des méthodes de calcul de modes propres permettant de calculer des sismogrammes synthétiques pour une source et une station situées soit dans la Terre solide, soit dans l'océan ou l'atmosphère. Les synthétiques calculés par sommation de modes, pour une source sismique, montrent un bon accord avec les données fournies par le sondeur Doppler du CEA. La troisième partie présente les travaux réalisés pour développer de nouveaux outils d'observation dans l'ionosphère, notamment au dessus de zones à forte activité sismique, à partir des réseaux GPS denses, tels ceux de Californie ou du Japon. Nous développons enfin en conclusion les perspectives ouvertes par les signaux sismo-atmosphériques, que ce soit dans les champs de la sismologie ou de l'aéronomie
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Dartois, Emmanuel. "Les glaces interstellaires : interpretation par simulations en laboratoire des observations du satellite iso." Paris 6, 1998. http://www.theses.fr/1998PA066456.
Abstract:
Je presente dans cette these des resultats obtenus apres analyse des observations par le satellite infrarouge iso (infrared space observatory). Grace a sa couverture spectrale globale du spectre infrarouge (2. 5 a 180 m), iso revolutionne notre comprehension des sources interstellaires. Ces observations sont particulierement interessantes pour la comprehension de la physico-chimie des phases gazeuse et solide (condensee sur les grains de poussiere), a basse temperature, du milieu interstellaire (10 a 50 k). L'objet protostellaire (rafgl7009s) dont nous parlons illustre les proprietes physiques des milieux denses de la galaxie. Les rapports observes entre les phases gazeuse et solide concernant les molecules h 2o, co, co 2 et ch 4 entrainent des implications sur les echanges gaz-grains de ces molecules que nous discutons. Nous detaillons egalement l'evaluation d'une limite superieure sur le rapport deuterium/hydrogene dans les glaces interstellaires et les consequences pour le fractionnement eleve observe dans la phase gazeuse. Pour la premiere fois on a egalement acces aux profils des raies de certains solides inobservables ou tres difficiles a observer depuis le sol. Nous nous attachons plus particulierement au mode 2 de co 2 solide qui presente une sous structure triple dans les observations que l'on interprete par la formation dans les manteaux de glace recouvrant les grains d'une interaction intermoleculaire de type acide-base de lewis. Nous parlerons aussi de la detection du mode longitudinal optique de la glace d'eau vers 230 cm - 1 par comparaison avec un modele simple de transfert radiatif et de la difference d'analyse entre les observations dans l'infrarouge moyen et lointain des glaces interstellaires.
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Yaacoub, Rouba. "Résonance optique par effet tunnel en optique atmosphérique : application aux observations par satellite des gouttelettes de nuages." Thesis, Lille 1, 2020. http://www.theses.fr/2020LIL1R001.
Abstract:
L'interaction de la lumière avec un diffuseur homogène diélectrique sphérique (par exemple une gouttelette d'eau) de caractéristiques connues (diamètre, indice optique) est traité, en optique atmosphérique, par la théorie de Mie. Cette théorie sert aussi en télédétection pour calculer les propriétés physiques des diffuseurs (problème inverse). Des études récentes ont suggéré fortement qu'un effet tunnel pourrait être important en optique atmosphérique. Une manifestation de cet effet tunnel est la gloire atmosphérique qui est l'irisation circulaire qui se forme autour de l'ombre projetée d'un objet sur un nuage de gouttelettes d'eau. Précisément, la lumière pénètre par effet tunnel dans la gouttelette d'eau et excite résonances aiguës. Selon ces études, la théorie de Mie, telle qu'utilisée en optique atmosphérique, semble négliger ces effets. Nous avons désigné ces resonances par l'acronyme TOR (en anglais: Tunneling Optical Resonance). Dans cette thèse, nous montrons que les TOR peuvent être identifié en utilisant l'équation de Shrödinger à une dimension en introduisant une énergie potentielle effective qui caractérise l'interaction lumière-gouttelette et qui dépend de l'indice optique du diamètre de la gouttelette et de l'énergie incidente. Le premier objectif de cette thèse est d'identifier le concept de l'effet tunnel et montrer la nécessité de l'introduire dans la théorie de Mie. Afin d'atteindre cet objectif, une nouvelle méthode (méthode de la matrice de transfert -- TMM) est développée pour prendre en considération les TOR et identifier les conditions pour lesquelles TOR se produisent. Le deuxième objectif est de comparer cette méthode à celle de la théorie de Mie et d'illustrer les différences entre eux. Nos résultats montrent la similarité entre les deux méthodes en l'absence de TOR et un désaccord autrement. Cette étude est effectuée pour deux cas différents: (1) une seule gouttelette d'eau de diamètre bien déterminée et une énergie incidente précise; (2) une population de gouttelettes de nuage avec un intervalle de diamètres de 5 micron jusqu'à 30 microns pour les énergies incidentes des neuf canaux (de l'IR jusqu'à l'UV) du capteur POLDER. Pour les deux cas les sections efficaces (diffusion, extinction et absorption) et la distribution angulaire de l'intensité diffusée sont comparés en prenant compte les TOR et sans les considérer. Les résultats suggèrent un nouvel aspect pour l'interaction lumière-gouttelette en optique atmosphérique, ce qui pourrait affecter les algorithmes d'inversion en télédétectionThe light interaction with a homogeneous dielectric spherical scatterer (e.g. cloud droplet) of known characteristics (diameter, optical index) is treated, in atmospheric optics, by the Mie's theory. This theory serves, also, in remote sensing to retrieve physical properties of scatterers (inverse problem). Recent studies have showed the importance of tunneling effects in atmospheric optics. They have attribute the implication of tunneling effects in the atmospheric glory which is the circular iridescence that form around the projected shadow of an object on a cloud of water droplets. Precisely, light can penetrate by tunneling into a droplet and produces sharp resonances. According to these studies, the Mie's theory , as used in atmospheric optic, seems to neglect such effects. We have called these resonances by the acronym TOR (Tunneling Optical Resonance). In this thesis, we show that TOR can be solved using a one-dimensional Schrödinger equation with an effective potential energy that characterizes the light-droplet interaction and that depends on the refractive index, diameter of the droplet and the incident light's energy. The first main purpose of this thesis is to identify the concept of tunneling and the necessity to introduce it in the Mie's theory. In order to reach this goal, a new method (called transfer matrix method -- TMM) is developed that takes into account the TOR, and allows the identification of the conditions for which TOR occur. The second main purpose, is to compare this method to the Mie's theory and illustrates the differences between them. Our findings show the similarity of the two methods in the case of non-TOR occurrences and disagreement otherwise. This study is performed upon two different cases: (1) a single droplet with a specific diameter and incident energy; (2) a cloud droplet population with a range of diameters from 5 microns to 30 micron for the incident energies of the nine channels (from IR to UV) of the POLDER sensor. For both (1) and (2), cross sections (scattering, extinction and absorption) and the angular distributions of ²the scattered intensity are compared when taking into account the TOR and without considering them. The results are promising and presents a new aspect for addressing light-droplet interaction in atmospheric optics that may affect the inversion problem treatments in remote sensing
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Yaacoub, Rouba. "Résonance optique par effet tunnel en optique atmosphérique : application aux observations par satellite des gouttelettes de nuages." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2018-2021), 2020. http://www.theses.fr/2020LILUR001.
Abstract:
L'interaction de la lumière avec un diffuseur homogène diélectrique sphérique (par exemple une gouttelette d'eau) de caractéristiques connues (diamètre, indice optique) est traité, en optique atmosphérique, par la théorie de Mie. Cette théorie sert aussi en télédétection pour calculer les propriétés physiques des diffuseurs (problème inverse). Des études récentes ont suggéré fortement qu'un effet tunnel pourrait être important en optique atmosphérique. Une manifestation de cet effet tunnel est la gloire atmosphérique qui est l'irisation circulaire qui se forme autour de l'ombre projetée d'un objet sur un nuage de gouttelettes d'eau. Précisément, la lumière pénètre par effet tunnel dans la gouttelette d'eau et excite résonances aiguës. Selon ces études, la théorie de Mie, telle qu'utilisée en optique atmosphérique, semble négliger ces effets. Nous avons désigné ces resonances par l'acronyme TOR (en anglais: Tunneling Optical Resonance). Dans cette thèse, nous montrons que les TOR peuvent être identifié en utilisant l'équation de Shrödinger à une dimension en introduisant une énergie potentielle effective qui caractérise l'interaction lumière-gouttelette et qui dépend de l'indice optique du diamètre de la gouttelette et de l'énergie incidente. Le premier objectif de cette thèse est d'identifier le concept de l'effet tunnel et montrer la nécessité de l'introduire dans la théorie de Mie. Afin d'atteindre cet objectif, une nouvelle méthode (méthode de la matrice de transfert -- TMM) est développée pour prendre en considération les TOR et identifier les conditions pour lesquelles TOR se produisent. Le deuxième objectif est de comparer cette méthode à celle de la théorie de Mie et d'illustrer les différences entre eux. Nos résultats montrent la similarité entre les deux méthodes en l'absence de TOR et un désaccord autrement. Cette étude est effectuée pour deux cas différents: (1) une seule gouttelette d'eau de diamètre bien déterminée et une énergie incidente précise; (2) une population de gouttelettes de nuage avec un intervalle de diamètres de 5 micron jusqu'à 30 microns pour les énergies incidentes des neuf canaux (de l'IR jusqu'à l'UV) du capteur POLDER. Pour les deux cas les sections efficaces (diffusion, extinction et absorption) et la distribution angulaire de l'intensité diffusée sont comparés en prenant compte les TOR et sans les considérer. Les résultats suggèrent un nouvel aspect pour l'interaction lumière-gouttelette en optique atmosphérique, ce qui pourrait affecter les algorithmes d'inversion en télédétectionThe light interaction with a homogeneous dielectric spherical scatterer (e.g. cloud droplet) of known characteristics (diameter, optical index) is treated, in atmospheric optics, by the Mie's theory. This theory serves, also, in remote sensing to retrieve physical properties of scatterers (inverse problem). Recent studies have showed the importance of tunneling effects in atmospheric optics. They have attribute the implication of tunneling effects in the atmospheric glory which is the circular iridescence that form around the projected shadow of an object on a cloud of water droplets. Precisely, light can penetrate by tunneling into a droplet and produces sharp resonances. According to these studies, the Mie's theory , as used in atmospheric optic, seems to neglect such effects. We have called these resonances by the acronym TOR (Tunneling Optical Resonance). In this thesis, we show that TOR can be solved using a one-dimensional Schrödinger equation with an effective potential energy that characterizes the light-droplet interaction and that depends on the refractive index, diameter of the droplet and the incident light's energy. The first main purpose of this thesis is to identify the concept of tunneling and the necessity to introduce it in the Mie's theory. In order to reach this goal, a new method (called transfer matrix method -- TMM) is developed that takes into account the TOR, and allows the identification of the conditions for which TOR occur. The second main purpose, is to compare this method to the Mie's theory and illustrates the differences between them. Our findings show the similarity of the two methods in the case of non-TOR occurrences and disagreement otherwise. This study is performed upon two different cases: (1) a single droplet with a specific diameter and incident energy; (2) a cloud droplet population with a range of diameters from 5 microns to 30 micron for the incident energies of the nine channels (from IR to UV) of the POLDER sensor. For both (1) and (2), cross sections (scattering, extinction and absorption) and the angular distributions of ²the scattered intensity are compared when taking into account the TOR and without considering them. The results are promising and presents a new aspect for addressing light-droplet interaction in atmospheric optics that may affect the inversion problem treatments in remote sensing
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Tournadre, Benoît. "Heliosat-V ˸ une méthode polyvalente d’estimation du rayonnement solaire au sol par satellite." Thesis, Université Paris sciences et lettres, 2020. http://www.theses.fr/2020UPSLM063.
Abstract:
L'éclairement du Soleil à la surface de la Terre est reconnu comme une variable climatique essentielle par l'Organisation Météorologique Mondiale. Sa connaissance est aussi précieuse pour les sciences du climat que pour le développement d'énergies alternatives aux combustibles fossiles, comme le solaire photovoltaïque. La mesure au sol de ce rayonnement est très clairsemée sur la Terre, d'où l'intérêt de méthodes d'estimation basées sur la télédétection par satellite. Combiner les estimations produites à partir de différents satellites en orbite est une voie pour couvrir au mieux l'information sur tout le globe terrestre. De plus, différentes générations de satellites ont produit une imagerie de la Terre depuis plusieurs décennies, permettant d'estimer de longues séries temporelles du rayonnement solaire, voire d'identifier des variations long terme, un objectif récurrent dans l'étude du changement climatique. Depuis plus de trente ans, les méthodes Heliosat permettent cette estimation, mais elles ont été conçues pour être appliquées à un capteur spécifique en orbite géostationnaire et ont des contraintes limitant leurs champs d'application : la nécessité d'utiliser une longue série temporelle passée (Heliosat, Heliosat-2), ou le besoin de mesures multispectrales (Heliosat-4). Ce travail sur le développement d'une méthode Heliosat-V apporte des éléments de polyvalence à l'estimation satellite par les méthodes dites à "indice d'ennuagement", dans l'objectif de tendre vers une donnée homogène du rayonnement solaire issue de mesures de différents instruments satellites. Deux problèmes sont en particulier considérés pour parvenir à cette estimation : la diversité des capteurs en termes de sensibilités spectrales, et l'influence des géométries de visée et d'éclairement solaire sur les mesures satellites. La méthode s'appuie extensivement sur la modélisation du transfert radiatif dans l'atmosphère dans la gamme spectrale 400-1000 nm pour simuler d'une part les mesures de radiomètres satellites en conditions de ciel clair et d'autre part celles en présence d'un nuage optiquement épais. La méthode est testée sur l'imagerie d'un instrument satellite géostationnaire, Meteosat-9/SEVIRI, et de manière plus exploratoire sur celle d'un non géostationnaire, DSCOVR/EPIC. Les résultats sont comparés à des mesures de référence au sol de l'éclairement, et montrent des performances similaires à celles de produits opérationnels d'éclairement solaire. La qualité des estimations dépend cependant du canal spectral utilisé, en particulier de la présence de diffusion ou d'absorption de l'atmosphère claire dans le signal mesuré par satellite. L'accent est aussi mis sur le besoin d'un étalonnage absolu précis des mesures radiométriques satellites pour produire des séries temporelles d'éclairement de surface avec des biais et une dérive temporelle les plus faibles possiblesSolar irradiance at the surface of the Earth is recognized as an essential climate variable by the World Meteorological Organization. Its knowledge is as much important for climate sciences as for the development of energy alternatives to fossil fuels, like solar photovoltaic. Ground measurements of this radiation are very sparse on Earth, explaining the interest for satellite-based remote sensing to estimate it. Combining estimations from different satellites in orbit is a pathway to cover the information on the whole globe. Different generations of satellites also produced a multidecadal imagery of the Earth, making it conceivable to estimate long time series of solar radiation, or even to identify long-term variations, a recurrent objective in the study of climate change. For more than 30 years, Heliosat methods estimate surface solar irradiance from satellite imagery, but they have been designed to be applied to a specific sensor on a geostationary orbit, and have limitations in their scope : the need for a long archive of satellite imagery (Heliosat, Heliosat-2), or else the need for multispectral measurements (Heliosat-4). This work dedicated to the development of a Heliosat-V method brings elements of versatility to the satellite-based estimation from so-called "cloud-index" methods, with the ultimate goal to reach homogeneous data of solar radiation derived from measurements made by different satellite instruments. Two issues are in particular considered here to reach such an estimation: the diversity of sensors in terms of spectral sensitivities, and the influence of viewing and solar geometries on spaceborne measurements. The method extensively deals with radiative transfer modeling in the spectral range 400-1000 nm to simulate on one hand satellite measurements in clear-sky conditions, and on the other hand satellite measurements in the presence of an optically thick cloud. The method is tested on the imagery of a geostationary satellite instrument, Meteosat-9/SEVIRI, and in a more exploratory way, on the non geostationary sensor DSCOVR/EPIC. Results are compared to high quality ground-based measurements of irradiance, and show performances similar to operational satellite products. However, the quality of estimates depends on the spectral channel used, and especially of the presence of clear-sky atmospheric scattering or absorption in the signal measured by the satellite instrument. The accent is also put on the need for an accurate absolute calibration of satellite radiometric measurements in order to produce time series of surface solar irradiance with the smallest biases and temporal drift possible
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Söhne, Nathalie. "Validation des prévisions de nuages et de précipitations à mésoéchelle par l'observation satellite." Toulouse 3, 2007. http://thesesups.ups-tlse.fr/102/.
Abstract:
Une méthodologie originale combinant l'approche modèle-vers-satellite et le calcul de score a été mise au point pour apporter une évaluation objective et systématique des modèles de mésoéchelle. Cette méthode a été appliquée à trois cas d'étude utilisant le modèle Méso-NH. Le premier cas porte sur la validation d'un ensemble de situations précipitantes contrastées de moyennes latitudes permettant de constituer une base de données. Il montre aussi le lien entre la qualité de la simulation et le type de situation météorologique. Dans le deuxième, un ensemble de simulations est réalisé afin de quantifier l'influence des modifications de l'état initial et de la configuration du modèle sur la prévisibilité d'un événement extrême. Le dernier cas d'étude quantifie la fiabilité d'une série d'un mois de prévisions en Afrique de l'Ouest, et sa variabilité en présence de forçages d'échelle synoptiqueAn original methodology combining the model-to-satellite approach and skill score calculation has been developped in order to objectively evaluate mesoscale models. This method has been applied on three study cases using the Meso-NH model. The first case is about the validation of an ensemble of contrasted precipitating situations, at mid-latitude, used for a data base. It also shows the link between the forecast quality and the meteorological nature of the situation. The second, is an ensemble of forecasts done to quantify the influence on the predictibility of an extreme event when modifications were done on initial conditions and model configurations. The last case allowes to quantify the reliability of a series of AMMA previsions and its variability with synoptic factors
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Ringard, Justine. "Estimation des précipitations sur le plateau des Guyanes par l'apport de la télédétection satellite." Thesis, Guyane, 2017. http://www.theses.fr/2017YANE0010/document.
Abstract:
Le plateau des Guyanes est une région qui est caractérisée à 90% d’une forêt tropicale primaire et compte pour environ 20% des réserves mondiales d’eau douce. Ce territoire naturel, au vaste réseau hydrographique, montre des intensités pluviométriques annuelles atteignant 4000 mm/an ; ce qui fait de ce plateau une des régions les plus arrosées du monde. De plus les précipitations tropicales sont caractérisées par une variabilité spatiale et temporelle importante. Outre les aspects liés au climat, l’impact des précipitations dans cette région du globe est important en termes d’alimentation énergétique (barrages hydroélectriques). Il est donc important de développer des outils permettant d’estimer quantitativement et qualitativement et à haute résolution spatiale et temporelle les précipitations dans cette zone. Cependant ce vaste espace géographique est caractérisé par un réseau de stations pluviométriques peu développé et hétérogène, ce qui a pour conséquence une méconnaissance de la répartition spatio-temporelle précise des précipitations et de leurs dynamiques.Les travaux réalisées dans cette thèse visent à améliorer la connaissance des précipitations sur le plateau des Guyanes grâce à l’utilisation des données de précipitations satellites (Satellite Precipitation Product : SPP) qui offrent dans cette zone une meilleure résolution spatiale et temporelle que les mesures in situ, au prix d’une qualité moindre en terme de précision.Cette thèse se divise en 3 parties. La première partie compare les performances de quatre produits d’estimations satellitaires sur la zone d’étude et tente de répondre à la question : quelle est la qualité de ces produits au Nord de l’Amazone et sur la Guyane française dans les dimensions spatiales et temporelles ? La seconde partie propose une nouvelle technique de correction de biais des SPP qui procède en trois étapes : i) utiliser les mesures in situ de précipitations pour décomposer la zone étudiée en aires hydro-climatiques ii) paramétrer une méthode de correction de biais appelée quantile mapping sur chacune de ces aires iii) appliquer la méthode de correction aux données satellitaires relatives à chaque aire hydro-climatique. On cherche alors à répondre à la question suivante : est-ce que le paramétrage de la méthode quantile mapping sur différentes aires hydro-climatiques permet de corriger les données satellitaires de précipitations sur la zone d’étude ? Après avoir montré l’intérêt de prendre en compte les différents régimes pluviométriques pour mettre en œuvre la méthode de correction QM sur des données SPP, la troisième partie analyse l’impact de la résolution temporelle des données de précipitations utilisées sur la qualité de la correction et sur l’étendue spatiale des données SPP potentiellement corrigeables (données SPP sur lesquelles la méthode de correction peut s’appliquer avec efficacité). Concrètement l’objectif de cette partie est d’évaluer la capacité de notre méthode à corriger sur une large échelle spatiale le biais des données TRMM-TMPA 3B42V7 en vue de rendre pertinente l’exploitation de ce produit pour différentes applications hydrologiques.Ce travail a permis de corriger les séries satellites journalières à haute résolution spatiale et temporelle sur le plateau des Guyanes selon une approche nouvelle qui utilise la définition de zones hydro-climatiques. Les résultats positifs en terme de réduction du biais et du RMSE obtenus grâce à cette nouvelle approche, rendent possible la généralisation de cette nouvelle méthode dans des zones peu équipées en pluviomètresThe Guiana Shield is a region that is characterized by 90% of a primary rainforest and about 20% of the world’s freshwater reserves. This natural territory, with its vast hydrographic network, shows annual rainfall intensities up to 4000 mm/year; making this plateau one of the most watered regions in the world. In addition, tropical rainfall is characterized by significant spatial and temporal variability. In addition to climate-related aspects, the impact of rainfall in this region of the world is significant in terms of energy supply (hydroelectric dams). It is therefore important to develop tools to estimate quantitatively and qualitatively and at high spatial and temporal resolution the precipitation in this area. However, this vast geographical area is characterized by a network of poorly developed and heterogeneous rain gauges, which results in a lack of knowledge of the precise spatio-temporal distribution of precipitation and their dynamics.The work carried out in this thesis aims to improve the knowledge of precipitation on the Guiana Shield by using Satellite Precipitation Product (SPP) data that offer better spatial and temporal resolution in this area than the in situ measurements, at the cost of poor quality in terms of precision.This thesis is divided into 3 parts. The first part compares the performance of four products of satellite estimates on the study area and attempts to answer the question : what is the quality of these products in the Northern Amazon and French Guiana in spatial and time dimensions ? The second part proposes a new SPP bias correction technique that proceeds in three steps: i) using rain gauges measurements to decompose the studied area into hydro climatic areas ii) parameterizing a bias correction method called quantile mapping on each of these areas iii) apply the correction method to the satellite data for each hydro-climatic area. We then try to answer the following question : does the parameterization of the quantile mapping method on different hydro-climatic areas make it possible to correct the precipitation satellite data on the study area ? After showing the interest of taking into account the different rainfall regimes to implement the QM correction method on SPP data, the third part analyzes the impact of the temporal resolution of the precipitation data used on the quality of the correction and the spatial extent of potentially correctable SPP data (SPP data on which the correction method can be applied effectively). In summary, the objective of this section is to evaluate the ability of our method to correct on a large spatial scale the bias of the TRMM-TMPA 3B42V7 data in order to make the exploitation of this product relevant for different hydrological applications.This work made it possible to correct the daily satellite series with high spatial and temporal resolution on the Guiana Shield using a new approach that uses the definition of hydro-climatic areas. The positive results in terms of reduction of the bias and the RMSE obtained, thanks to this new approach, makes possible the generalization of this new method in sparselygauged areas
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Avenas, Arthur. "Tropical cyclone dynamics revealed by satellite ocean surface wind speeds observations : the key contribution of the near-core surface wind structure." Electronic Thesis or Diss., Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire, 2024. http://www.theses.fr/2024IMTA0397.
Abstract:
Malgré les avancées dans la prédiction de la trajectoire des cyclones tropicaux et des vitesses de vent dans la région externe, la représentation numérique des vents les plus forts associés aux événements les plus intenses demeure une question ouverte, principalement en raison de la faible taille du cœur du cyclone et de la difficulté à comprendre et résoudre les échanges turbulents entre l’océan et l’atmosphère. Les limitations observationnelles ont longtemps entravé des mesures précises de la surface océanique près de la région centrale dans des conditions de vent extrême, tandis que les satellites géostationnaires aident à caractériser les motifs nuageux mais ne donnent pas d’information directe sur l’interface air-mer. Récemment, le radar à ouverture de synthèse (SAR) a émergé comme une technologie satellitaire prometteuse capable de produire des mesures bidimensionnelles haute résolution des vitesses du vent à la surface de l’océan, grâce à de nouveaux modes d’acquisition et à des développements algorithmiques. Compte tenu de ces nouvelles opportunités d’observation, nous explorons la contribution des caractéristiques structurelles près du cœur, exclusivement discernables à travers des instruments haute résolution, à la dynamique des cyclones. En utilisant un cadre théorique simple et examinant sa cohérence avec les mesures SAR, nous démontrons que les vents en surface près du cœur contrôlent l’évolution de la structure du vent du cyclone. Le cadre développé permet d’illustrer comment les futures mesures des caractéristiques de la couche limite océan-atmosphère pourraient bénéficier du suivi à court et à long terme des cyclones tropicauxDespite advances in predicting the tropical cyclones (TCs) trajectory and outer-core wind speeds, the numerical representation of the strongest winds associated with the most intense events is still an open issue, essentially because of the small radial extent of the TC core and the difficulty in understanding and resolving turbulent air-sea exchanges. Observational limitations have for a long time hindered accurate measurements of the ocean surface near the core region in extreme wind conditions, while geostationary satellites help characterizing the cloud patterns but lack direct information on the air-sea interface. Recently, synthetic aperture radar (SAR) has emerged as a promising satellite technology capable of producing high-resolution two dimensional measurements of the ocean surface wind speeds, thanks to new acquisition modes and algorithmic developments. Given these new observational opportunities, we investigate the contribution of near-core structural features, exclusively discernible through high-resolution instruments, to the TC dynamics. Using a simple theoretical framework and examining its consistency with SAR measurements, we demonstrate that the near-core surface winds modulate the evolution of the TC wind structure. The developed framework allows to illustrate how future measurements of ocean-atmosphere boundary layer characteristics could benefit the short- and long-term monitoring of TCs
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El-Alaoui, Mostafa. "Etude des faisceaux d'ions détectés en région aurorale par le satellite AUREOL-3 : synthèse des observations et apport de la modélisation numérique." Toulouse 3, 1994. http://www.theses.fr/1994TOU30037.
Abstract:
Les resultats amasses pendant plus d'un millier de passages du satellite franco-sovietique aureol-3 au-dessus des regions des hautes latitudes ont ete analyses afin de determiner les proprietes de la precipitation des particules chargees. Cette recherche a permis la decouverte de nombreux faisceaux d'ions energetiques et, pour la premiere fois, leurs proprietes sont decrites en detail. Ces faisceaux sont localises au voisinage de la separatrice entre l'ovale des precipitations aurorales et la calotte polaire; leur caracteristique fondamentale est l'accroissement de leur energie avec la latitude. On demontre en particulier que ces faisceaux, confines en latitude dans une region de moins de 1 degre d'etendue, sont la signature aurorale a basse altitude des faisceaux deja observes par le passe dans les couches limites du feuillet de plasma. A ces faisceaux peut etre associee une region nouvelle qui est aussi mise en evidence et decrite dans ce travail pour la premiere fois: autour de minuit local un minimum prononce de precipitation ionique separe la region aurorale diffuse de la region des faisceaux d'ions et ce minimum correspond partiellement a la region des arcs d'electrons. A partir de l'analyse des equations du mouvement des ions, il est montre que ces faisceaux proviennent des regions tres lointaines de la magnetosphere et transportent des informations fondamentales sur les mecanismes d'accel2ration agissant dans la queue geomagnetique. Au voisinage d'un feuillet neutre les particules executent differentes familles de trajectoires dans l'espace; la physique complexe qui gouverne ce mouvement en presence d'un champ electrostatique de convection et du champ geomagnetique sera discutee puis confirmee et etendue au moyen des simulations numeriques
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Berthier, Sébastien. "Complémentarité et représentativité des observations atmosphériques effectuées par instrumentation active et passive sur les nouvelles plates-formes spatiales." Phd thesis, Université de Versailles-Saint Quentin en Yvelines, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00327231.
Abstract:
Un des objectifs majeurs des programmes de recherches actuels est de comprendre quel est l'impact des nuages et des aérosols au sein du bilan radiatif global. En effet, les nuages et les aérosols ont une influence significative sur la balance radiative terrestre, et induisent des réponses climatiques diverses qui ne sont pas encore pleinement connues. L'hétérogénéité spatiale des structures nuageuses et de leurs propriétés microphysiques, contribue de manière significative à la modulation du budget énergétique terrestre. Les flux radiatifs pris à la surface sont très sensibles à la structure éométrique de ces nuages, ainsi qu'à leur altitude. Un des premiers objectifs afin d'améliorer les modèles climatiques existant, est donc d'acquérir une meilleur connaissance sur la distribution tri- dimensionnelle des structures nuageuses. Les systèmes spatiaux comportant des instrumentations lidar nous apportent aujourd'hui de nouvelles informations sur la distribution verticale des aérosols. Notre second objectif est donc d'améliorer l'obtention des propriétés des aérosols au dessus des surfaces continentales, lieu ou l'obtention de résultat via les systèmes de détection passif sont connus pour être difficiles du fait de la contribution radiative de la surface. Afin de remplir le premier objectif, nous avons appliqué et adapté un algorithme nous permettant d'estimer la fonction de densité de probabilité du sommet des structures nuageuses, à partir des profils lidar fournis par la mission satellite GLAS (Geoscience Laser Altimeter System, NASA) et la mission LITE (In-space Technology Experiment, NASA, 1994). La méthodologie utilisée est dans un premier temps expliquée. Les résultats obtenus grâce à l'utilisation des données GLAS et LITE sont présentés et discutés. La validation de cette méthode du point de vue de ses performances est ensuite effectuée grâce à une étude de sensibilité. La synergie entre les mesures des instruments passifs et actifs peut amener à des améliorations significatives de l'inversion lidar. Dans le but de remplir notre second objectif, nous présentons alors dans la suite de ce travail le potentiel apporté par l'utilisation du couplage entre un lidar spatial (LITE en l'occurrence) et un satellite géostationnaire (Meteosat-5) afin de retrouver les propriétés optiques de l'aérosol au dessus des océans et des continents, dans le cas particulier des poussières désertiques Africaines. Pour ce faire, un algorithme a été implémenté. Les résultats fournis par cette méthode sont présentés. Les erreurs faites sur l'estimation de l'impact radiatif de l'aérosol sont estimées pour cette synergie, mais aussi dans le cas des autres synergies possibles pouvant allier les instruments de télédétection actifs et passifs, embarqués à bord des satellites actuellement en orbite.
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Kacem, Issaad. "Structure et dynamique de l'interface entre des tubes de flux entrelacés observés à la magnétopause terrestre par la mission MMS." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30163/document.
Abstract:
La reconnexion magnétique est un processus omniprésent et fondamental dans la physique des plasmas spatiaux. La "Magnetospheric multiscale mission" (MMS) de la NASA, lancée le 12 mars 2015, a été conçue pour fournir des mesures in-situ permettant d'analyser le processus de reconnexion dans la magnétosphère terrestre. Dans ce but, quatre satellites identiquement instrumentés mesurent les champs électromagnétiques et les particules chargées dans les régions de reconnexion, avec une résolution temporelle cent fois meilleure que celle des missions précédentes. MMS permet, pour la première fois, d'étudier les structures microscopiques associées à la reconnexion magnétique et, en particulier, la région de diffusion électronique. Au niveau de la magnétopause terrestre, la reconnexion magnétique a un rôle chef dans le transport de l'énergie du vent solaire vers la magnétosphère terrestre, en convertissant l'énergie magnétique en énergie cinétique et thermique. Les événements à transfert de flux (FTEs) sont considérés comme l'un des produits principaux et les plus typiques de la reconnexion magnétique à la magnétopause terrestre. Cependant, des structures magnétiques 3D plus complexes, avec des signatures similaires à celles des FTEs, peuvent également exister à la magnétopause. On retrouve, par exemple, des tubes de flux entrelacés qui résultent de reconnexions magnétiques ayant eues lieu à des sites différents. La première partie de cette thèse étudie l'un de ces événements, qui a été observé dans des conditions de vent solaire inhabituelles, au voisinage de la magnétopause terrestre par MMS. Malgré des signatures qui, à première vue, semblaient cohérentes avec un FTE classique, cet événement a été interprété comme étant le résultat de l'interaction de deux tubes de flux avec des connectivités magnétiques différentes. La haute résolution temporelle des données MMS a permis d'étudier en détail une fine couche de courant observée à l'interface entre les deux tubes de flux. La couche de courant était associée à un jet d'ions, suggérant ainsi que la couche de courant était soumise à une compression qui a entraîné une reconnexion magnétique à l'origine du jet d'ions. La direction, la vitesse de propagation et la taille de différentes structures ont été déduites en utilisant des techniques d'analyse de données de plusieurs satellites. La deuxième partie de la thèse fournit une étude complémentaire à la précédente et s'intéresse aux ondes observées autour de la couche de courantMagnetic reconnection is a ubiquitous and fundamental process in space plasma physics. The NASA's Magnetospheric Multiscale mission (MMS) launched on 12 March 2015 was designed to provide in-situ measurements for analyzing the reconnection process at the Earth's magnetosphere. In this aim, four identically instrumented spacecraft measure fields and particles in the reconnection regions with a time resolution which is one hundred times faster than previous missions. MMS allows for the first time to study the microscopic structures associated with magnetic reconnection and, in particular, the thin electron diffusion region. At the Earth's magnetopause, magnetic reconnection governs the transport of energy and momentum from the solar wind plasma into the Earth's magnetosphere through conversion of magnetic energy into kinetic and thermal energies after a rearrangement of magnetic field lines. Flux Transfer Events (FTEs) are considered to be one of the main and most typical products of magnetic reconnection at the Earth's magnetopause. However, more complex 3D magnetic structures with signatures akin to those of FTEs might also occur at the magnetopause like interlaced flux tubes resulting from magnetic reconnection at multiple sites. The first part of the work presented in this thesis consisted of the investigation of one of these events that was observed, under unusual and extreme solar wind conditions, in the vicinity of the Earth's magnetopause by MMS. Despite signatures that, at first glance, appeared consistent with a classic FTE, this event was interpreted to be the result of the interaction of two separate sets of magnetic field lines with different connectivities. The high time resolution of MMS data allowed to resolve a thin current sheet that was observed at the interface between the two sets of field lines. The current sheet was associated with a large ion jet suggesting that the current sheet was submitted to a compression which drove magnetic reconnection and led to the formation of the ion jet. The direction, velocity and scale of different structures were inferred using multi-spacecraft data analysis techniques. This study was completed with a plasma wave analysis that focused on the reconnecting current sheet
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Guihou, Karen. "Étude de la dynamique du Courant Nord au large de Toulon, à l’aide de modèle, observations in-situ et données satellites." Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2013. http://www.theses.fr/2013TOUL0004.
Abstract:
L’objectif général de cette thèse est de contribuer à l’avancement de la connaissance de la variabilité du Courant Nord Méditerranéen (CN) et de ses interactions avec la dynamique côtière, en s’appuyant principalement sur une configuration numérique réaliste à haute résolution de la façade méditerranéenne française, basée sur le modèle de circulation océanique NEMO et nommée GLAZUR64.La validation de cette configuration avec toutes les observations disponibles sur la période d'étude (CTD, gliders, ARGO, radar HF, ADCP, altimétrie et SST satellite) a permis d'évaluer le réalisme des simulations et leur paramétrisation, et de montrer l'apport de la haute-résolution par rapport aux configurations de bassin au 1/12° utilisées aux frontières de GLAZUR64.Enfin, l'utilisation d'un forçage océanique opérationnel a permis d'utiliser une simulation en complément des données d'une campagne en mer, pour l'étude ciblée d'un tourbillon anticyclonique associé à un méandre du CN au large de Toulon, en avril 2011 [Guihou et al., 2013]The main objective of this work is to improve our knowledge of the Northern Mediterrranean Current (NC) variability and its interactions with coastal dynamics, using high-resolution modelling of the North-Western Mediterranean Sea, based on the NEMO code and nammed GLAZUR64.The configuration has been validated using all available observations for the period of study (CTD, gliders, ARGO, HF radar, ADCP, satellite altimetry and SST), in order to assess the realism of the simulations and their parameterisations. The contribution of the high-resolution for the simulation of the mesoscale dynamics, compared to 1/12° configurations used at the boundaries is shown.Finally, the use of an operationnal oceanic boundary forcing allowed us to use a combined data-model approach to study the generation and advection of an anticyclonic eddy trapped at the coast and associated to a NC meander, flowing off Toulon in April 2011 [Guihou et al., 2013]
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Guihou, Karen. "Étude de la dynamique du Courant Nord au large de Toulon, à l’aide de modèle, observations in-situ et données satellites." Thesis, Toulon, 2013. http://www.theses.fr/2013TOUL0004/document.
Abstract:
L’objectif général de cette thèse est de contribuer à l’avancement de la connaissance de la variabilité du Courant Nord Méditerranéen (CN) et de ses interactions avec la dynamique côtière, en s’appuyant principalement sur une configuration numérique réaliste à haute résolution de la façade méditerranéenne française, basée sur le modèle de circulation océanique NEMO et nommée GLAZUR64.La validation de cette configuration avec toutes les observations disponibles sur la période d'étude (CTD, gliders, ARGO, radar HF, ADCP, altimétrie et SST satellite) a permis d'évaluer le réalisme des simulations et leur paramétrisation, et de montrer l'apport de la haute-résolution par rapport aux configurations de bassin au 1/12° utilisées aux frontières de GLAZUR64.Enfin, l'utilisation d'un forçage océanique opérationnel a permis d'utiliser une simulation en complément des données d'une campagne en mer, pour l'étude ciblée d'un tourbillon anticyclonique associé à un méandre du CN au large de Toulon, en avril 2011 [Guihou et al., 2013]The main objective of this work is to improve our knowledge of the Northern Mediterrranean Current (NC) variability and its interactions with coastal dynamics, using high-resolution modelling of the North-Western Mediterranean Sea, based on the NEMO code and nammed GLAZUR64.The configuration has been validated using all available observations for the period of study (CTD, gliders, ARGO, HF radar, ADCP, satellite altimetry and SST), in order to assess the realism of the simulations and their parameterisations. The contribution of the high-resolution for the simulation of the mesoscale dynamics, compared to 1/12° configurations used at the boundaries is shown.Finally, the use of an operationnal oceanic boundary forcing allowed us to use a combined data-model approach to study the generation and advection of an anticyclonic eddy trapped at the coast and associated to a NC meander, flowing off Toulon in April 2011 [Guihou et al., 2013]
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Kurzrock, Frederik. "Assimilation de données satellitaires géostationnaires dans des modèles atmosphériques à aire limitée pour la prévision du rayonnement solaire en région tropicale." Thesis, La Réunion, 2019. https://elgebar.univ-reunion.fr/login?url=http://thesesenligne.univ.run/19_13_FKurzrock.pdf.
Abstract:
La variabilité de l’énergie solaire impose de limiter sa fraction d’injection instantanée dans le réseau électrique. Une amélioration des prévisions de l’ensoleillement conduirait à élever la limite de ce seuil, spécialement dans les zones non-interconnectées comme La Réunion. Une plus haute précision de prévision est particulièrement difficile à atteindre dans le cas des îles tropicales à cause de la convection prononcée et des circulations thermiques complexes au niveau local. Les modèles de prévision numérique du temps à aire limitée permettent de prévoir les processus liés aux nuages et l'éclairement solaire à de hautes résolutions spatio-temporelles, de l’ordre de quelques kilomètres et minutes. Néanmoins, ces modèles parviennent rarement à prévoir précisément l'évolution de la couche nuageuse et ont donc tendance à surestimer l'éclairement solaire. L’affinement des conditions initiales nuageuses des modèles régionaux par l’assimilation d’observations de satellites météorologiques géostationnaires est un moyen efficace pour améliorer les prévisions à court terme. Toutefois, une grande variété d'approches pour l'assimilation des données satellitaires existe et, jusqu'à présent, la recherche s’est concentrée sur les moyennes latitudes. Cette thèse aborde l'assimilation d'observations de satellites géostationnaires avec des modèles à aire limitée dans le sud-ouest de l'Océan Indien. Dans un premier temps, l'état de l'art des approches existantes pour l'assimilation de luminances observées et de propriétés physiques des nuageuse avec les modèles régionaux est dressé. Puis, l'une des approches les plus prometteuses est identifiée et appliquée au sud-ouest de l'Océan Indien. Dans les expériences effectuées, la teneur en eau des nuages est obtenue à partir des produits de propriétés nuageuses SatCORPS de la NASA. Ces observations sont assimilées avec un filtre de Kalman d’ensemble et le modèle Weather Research and Forecasting. Un ensemble de 41 membres et un espacement horizontal des points de grille de 12 km est appliqué avec un intervalle de cyclage de 6 heures pour l'assimilation. Le Data Assimilation Research Testbed et son opérateur d'observations de teneur en eau des nuages sont utilisés pour l'assimilation d'observations dans les phases solide, surfondue, et liquide. L'impact de cette approche d'assimilation sur des prévisions de l'éclairement horizontal global est évalué pour l'été austral 2017/2018 en utilisant des observations de pyranomètres sur l'île de La Réunion. Un effet positif de la méthode appliquée sur les prévisions de l'éclairement est constaté surtout pour les 14 premières heures de prévision. Différents aspects de l'amélioration des prévisions, grâce à l'assimilation de données, sont analysés par le biais d’expériences témoins sans assimilation, d’expériences avec un domaine de grille imbriquée avec un espacement horizontal des points de grille de 4 km et d’une comparaison avec des modèles opérationnels. Les observations quadrillées utilisées étant disponibles à l'échelle mondiale, la méthode offre une approche applicable et évaluable pour d'autres régions du mondeThe variability of solar irradiance necessitates to limit the instantaneous feed-in of solar power to electricity grids. An improvement of solar irradiance forecasts would allow to increase the defined threshold limits, especially in non-interconnected zones such as Reunion Island. Achieving higher forecast accuracy is particularly challenging in the case of tropical islands due to pronounced convection and local thermal circulations. Limited-area numerical weather prediction (NWP) models allow to forecast cloud processes and solar irradiance at high spatio-temporal resolutions of a few kilometres and minutes. Nevertheless, they often fail to accurately predict cloudiness evolution and thus tend to overestimate solar irradiance. Refining the initial conditions of regional models in terms of clouds is an efficient means for improving short-term cloud cover and irradiance forecasts. The assimilation of geostationary meteorological satellite observations can achieve this improvement. Nevertheless, a variety of satellite data assimilation (DA) approaches exist and research has focused on mid-latitudes so far. This thesis deals with the assimilation of geostationary satellite observations with limited-area models in the southwestern Indian Ocean. In a first step, the state of the art in terms of existing approaches for radiance and cloud property retrieval assimilation with regional-scale models is reviewed. In consequence, one of the most promising approaches is identified and applied to the southwestern Indian Ocean. In the performed experiments, multi-phase cloud water path retrievals from NASA Langley's SatCORPS cloud products are assimilated with an ensemble Kalman filter using the Weather Research and Forecasting model. A 41-member ensemble at 12 km grid spacing is applied with a DA cycling interval of 6 hours. The Data Assimilation Research Testbed and its forward operator for cloud water path are used to assimilate gridded cloud water retrievals in the ice, supercooled liquid, and liquid phase. The impact of this assimilation approach on forecasts of global horizontal irradiance (GHI) is evaluated for austral summer 2017/2018 using pyranometer observations on Reunion Island. A distinct positive impact of the applied method on the first 14 hours of GHI forecasts is found. Different aspects of the forecast improvement due to DA are analysed by means of control experiments without DA, experiments with a nested domain at 4 km grid spacing, and a comparison with operational NWP models. As the utilised gridded cloud products are available globally, the method offers a portable and globally applicable approach that may also be evaluated for other regions of the Earth
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Pislar, Vincent. "Étude d'amas de galaxies observés avec le satellite ROSAT." Paris 6, 1998. http://www.theses.fr/1998PA066594.
Abstract:
Ce travail est composé de deux parties. La première partie concerne l'étude de l'amas de galaxies Abell 85 en utilisant les données en rayons x du satellite Rosat ainsi que des données optiques et radio. Plusieurs méthodes d'analyse ont été appliquées aux données. Nous avons ainsi pu étudier des régions particulières de l'amas comme la partie centrale, siège des courants de refroidissement ou la région de la radiosource 0038-096 ou la mesure des flux x et radio a permis d'obtenir la valeur du champ magnétique. Une seconde partie du travail a consisté à étudier les caractéristiques des courants de refroidissement ainsi que la masse de gaz et de matière noire dans 11 amas de galaxies, grâce à un programme conçu pour ajuster les données de Rosat. Nous avons également obtenu la fraction de baryons de ces amas et discuté les conséquences cosmologiques des valeurs obtenues.
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Cheruy, Frédérique. "Variations diurnes du flux ondes-longues sortant determinees par observation satellitaire." Paris 7, 1990. http://www.theses.fr/1990PA077121.
Abstract:
Des calculs de transfert radiatif ont montre que les mesures effectuees dans deux bandes spectrales relativement etroites, peuvent rendre compte de pratiquement toute la variance du rayonnement ondes longues sortant integre sur l'ensemble du spectre thermique. Une analyse statistique de radiances meteosat et de donnees de flux erbe spatialement coincidentes et quasi-simultanees en novembre 1984, avril et juillet 1985, a fourni des coefficients de regression pour estimer le flux a partir des radiances observees dans les canaux fenetre infrarouge et vapeur d'eau de meteosat. L'erreur est inferieure a 10 w/m#2. De legers biais apparaissent pour des regions de couverture nuageuse heterogene, mais ils ne devraient pas affecter l'etude des fortes variations diurnes. Nous appliquons les coefficients de la regression aux donnees meteosat isccp-b2 obtenues toutes les 3 heures en juillet et avril 1985, et determinons les moyennes mensuelles ainsi que les variations diurnes moyennes du flux ondes longues pour des regions de 2,5#o en latitude et longitude. Nous comparons les resultats a ceux obtenus directement a partir des observations des satellites erbs et noaa-9 de erbe, dont l'echantillonnage temporel est moins serre et moins regulier. Il n'apparait pas de difference dramatique pour les moyennes mensuelles. Par contre, pour le cycle diurne, il y a des situations ou la nature du schema d'interpolation de erbe, la convolution de changement de temps avec les variations diurnes se combinent pour produire des differences importantes entre les resultats de erbe et ceux de meteosat. Dans certains cas, l'adjonction des observations du troisieme satellite initialement prevu (noaa-10) ameliore les resultats, mais de facon generale des biais sont toujours susceptibles d'apparaitre lorsque l'echantillonnage temporel est reduit. Ce travail prouve l'utilite du satellite geostationnaire pour etudier les variations diurnes du rayo
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Beaudoin, Laurent. "Sélection de données satellitales optiques pour la photo-interprétation." Paris, ENST, 2001. http://www.theses.fr/2001ENST0042.
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Cabanes, Cécile. "Les variations du niveau moyen global et régional de la mer : observation par altimétrie satellitale et marégraphie, analyse et interprétation physique." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30237.
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Memier, Michel. "Stéréophotogrammétrie numérique : calcul de M.N.T. par corrélation automatique d'images SPOT." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1991. http://www.theses.fr/1991GRE10083.
Abstract:
La reconstruction tridimensionnelle d'une surface à partir de deux images prises de points de vue différents nécessite d'une part la connaissance de la géométrie du capteur (géométrie interne et position spatiale), et d'autre part la reconnaissance de points homologues (corrélation). L'objet de cette thèse est la production de modèles numériques de terrain (MNT) à partir d'images du satellite européen SPOT. La modélisation géométrique est fondée sur l'approche de Guichard qui aboutit à des équations simples et rigoureuses. Les mêmes équations peuvent être utilisées pour l'orientation absolue du modèle (si l'on connaît des points d'appui) ou l'orientation relative en partant simplement de points homologues. L'aboutissement de la modélisation permet de générer un redressement des images sur un plan spécifique (épipolaire), permettant de faciliter la phase suivante de mise en correspondance. La corrélation est abordée selon des approches purement numériques (corrélation de vignettes à partir de considérations statistiques globales) ou selon une approche plus topologique, essayant de mettre en correspondance des éléments de frontières. Quelques applications des MNT sont présentées (représentation en courbes de niveaux perspectives)
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Jourdain, Elisabeth. "Résultats récents sur les sursauts Gamma : les observations réalisées par les expériences satellites LILAS et APEX." Toulouse 3, 1990. http://www.theses.fr/1990TOU30108.
Abstract:
Les sursauts gamma sont des bouffees breves (quelques secondes) et intenses de photons tres energetiques (e 10 kev), vraisemblablement emis par des etoiles-a-neutrons. Les premiers programmes d'etude ont mis en lumiere les principales caracteristiques de ce phenomene decouvert en 1969. De nouvelles proprietes ont ete revelees par une deuxieme generation d'experiences dont les detecteurs lilas et apex, embarques sur les sondes phobos en juillet 1988, grace a une cooperation entre l'iki (moscou) et le centre d'etude spatiale des rayonnements (toulouse). Leurs objectifs principaux etaient: 1) l'etude des variabilites intrinseques du flux emis: le principe de time-to-spill (un spectre est stocke des qu'il contient un nombre n de photons, sa duree diminuant quand le flux augmente) permet l'observation de variabilites jusqu'alors invisibles (acquisition de spectres en moins de 20 ms); 2) la connaissance du spectre des sursauts gamma sur un domaine en energie etendu (5 kev-1 mev pour lilas, 65 kev-9 mev pour apex). Les resultats presentes concernent: 1) le comportement des hautes energies (e>2 mev) dans plussieurs evenements: l'existence d'une composante spectrale propre a ces energies est mise en evidence; 2) la recherche de raies en emission entre 200 kev et 1 mev; 3) l'etude d'un evenement observe le 24 octobre 1988. Tres intense, il se prete a une analyse precise, avec une resolution temporelle et spectrale unique; 4) une recherche de periodicites englobant plus de 200 sursauts, observes avec le programme signe, sur deux echelles de temps: quelques secondes et la centaine de milliseconde; 5) l'analyse des courbes log (n>c/cmin) dans les bandes spectrales des deux experiences. Un deficit de hautes energies apparait dans les evenements faibles, ce qui implique une evolution de la fonction de luminosite avec l'energie
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Chailleux, Yohann. "Observation satellitaire de la pollution à l’ozone par synergie multispectrale à trois bandes Ultraviolet+Visible+Infrarouge." Thesis, Paris Est, 2018. http://www.theses.fr/2018PESC1033/document.
Abstract:
La qualité de l’air est un enjeu environnemental majeur de notre société. Cette thèse se focalise sur l’observation depuis l’espace du polluant gazeux majeur, l’ozone troposphérique. Les instruments satellitaires de nouvelle génération permettent de le mesurer journalièrement aux échelles régionales à globale. Cependant, les mesures d’un seul domaine spectral n’amène pas d’information suffisante pour quantifier les concentrations de l’ozone dans la couche limite atmosphérique, où se situe l’air que nous respirons. Le couplage des mesures de multiples domaines spectraux offre un fort potentiel pour mieux caractériser la pollution à l’ozone. La première approche multispectrale à 2 bandes combinant les mesures de l’infrarouge (IR) de IASI et l’ultraviolet (UV) de GOME-2 a été développée au laboratoire LISA, que j’ai intégré dans le cadre de ma thèse. L’objectif de mon travail de thèse est de franchir un pas supplémentaire dans la quantification de la pollution à l’ozone en incluant la bande visible (VIS) de Chappuis, afin de développer un couplage multispectral inédit à trois bandes spectrales UV+VIS+IR. Premièrement, j’ai mis au point une approche pour extraire l’information sur l’ozone des spectres VIS de GOME-2, en sélectionnant les longueurs d’onde affectées majoritairement par l’absorption à l’ozone et rejetant celles avec des absorptions d’autres gaz, ainsi que déterminant les variables d’ajustement conjoint de l’approche (profil vertical d’ozone, albédo de surface, shifts spectraux, etc) et les bases de données nécessaires pour simuler les spectres VIS (albédo de surface, spectroscopie).Ensuite, j’ai mis en œuvre la méthode multispectrale à trois bandes UV+VIS+IR, premièrement sur des observations simulées défilantes de IASI et GOME-2 et géostationnaires de MAGEAQ afin d’estimer l’amélioration en terme de sensibilité et précision, par rapport aux méthodes existantes. Dernièrement, j’ai appliqué l’approche multispectrale à 3 bandes à des observations satellitaires réelles de IASI et GOME-2. Des comparaisons avec d’autres données montrent des meilleures performances des nouvelles observations UV+VIS+IR pour caractériser des évènements de pollution à l’ozone, par rapport à l’approche à 2 bandesAir quality is a major environmental issue for our society. This PhD thesis focuses on space borne observation of the major gaseous pollutant. Tropospheric ozone. New generation satellite instruments allow measuring it daily at regional to global scales. However, single spectral domain measurements do not provide enough information for quantifying ozone concentrations at the atmospheric boundary layer, where the air we breathe is located. Synergism of measurements from multiple spectral domains offers a great potential for better characterizing ozone pollution. The first 2-band multispectral approach combining infrared (IR) measurements of IASI and the ultraviolet (UV) of GOME-2 was developed at LISA laboratory, where I conducted my thesis. The goal of my thesis is to go a step further in the quantification of ozone pollution by including the visible (VIS) Chappuis band, in order to develop an unprecedented 3-band multispectral synergism UV+VIS+IR. First, I developed a approach for extracting ozone information from GOME-2 VIS spectra, by selecting the wavelengths mostly affected by ozone absorption and rejecting those with absorptions from other gases, as well as determining the joint adjustment variables of the approach (vertical ozone profile, surface albedo, spectral shifts, etc) and the databases needed to simulate the spectra VIS (surface albedo, spectroscopy).Then, I implemented the multispectral method with three bands UV+VIS+IR, first on simulated low-orbit and geostationary observations from respectively IASI and GOME-2 and MAGEAQ to estimate the improvement in terms of sensitivity and precision, as compared to existing methods. Last, I applied the 3-band multispectral approach to real satellite observations of IASI and GOME-2. Comparisons with other data shows enhanced performances of the new UV+VIS+IR observations to characterize ozone pollution events, with respect to the 2-band approach
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Gohin, Francis. "Analyse geostatistique des champs thermiques de surface de la mer." Paris, ENMP, 1987. http://www.theses.fr/1987ENMP0095.
Abstract:
Afin d'etablir des cartes des champs thermiques de surface de la mer aussi precises que possible, des observations in situ sont melees a des images obtenues par teledetection. Les structures de la temperature de surface de la mer sont etudiees saisonnierement et modelisees par des variogrammes. Si les donnees in situ provenant des nombreux navires collaborant au reseau meteorologique mondial sont entachees d'erreurs importantes, elles sont cependant a la base des atlas climatiques et utilisees de ce fait en tant que reference. Plus precises dans le temps et l'espace les observations des satellites tiros (defilant de la national oceanographic and atmospheric administration) et meteosat (geostationnaire de l'agence spatiale europeenne) sont cependant soumises a des effets de surface et a l'absorption atmospherique. L'effet des erreurs est discute et une methode, basee sur les techniques de krigeage, est proposee pour cartographier au mieux les isothermes en incorporant l'ensemble des informations
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Cloarec, Marc. "Estimation de la bathymétrie par observation de la terre pour les énergies marines renouvelables." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018PSLEM071.
Abstract:
La bathymétrie est un paramètre clé pour le développement des énergies marines renouvelables. L’acquisition actuelle de ces données est faite par des sondeurs acoustiques embarqués sur navires. Les images satellites des Radar à Synthèse d'ouverture (RSO) peuvent être utilisées pour obtenir des cartes bathymétriques dont la résolution est adaptée aux besoins des acteurs des EMR. L’objectif de la thèse est l’évaluation du potentiel des nouveaux satellites embarquant des imageurs radar pour l’estimation de la bathymétrie. La répétition de la mesure de la mission Sentinel-1 permet d’obtenir des images RSO d’une même zone tous les 6 jours. Cette capacité à imager des conditions de mer très différentes permet d'augmenter la probabilité d'obtenir des conditions favorables à l’estimation de la bathymétrie par des méthodes exploitant l'interaction de la houle avec la bathymétrie. L’approche proposée dans cette thèse est basée sur l’utilisation de la propagation de la houle dans le but d’estimer la profondeur. Dans un premier temps l’utilisation d'un modèle de propagation d'onde à résolution de phase (modèle Boussinesq Ocean & Surf Zone) a permis d'établir, de tester et de mettre au point une méthode d’estimation de la bathymétrie sur plusieurs surfaces libres. Dans des conditions favorables, les images RSO de l’océan peuvent être considérées comme une représentation linéaire de l’état de mer. Dans un second temps, nous avons adapté et appliqué la méthode établie sur le modèle aux images SAR. Des approches simples de fusion de données sont appliquées pour tirer parti de la répétitivité de la mission Sentinel-1. Les résultats obtenus sont en mesure de satisfaire les besoins des acteurs des EMR. Les perspectives de ce travail sont présentéesBathymetry is a key parameter for marine renewable energies development. The current acquisition these data is made by acoustic sounders on board ships. Synthetic Aperture Radar (SAR) images can be used to acquire bathymetric maps whose resolution could satisfy the actors of the MRE. The objective of the thesis is the evaluation of the potential of new satellites carrying radar imagers for bathymetry estimation and mapping. Repetition of measurements of the Sentinel-1 mission provides Synthetic Aperture Radar (SAR) images of the same area every 6 days. This ability to capture images with sea states very different from one to another allows increasing the probability of capturing favorable conditions to estimate bathymetry with methods exploiting the swell bottom interaction. The approach proposed in this thesis is the use of wave propagation for the purpose of estimating depth. First, the use of a phase-resolved wave propagation model (Boussinesq Ocean & Surf Zone model) allowed establishing, testing and developing a method of bathymetry estimation on several free surfaces of the ocean. With favorable conditions, SAR images of the ocean can be considered as a linear representation of the sea state. Secondly, we adapted and apply the method implemented on the model to SAR images. Simple approaches of data fusion have been applied to exploit of the repetitiveness of the Sentinel-1 mission. Results obtained are able to satisfy the needs of actors in the domain of MRE. The prospects of this work are presented in this document
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Bourdarie, Sébastien. "Modélisation de la dynamique des ceintures de radiations à l'échelle de l'orage magnétique." Toulouse, ENSAE, 1996. http://www.theses.fr/1996ESAE0020.
Abstract:
Un premier travail avait abouti à une modélisation tridimensionnelle des ceintures de radiations. Il a permis de décrire un état moyen ainsi que l'évolution lente des populations de protons et électrons piégés. Au cours de la présente thèse, le modèle a été complété et exploité pour caractériser l'évolution moyenne de la ceinture électron après le sous-orage géomagnétique du 25 janvier 1991. Les résultats obtenus sur cinq jours sont comparés aux mesures du satellite CRRES, en particulier la croissance des flux de hautes énergies et la décroissance de ceux de basses énergies dans la ceinture externe sont en bon accord avec les observations. Toutefois, les premiers instants d'une période perturbée ne sont pas accessibles avec ce modèle, l'anisotropie longitudinale étant alors primordiale. Le formalisme déjà développé a donc été étendu à une quatrième dimension, la longitude, de façon à élaborer un modèle dynamique des ceintures de radiations à l'échelle de l'orage magnétique. Cette étude a permis de comprendre le transport radial et azimutal subi par les particules lors d'une période agitée. Finalement ce modèle quadridimensionnel est soumis à des conditions de sous-orges observés par divers satellites le 24 janvier 1991. Les comparaisons avec les mesures en vol des résultats obtenus à l'échelle de quelques heures sont en bon accord. En particulier, l'écho de dérive ainsi que la formation du courant annulaire sont reproduits.
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Ballabrera, Poy Joaquim. "Assimilation de données avec un filtre de Kalman évolutif de rang réduit dans un modèle aux équations primitives." Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015), 1998. http://www.theses.fr/1998GRE10019.
Abstract:
L'objectif principal de ce travail est d'appliquer une version évolutive et de rang réduit du filtre de Kalman pour l'assimilation de données dans un modèle aux équations primitives. La configuration physique de ces expériences a été choisie pour représenter les processus caractéristiques de la dynamique aux latitudes moyennes, c'est-a-dire, la circulation inertielle, fondamentalement instable, avec le développement de tourbillons de méso-échelle. Un exemple de cette circulation est le Gulf Stream dans l'Océan atlantique nord. Nous avons abordé l'étude des performances de trois techniques d'assimilation (le nudging, la méthode adjointe et le filtre de Kalman) pour la reconstruction de la circulation océanique à partir d'observations altimétriques et de modèles à haute résolution spatiale (résolvant les tourbillons). Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés aux observations de l'altimètre satellitaire parce qu'elles représentent, actuellement, les seules mesures globales et quasi-synoptiques, directement liées à la dynamique (de la surface) océanique aux grandes et moyennes échelles.
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Cherpeau, Aline. "Télédétection et agroécologie : un essai de cartographie destinée à la gestion des milieux herbacés de haute montagne : application au Parc national des Ecrins." Grenoble 1, 1996. http://www.theses.fr/1996GRE10106.
Abstract:
Les espaces proteges francais (parcs nationaux) sont demandeurs de methode d'inventaire des milieux naturels sur de grandes superficies (superieures a 50 000 ha) pour, notamment, gerer les alpages. L'objectif de cette these est de rechercher une methode de cartographie des milieux naturels du parc national des ecrins par teledetection. L'application s'interesse essentiellement a discriminer les formes vegetales du domaine supraforestier sur des images satellitaires spot et landsat tm. La demarche est basee sur une double approche: 1/ agroecologie pour une description precise des espaces pastoraux, 2/ teledetection pour les identifier de maniere spatiale. Les descripteurs communs a ces deux entrees portent sur la physionomie de la vegetation. Il en resulte une typologie physionomique (14 types), spatialisee par les techniques de classification dirigee. Sur les images classees obtenues par pixel, dont on analyse l'heterogeneite spatiale et thematique, on procede a un decoupage de l'espace en unites physionomiques. Les traitements en zone a fortes contraintes (relief marque et mosaique de vegetation) necessitent des corrections geometriques prealables (precision de 1 a 2 pixels) et plusieurs etapes de controles pour verifier leur pertinence ecologique et proposer une validation quantifiee des resultats (environ 70% de correspondances satisfaisantes entre les unites cartographiees et la realite de terrain). Ces resultats permettent de repondre a des besoins de cartographie ecologique a moyenne echelle (1:25 000, correspondances avec les nomenclatures europeennes). Obtenus sur les ecrins, ils contribuent a enrichir la reflexion methodologique en proposant des traitements d'images adaptes aux zones heterogenes de montagne (emploi de descripteurs physionomiques) et une demarche reproductible (double approche construite avec un modele ecologique et un outil de spatialisation de l'information)
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Moine, Pascale. "Analyse tri-dimensionnelle de la structure de l'atmosphère à partir d'observations satellitaires : classification des masses d'air observées et extension à la haute stratosphère (30-50 km)." Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066329.
Abstract:
A partir des mesures de flux d'énergie radiante émis par l'atmosphère et effectuées des plateformes satellitaires, on peut, par un processus connu sous le nom "d'inversion de l'équation de transfert radiatif", remonter à la structure verticale de l'atmosphère, en température et en composition. Un tel procédé d'inversion, en vue du traitement des données des satellites de la série tiros-n, a été élaboré au L. M. D. Au cours des dernières années. C'est une méthode physico-statistique, qui consiste à résoudre l'équation de transfert radiatif de manière itérative et qui repose en grande partie sur la qualité de la solution initiale pour démarrer le processus itératif. La connaissance a priori des types de masse d'air observés est un élément essentiel de la reconnaissance de proximités utilisée pour l'initialisation. C'est pourquoi nous avons cherché à extraire cette information par application d'un algorithme de classification d'observations satellitaires (mesure de radiances). Parmi les méthodes de classification existant, nous avons retenu celle dite des "nuées dynamiques" basée sur la notion de "formes fortes" et l'optimisation d'un critère de variance. L'algorithme a ensuite été valide expérimentalement par application à des situations météorologiques relatives au satellite noaa-7. Les résultats obtenus sont en accord avec les analyses météorologiques conventionnelles. Par ailleurs, l'algorithme d'inversion du L. M. D. Permettait de restituer les paramètres atmosphériques jusqu'à environ 30 km d'altitude. La méthode développée dans cette étude a permis d'étendre cette restitution jusqu'à 50 km. Elle utilise les observations du "stratospheric sounding unit" (SSU) et est basée sur une technique de régression multilinéaire. Le modèle construit a été valide par application a des scènes NOAA-7, ainsi qu'a des phénomènes particuliers: « les échauffements stratosphériques brusques ».
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Aligné, Thomas. "Assimilation variationnelle des observations de sondeurs infrarouges hyperspectraux : correction de biais et la détection nuageuse." Toulouse 3, 2007. http://www.theses.fr/2007TOU30038.
Abstract:
L'objectif de cette thèse est d'optimiser les méthodes d'assimilation de données pour l'utilisation des sondeurs infrarouges hyperspectraux. Le travail se concentre sur deux aspects essentiels : la correction de biais et la détection nuageuse. La correction de biais est une étape nécessaire qui consiste à réduire les erreurs systématiques des observations. On présente la correction de biais variationnelle (VarBC) qui est moins sensible à une contamination par les biais du modèle de prévision. Cette propriété est exploitée pour paramétriser de manière objective les biais. La détection nuageuse élimine les observations contaminées par les nuages. On identifie une boucle d'interaction entre la correction de biais et la détection nuageuse. Une nouvelle métrique permet de réduire sensiblement son impact sur l'analyse. Un nouveau schéma de détection des nuages est introduit puis validé pour des observations simulées et réelles. Il ouvre une voie vers l'assimilation des observations nuageuses.
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Baverez-Puech, Aline. "Assimilation variationnelle et impact dynamique des colonnes d'ozone observées par l'instrument HIRS." Toulouse 3, 2004. http://www.theses.fr/2004TOU30167.
Abstract:
La variabilité des colonnes totales d'ozone dépend du flux dans la basse bal Couche d'ozone. Des observations d'ozone total fournies par le sondeur satellitaire HIRS ont été assimilées par le système variationnel quadridimensionnel (4D-Var) du modèle météorologique ARPEGE, afin d'évaluer l'apport éventuel de ces données pour la prévision numérique du temps. Tout d'abord, des Expériences de Systèmes d'Observation Simulés ont confirmé, dans un cadre idéalisé, l'intérêt potentiel de ces mesures d'ozone. En vue d'assimiler des données réelles, une analyse du champ d'ozone a ensuite été introduite dans le système 4D-Var. Des Expériences de Systèmes d'Observation ont alors montré qu'en assimilant les colonnes d'ozone, ARPEGE était capable de simuler des champs d'ozone total de bonne qualité. En revanche, l'impact sur les prévisions météorologiques s'est avéré neutre d'une manière générale ; la qualité insuffisante des observations et des ébauches d'ozone semble à l'origine de ce résultatTotal ozone columns variability depends on the flux in the lower stratosphere. Total ozone observations measured by the HIRS sounder have been assimilated with the four-dimensional variational (4D-Var) assimilation system of the ARPEGE meteorological model, in order to assess the possible impact of these data upon numerical weather prediction. First, some Observing-System Simulation Experiments have confirmed in an idealized context the potential interest of ozone column measurements. In order to assimilate real data, an analysis of the ozone field has been introduced in the 4D-Var system. Some Observing-System Experiments have then shown that assimilating ozone columns, ARPEGE provides total ozone fields of good quality. However, the impact on meteorological forecasts is generally neutral ; the origin of this result seems to be related to the insufficient quality of ozone observations and of the ozone forecast model
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Atteia, Jean Luc. "Profils temporels et origine des sursauts gamma : l'apport du programme signe." Toulouse 3, 1987. http://www.theses.fr/1987TOU30283.
Abstract:
A partir de donnees observationnelles collectees pendant le programme signe, on etudie certaines caracteristiques de la population des sources de sursaut gamma: la structure temporelle des evenements et la distribution spatiale des sources localisees. En outre 2 etudes particulieres ont pour sujet: la recherche de sursauts optiques associes aux sursauts gamma et la localisation d'une source repetitive extraordinaire
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Vincent, Patrick. "Modélisation aux éléments finis des marées océaniques : [thèse en partie soutenue sur un ensemble de travaux]." Grenoble 1, 1987. http://www.theses.fr/1987GRE10033.
Abstract:
Developpement d'un outil de modelisation numerique des marees oceaniques pour l'exploitation des mesures altimetriques satellitaires qui seront realisees dans la prochaine decennie pour etudier les circulations oceaniques. A cette fin, la precision est subdecimetrique et implique, pour chaque onde significative du spectre de marees une precision centimetrique. Les modeles numeriques les plus recents ne permettent pas d'acceder a ce niveau de precision en raison principalement de leur manque de resolution spatiale sur les plateaux continentaux ou l'essentiel de l'energie est dissipe par frottement de fond. Le nouveau modele presente permet de remedier a cette limitation. Son originalite vient de la combinaison de plusieurs elements: 1) au niveau de la formulation, le modele conserve les caracteristiques essentielles de la non-linearite du probleme, bien que la solution soit decomposee en une somme limitee de composantes sinusoidales de frequences fixees; cette formulation implique l'utilisation d'une methode de perturbation pour une pseudo-linearisation des equations de depart; 2)au niveau de la resolution numerique, une formulation variationnelle de chaque probleme elementaire est donnee, pour chaque onde significative du spectre; l'integration numerique est realisee par une methode d'elements finis, particulierement bien adaptee pour raffiner le maillage sur les plateaux continentaux et le long des cotes. En outre, une etude des performances numeriques du modele sur des exemples academiques a permis de preciser les conditions optimales d'utilisation du code realise. Les performances pratiques sont illustrees sur deux exemples reels: le nord-est-atlantique et l'ensemble de l'atlantique nord. Les solutions sont confrontees a un ensemble important de donnees issues d'observations in situ afin d'apprecier la qualite des resultats (ecart moyen inferieur a 2 cm, dans l'atlantique nord est, entre solution calculee et donnees-nature pour les ondes semi-diurnes majeures). La simulation sur l'atlantique nord illustre parfaitement la faisabilite du modele pour des applications a l'echelle de bassins oceaniques complets
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Wajeman, Nathalie. "Observation des discontinuités du manteau terrestre par des méthodes sismologiques : Etude des phases de la coda de l'onde P directe." Toulouse 3, 1989. http://www.theses.fr/1989TOU30212.
Abstract:
L'etude detaillee des discontinuites a 400 et 650 km de profondeur devrait permettre d'apporter des informations pour contraindre les modeles dynamiques du manteau terrestre. Pour cela, on analyse les phases qui sont reflechies ou converties aux discontinuites. On utilise une methode de sommation de sismogrammes ("stacking") pour amplifier ces phases. Cette technique est appliquee a des donnees large bande des reseaux nars (europe) et geoscope (global). Trois etudes sont presentees: (1) l'observation d'une phase convertie anormale sous l'ile de kerguelen montre que la discontinuite a 650 km aurait une topographie anormale sous les points chauds. Les effets de la geometrie de la discontinuite sur la phase pds sont examines. (2) les phases pdp permettent d'echantillonner les discontinuites en un point quelconque. Les phases reflechies vers 300 et 660 km de profondeur sous la siberie, ont ete identifiees grqce a la technique de "stacking". (3) l'etude simultanee de phases reflechies et de phases converties permet une etude locale detaillee des discontinuites. Cette methode est testee avec la discontinuite de mohorovocic sous le massif central
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Beaudoin, André. "Observation de la terre par radar imageur : estimation de la biomasse forestière : [thèse soutenue sur un ensemble de travaux]." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30244.
Abstract:
Un des parametres-clefs a apprehender dans l'etude des ecosystemes forestiers est la biomasse forestiere, tant dans les etudes de changements globaux que dans la gestion des ressources forestieres. L'observation par radar imageur des ecosystemes forestiers s'avere une application prometteuse des techniques de teledetection, considerant la penetration des micro-ondes dans les couverts vegetaux. De plus, le fonctionnement par tout temps des systemes radar s'avere necessaire pour l'observation des regions a forte couverture nuageuse. Afin de demontrer l'apport de la teledetection radar pour l'estimation de la biomasse forestiere, une experience a ete menee en 1989 sur le massif landais dans le sud-ouest de la france, constitue de forets de pin maritime (pinus pinaster). Des donnees aeroportees rso (radar a synthese d'ouverture) multifrequences et polarimetriques du nasa/jpl ont ete acquises sur une partie du massif, alors que les parametres forestiers, incluant la biomasse ligneuse et foliaire, ont ete mesures sur plusieurs parcelles. La phase d'analyse des donnees apres l'etalonnage complet des images rso, a revele une forte correlation entre l'echo radar et la biomasse ligneuse sur pied. Afin d'interpreter ces observations, un modele theorique d'interaction des micro-ondes avec le milieu forestier a ete developpe et valide par les mesures experimentales. La phase d'interpretation a permis de cerner le lien physique existant entre l'echo radar et la biomasse ligneuse. Par la suite, le modele a ete utilise dans une etude de simulation, visant a tenir compte des variations environnementales susceptibles de perturber la sensibilite de l'echo radar a la biomasse ligneuse. Il a ete demontre que la topographie et la structure du couvert sont des parametres a prendre en compte selon les differentes configurations radar utilisees, afin d'optimiser l'estimation de la biomasse. Finalement, un exemple d'inversion de la biomasse a partir des donnees radar en bande p pour le cas du pin maritime est presente
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Siefridt, Laure. "VValidation des données de vent ERS-1 et des flux de surface du CEPMMT dans le contexte de la modélisation des circulations océaniques à l'échelle d'un bassin." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1994. http://www.theses.fr/1994GRE10242.
Abstract:
Une validation d'ensembles de donnees relatives a la surface de l'ocean est proposee dans le contexte de la modelisation numerique realiste des circulations oceaniques. Les flux de surface (chaleur et quantite de mouvement) produits au centre europeen pour les previsions meteorologiques a moyen terme (cepmmt) sont d'abord etudies. A cette occasion, une banque de donnees des variables atmospheriques de surface du cepmmt de 1986 a 1992 est mise a la disposition de la communaute scientifique. Une validation climatologique de ces analyses, produites a l'origine dans un objectif de previsions a moyen terme (10 jours), est primordiale et s'accompagne de l'etude de la variabilite interannuelle du signal. Enfin, une parametrisation du forcage thermique des modeles d'oceans est proposee ; elle permet le reequilibrage du modele avec une atmosphere en etat stationnaire prescrit, qui est representee par les variables climatologiques du cepmmt. Dans une seconde partie, les vents diffusiometriques satellitaires ers-1 sont analyses par une procedure variationnelle. Le but est de produire, sur une periode de quelques jours et a l'echelle d'un bassin, des champs de vent complets sur une grille reguliere, qui possedent les caracteristiques des mesures initiales ainsi que des proprietes physiques definies, tout en s'affranchissant de l'echantillonnage sequentiel satellitaire. La procedure est mise au point par comparaison a des mesures in-situ, et l'on verifie par une etude spectrale que les echelles pertinentes au forcage des oceans sont conservees. Les cartes de vent a 3 et 5 jours ainsi produites representent la premiere vision du vent a ces echelles et ouvrent des perspectives nouvelles pour la modelisation oceanique
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Lyard, Florent. "Modélisation de la marée océanique : application à l'océan indien." Grenoble 1, 1992. http://www.theses.fr/1992GRE10157.
Abstract:
Dans le domaine tres avance de la connaissance de la maree oceanique, les exigences de precision se sont accrues au cours des dernieres annees, en particulier du fait des besoins de l'observation altimetrique satellitaire du niveau de la surface libre des oceans. Le signal de maree doit etre retire du signal altimetrique afin d'avoir acces au signal dit oceanique, veritable signature en surface des circulations moyennes des oceans. La precision requise pour operer cette correction n'est actuellement pas atteinte par les modeles mondiaux de maree existants. Un modele hydrodynamique original formule en 74 par le provost et applique depuis au probleme des marees littorales, puis oceaniques, a ete adapte a la resolution des ondes de marees a l'echelle planetaire avec pour objectif d'ameliorer encore les meilleures solutions existantes (schwiderski 80, cartwright et ray 91). Les equations elliptiques spectrales quasi lineaires de ce modele sont discretisees sous leur forme variationnelle par la methode des elements finis, avec pour inconnue la denivellation de la surface libre. Afin d'ameliorer la simulation des champs de vitesse et, de ce fait, la modelisation de la dissipation, un modele formule specifiquement en vitesse a ete developpe. Une methode originale d'inversion des observations in situ, basee sur les techniques adjointes, a ete mise en uvre afin de formaliser et d'optimiser la definition des conditions aux limites sur les frontieres marines. Une application a l'ocean indien, a partir d'un maillage a haute resolution spatiale, a ete realisee puis validee. Une etude sur les performances de la prediction de la maree par la methode harmonique est presentee. Elle a conduit a mettre en uvre une technique basee sur la methode d'admittance permettant de deduire certaines ondes mineures a partir des ondes majeures du spectre. Ce travail a ete mene dans le cadre du projet international woce (world ocean circulation experiment), incluant la mission satellitaire franco americaine topex poseidon
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Lassoued, Khaoula. "Localisation de robots mobiles en coopération mutuelle par observation d'état distribuée." Thesis, Compiègne, 2016. http://www.theses.fr/2016COMP2289/document.
Abstract:
On étudie dans cette thèse des méthodes de localisation coopérative de robots mobiles sans utilisation de mesures extéroceptives relatives, comme des angles ou des distances entre robots. Les systèmes de localisation considérés sont basés sur des mesures de radionavigation sur des balises fixes ou des satellites. Pour ces systèmes, on observe en général un écart entre la position observée et la position réelle. Cet écart systématique (appelé biais) peut être dû à une mauvaise position de la balise ou à une différence entre la propagation réelles des ondes électromagnétiques par rapport aux conditions standard utilisées pour établir les modèles d’observation. L’influence de ce biais sur la localisation des robots est non négligeable. La coopération et l’échange de données entre les robots (estimations des biais, estimations des positions et données proprioceptives) est une approche qui permet de corriger ces erreurs systématiques. La localisation coopérative par échange des estimations est sujette aux problèmes de consanguinité des données qui peuvent engendrer des résultats erronés, en particulier trop confiants. Lorsque les estimations sont utilisées pour la navigation autonome à l’approche, on doit éviter tout risque de collision qui peut mettre en jeu la sécurité des robots et des personnes aux alentours. On doit donc avoir recours à un mécanisme d’intégrité vérifiant que l’erreur commise reste inférieure à une erreur maximale tolérable pour la mission. Dans un tel contexte, il est nécessaire de caractériser des domaines de confiance fiables contenant les positions des robots mobiles avec une forte probabilité. L’utilisation des méthodes ensemblistes à erreurs bornées est considérée alors comme une solution efficace. En effet, ce type d’approche résout naturellement le problème de consanguinité des données et fournit des domaines de confiance fiables. De surcroît, l’utilisation de modèles non-linéaires ne pose aucun problème de linéarisation. Après avoir modélisé un système coopératif de nr robots avec des mesures biaisées sur des balises, une étude d’observabilité est conduite. Deux cas sont considérés selon la nature des mesures brutes des observations. En outre, des conditions d’observabilité sont démontrées. Un algorithme ensembliste de localisation coopérative est ensuite présenté. Les méthodes considérées sont basées sur la propagation de contraintes sur des intervalles et l’inversion ensembliste. La coopération est effectuée grâce au partage des positions estimées, des biais estimés et des mesures proprioceptives.L’échange des estimations de biais permet de réduire les incertitudes sur les positions des robots. Dans un cadre d’étude simple, la faisabilité de l’algorithme est évaluée grâce à des simulations de mesures de distances sur balises en utilisant plusieurs robots. La coopération est comparée aux méthodes non coopératives. L’algorithme coopératif ensembliste est ensuite testé sur des données réelles en utilisant deux véhicules. Les performances de la méthode ensembliste coopérative sont enfin comparées avec deux méthodes Bayésiennes séquentielles, notamment une avec fusion par intersection de covariance. La comparaison est conduite en termes d’exactitude et d’incertitudeIn this work, we study some cooperative localization issues for mobile robotic systems that interact with each other without using relative measurements (e.g. bearing and relative distances). The considered localization technologies are based on beacons or satellites that provide radio-navigation measurements. Such systems often lead to offsets between real and observed positions. These systematic offsets (i.e, biases) are often due to inaccurate beacon positions, or differences between the real electromagnetic waves propagation and the observation models. The impact of these biases on robots localization should not be neglected. Cooperation and data exchange (estimates of biases, estimates of positions and proprioceptive measurements) reduce significantly systematic errors. However, cooperative localization based on sharing estimates is subject to data incest problems (i.e, reuse of identical information in the fusion process) that often lead to over-convergence problems. When position information is used in a safety-critical context (e.g. close navigation of autonomous robots), one should check the consistency of the localization estimates. In this context, we aim at characterizing reliable confidence domains that contain robots positions with high reliability. Hence, set-membership methods are considered as efficient solutions. This kind of approach enables merging adequately the information even when it is reused several time. It also provides reliable domains. Moreover, the use of non-linear models does not require any linearization. The modeling of a cooperative system of nr robots with biased beacons measurements is firstly presented. Then, we perform an observability study. Two cases regarding the localization technology are considered. Observability conditions are identified and demonstrated. We then propose a set-membership method for cooperativelocalization. Cooperation is performed by sharing estimated positions, estimated biases and proprioceptive measurements. Sharing biases estimates allows to reduce the estimation error and the uncertainty of the robots positions. The algorithm feasibility is validated through simulation when the observations are beacons distance measurements with several robots. The cooperation provides better performance compared to a non-cooperative method. Afterwards, the cooperative algorithm based on set-membership method is tested using real data with two experimental vehicles. Finally, we compare the interval method performance with a sequential Bayesian approach based on covariance intersection. Experimental results indicate that the interval approach provides more accurate positions of the vehicles with smaller confidence domains that remain reliable. Indeed, the comparison is performed in terms of accuracy and uncertainty
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Membrive, Olivier. "Caractérisation de la distribution verticale des gaz à effet de serre CO2 et CH4 par mesures sous ballons. Application à la validation d'observations satellites." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066509.
Abstract:
Suivre et comprendre l'évolution des deux principaux gaz à effet de serre anthropogéniques (CO2 et CH4) sont des enjeux majeurs pour les sciences du climat. L'augmentation du nombre et de la diversité des observations (en surface, mesures aéroportées, satellitaires) ainsi que l'amélioration des modèles de chimie-transports atmosphériques ont contribué à développer notre compréhension des cycles biogéochimiques associés à ces gaz. Néanmoins, les observations précises le long de la verticale sont encore très limitées. Elles deviennent pourtant indispensables, d'une part, pour approfondir nos connaissances dans le transport de CO2et CH4, d'autre part, pour évaluer les colonnes totales ou partielles mesurées par satellites. Dans cette thèse, nous présentons un instrument innovant appelé "AirCore" permettant d'échantillonner l'air en continu le long d'une colonne atmosphérique lors d'une descente depuis haute altitude. Différents AirCores donnant accès à différentes résolutions verticales ont été développés au LMD et déployés avec succès lors des campagnes ballons Strato-Sciences 2014, 2015 et 2016 du CNES. Les profils verticaux de AirCores ont permis de valider les estimations de colonnes partielles de CH4 réalisées avec l'instrument IASI/Metop. Des comparaisons ont été menées avec des profils troposphériques obtenus lors de campagnes aéroportées (HIPPO), ou avec des profils issus de modèles de transports (LMDz, TM5) ou de prévisions (CAMS). Les résultats ont démontré l'importance d'une bonne caractérisation de la stratosphère pour les activités de calibration/validation des mesures satellites et, plus généralement, l'étude des gaz à effet de serreMonitoring and understanding the evolution of the two most important anthropogenic greenhouse gases(carbon dioxide (CO2) and methane (CH4)) are some of the major challenges in climate science. Over the past decades,the increased availability and diversity of observations (surface networks, aircraft campaigns, satellite observations)and the improvement of atmospheric transport models has allowed to increase our understanding of biogeochemicalcycles of CO2 and CH4. Nevertheless, precise vertical observations are still very rare. However, these become crucialto both properly characterize the vertical transport of the gases, as well as to fully evaluate total or partial columnsof gases retrieved from space observations.In this thesis, we present an innovative instrument called “AirCore” allowing to collect a continuous air samplealong an atmospheric column while descending from high altitude. The analysis of CO2 and CH4 mole fractions inthe collected sample combined with the measurements of an ambient parameters (Pressure, temperature...) allows toretrieve vertical profiles from the surface up to 30 km. Initially invented at NOAA, several new AirCores giving accessto various vertical resolutions have been developed at LMD and flown with success during the CNES Strato-Sciences2014, 2015, and 2016 balloon campaigns. Excellent agreement was found between profiles acquired with differentAirCores during the same flights demonstrating the repeatability of the measurements and allowing to validate thecalculation of the vertical resolution. Comparisons with measurements from independent laser diode spectrometersflown on the same gondola have confirmed that AirCore profiles capture the vertical variability of CO2 and CH4.The vertical profiles retrieved from AirCores have been allowed to validate the CH4 partial columns retrieved fromIASI/Metop at LMD and revealed that the information on the full atmospheric column is required. Comparisons havebeen performed with tropospheric profiles obtained during aircraft campaigns (HIPPO) as well as vertical profilesextracted from atmospheric transport models (LMDz,TM5) and forecast systems (CAMS). Results demonstrated theimportance of a good characterization of the stratosphere for satellite
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LE, TEXIER-COULOMB HELENE. "Etude des composes de l'hydrogene, ch4, h2o, h2 et hox dans la stratosphere et la mesosphere : photochimie et transport." Paris 7, 1987. http://www.theses.fr/1987PA077275.
Abstract:
Le cycle des composes de l'hydrogene dans la stratosphere et la mesosphere est etudie a l'aide d'un modele numerique 2d. La premiere partie est consacree a l'etude du bilan de la vapeur d'eau, avec un traitement detaille de sa production par l'oxydation du methane et de l'hydrogene moleculaire. Dans la seconde partie, le mecanisme photochimique et la variabilite saisonniere de l'emission mesospherique de oh dans les bandes de meinel sont abordes d'un point de vue theorique
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Florenchie, Pierre. "La circulation de l'océan Atlantique Sud : expériences de simulation avec un modèle quasi-géostrophique et l'assimilation des données altimétriques des satellites TOPEX/POSEIDON et ERS1." Grenoble INPG, 1996. http://www.theses.fr/1996INPG0198.
Abstract:
Le but de ce travail est l'etude de la circulation de l'ocean atlantique sud a partir d'experiences de simulation numerique. Son originalite reside dans l'integration de donnees altimetriques satellitaires dans un modele quasi-geostrophique haute resolution (1/6), afin de contraindre la solution du modele vers les observations. La periode couverte par les donnees s'etend sur deux annees, d'octobre 92 a septembre 94. L'echantillonnage spatio-temporel des observations est nettement ameliore par l'utilisation conjointe des donnees des deux satellites. La technique d'assimilation utilisee dans ces experiences est la methode dite du nudging, methode simple et efficace: les resultats ont montre que l'assimilation des donnees altimetriques a transforme notre modele quasi-geostrophique 4-couches en un outil tres performant pour reproduire et etudier la circulation encore meconnue de l'ocean atlantique sud, dans toute sa complexite. A l'issus de ces experiences, nous sommes en mesure de proposer des schemas de la circulation de l'atlantique sud au niveau des couches superieures, ainsi que des descriptions detaillees du comportement du courant du bresil, avec mise en evidence d'un cycle saisonnier du transport, et de la retroflection des aiguilles avec son lacher de tourbillons. Nous avons suivi les tourbillons des aiguilles et etudie leur evolution dans tout le bassin atlantique sud. Enfin, nous avons montre le role critique joue par les courants de bord ouest dans l'evaluation de flux meridiens au niveau du gyre subtropical
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Galle, Sylvie. "Analyse des champs spatiaux par utilisation de la télédétection : estimation de la durée quotidienne d'insolation en France à l'aide d'images du satellite Météosat et de mesures sol." Phd thesis, Grenoble INPG, 1987. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00694114.
Abstract:
L'insolation est étudiée, à l'échelle synoptique (la France) à l'aide d'un ensemble de mesures de la durée quotidienne d'insolation réalisées au sol et par télédétection satellitaire. L'objectif poursuivi est d'analyser une série de données suffi* samment longue pour caractériser de manière statistique le comportement climatologique de l'insolation dans l'espace. Les données sont fournies par 88 héliographes du réseau synoptique français ainsi que par le programme " Cactus " de la Météorologie Nationale, qui utilise les images visibles du satellite Météosat. L'étude porte sur une année de données. La similarité de la structure spatiale des mesures du sol et du satellite est montrée par analyse objective, et par analyse en composantes principales de processus. La fine perception de la variabilité spatiale du satellite est alors utilisée pour optimiser un réseau de mesures au sol. Les performances du programme Cactus sont comparées avec celles de méthodes d'interpolation classiques (basées sur 23 héliographes), pour l'estimation du rapport d'insolation. Elles se sont révélées plus performantes en terme de cofluctuation. Il apparaît cependant une tendance du satellite à exagérer les valeurs extrêmes. L'étalonnage des mesures satellitaires par des mesures sol a pour but de conjuguer les qualités de précision des hélio* graphes, et la définition spatiale du satellite. Une approche géostatistique est proposée. L'effet recherché est observé à partir d'une certaine densité du réseau d'étalonnage
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Guerbette, Jérémy. "Modélisation et assimilation d’observations satellitaires micro-ondes dans les systèmes dépressionnaires tropicaux." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2016. http://oatao.univ-toulouse.fr/16003/1/Guerbette.pdf.
Abstract:
Cette thèse s’inscrit dans la problématique de l’utilisation des observations satellitaires pour l’assimilation en prévision numérique du temps dans les régions nuageuses pluvieuses. Les travaux sont abordés en lien avec l’amélioration de la prévision des cyclones tropicaux et s’appuient sur la mission satellitaire innovante MEGHATROPIQUES couvrant les zones tropicales avec une répétitivité temporelle inégalée et en particulier sur le sondeur micro-ondes d’humidité SAPHIR à 183 GHz. Nous avons utilisé le modèle de prévision numérique du temps ALADIN-Réunion opérationnel à Météo-France depuis 2006 dont le domaine couvre une large partie de l’océan Indien avec une résolution horizontale de 8 km, ainsi que le modèle de transfert radiatif RTTOV-SCATT qui offre un bon compromis entre sa précision pour décrire les atmosphères diffusantes et sa rapidité d’exécution. Dans un premier temps nous avons optimisé le choix des propriétés radiatives des précipitations solides afin de simuler au mieux les températures de brillance SAPHIR avec les modèles ALADIN-Réunion et RTTOV-SCATT. Nous avons ensuite proposé une méthode d’inversion des températures de brillance SAPHIR en zones nuageuses basée sur une méthode bayésienne permettant de restituer des profils atmosphériques corrigés. Ces profils inversés ont été validés pour une situation particulière associée au cyclone Benilde (Décembre 2011). Les profils d’humidité spécifique ont alors été introduits comme de nouvelles observations dans l’assimilation variationnelle tridimensionnelle (3D-Var) du modèle ALADIN-Réunion. La capacité du système 3D-Var à contraindre le champ d’humidité analysé vers les profils inversés est démontrée, ainsi que l’amélioration des prévisions de précipitations à courte échéance. Toutefois, la prévision du cyclone Benilde est de moins bonne qualité avec ces observations additionnelles. Plusieurs pistes sont proposées pour expliquer et améliorer ces premiers résultats. Finalement, une étude a été réalisée pour préparer les évolutions des modèles de prévision numérique. Nous avons examiné la capacité d’une version d’ALADIN-Réunion avec un schéma de convection profonde pronostique à simuler le cycle de vie du cyclone Bejisa (Décembre 2013 - Janvier 2014). Des améliorations significatives sont notées à la fois sur la trajectoire et l’intensification de ce système tropical. De manière cohérente, la simulation des températures de brillance SAPHIR en zones nuageuses est en meilleur accord avec les observations. Un modèle à plus fine échelle (AROME) résolvant explicitement la convection profonde (résolution horizontale de 2.5 km) est appelé à remplacer le modèle ALADIN-Réunion. Sa capacité à décrire le système Bejisa est démontrée. Toutefois il apparaît que le choix optimal pour le type de particule décrivant les précipitations solides fait pour ALADIN-Réunion n’est pas adapté à la simulation des températures de brillance SAPHIR avec AROME et RTTOV-SCATT. Les causes de cette incohérence sont expliquées.
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Greiner, Eric. "Mise en oeuvre de méthodes de contrôle optimal pour l'assimilation de données in situ et satellitaires dans les modèles océaniques." Paris 6, 1993. http://www.theses.fr/1993PA066108.
Abstract:
L'etude porte sur la resolution de problemes de moindres carres non lineaires rencontres dans le domaine des ecoulements oceaniques a grande echelle. L'originalite de ce travail reside dans l'approche qui est faite par la methode du controle optimal plutot que par une technique statistique. Cette methode consiste a minimiser une fonctionnelle correspondant au probleme de moindre carre etudie, le minimum de cette optimisation etant une solution du probleme. Lors des applications numeriques, le gradient de cette fonctionnelle n'est pas calcule par differences finies mais a l'aide du modele adjoint. La premiere etude de cette these concerne l'estimation des conditions initiales manquantes de modeles oceaniques tels que ceux de saint-venant, stokes et boussinesq a l'aide de donnees partielles sur l'etat du systeme. Cette etude theorique faite essentiellement en lineaire est suivie d'une application reelle, l'initialisation d'un modele shallow water non lineaire avec des donnees d'altimetrie du satellite geosat. La troisieme etude traite de l'initialisation d'un modele non lineaire de boussinesq quasi stationnaire avec des donnees de temperature et de salinite uniquement. Cette etude theorique est suivie d'une experience numerique d'initialisation d'un modele operationnel de simulation oceanique tridimensionnelle a l'aide de donnees in situ de temperature et de climatologie de temperature et de salinite. Les resultats theoriques partiels ainsi que les experiences numeriques montrent que la methode s'applique de maniere satisfaisante et qu'elle pourra etre utilisee de maniere operationnelle ainsi qu'en mode recherche pour ameliorer notre vision de l'ocean et parfaire sa description
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Muller, Etienne. "Dynamique saisonnière des paysages fluviaux par télédétection spatiale : application à la vallée de la Garonne avec Spot et Thematic Mapper : [thèse en partie soutenue sur un ensemble de travaux]." Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30265.
Abstract:
Les possibilites et les limites de l'utilisation des donnees spot et thematic mapper pour l'etude des vallees fluviales ont ete evaluees par une serie de travaux dont les 5 principaux sont joints en annexe. Ils portent sur une synthese bibliographique detaillee des principales applications de la teledetection spatiale pour l'etude des fleuves dans le monde, la mise au point d'une methode de calage radiometrique pour la comparaison de donnees multidates/multicapteurs et l'utilisation des donnees spot ou thematic mapper pour l'etude des sols alluviaux, des boisements et de leurs rythmes phenologiques dans la vallee de la garonne
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Boër, Michel. "Contribution a l'etude des sursauts gamma cosmiques : recherche de contreparties permanentes x et optiques, resultats de l'experience signe 2 mp 9." Toulouse 3, 1988. http://www.theses.fr/1988TOU30107.
Abstract:
Des observations optiques et rx portant sur les phenomenes transitoires r::(gamma ) dont la duree de vie va de quelques dizaines de millisecondes a quelques minutes aboutissent a d'importantes contraintes sur les modeles theoriques de sources r::(gamma ) de sursauts. D'autre part la detection gamma d'un nombre important de sursaut r::(gamma ) par le satellite prognoz 9 a ete realisee en 1983-84. Les courbes de lumieres et les spectres en sont presentes. Une nouvelle classe de sursauts repetitifs a ete mise en evidence et un modele propose
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Testut, Charles-Emmanuel. "Assimilation de données satellitales avec un filtre de Kalman de rang réduit dans un modèle aux équations primitives de l'océan Atlantique." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2000. http://www.theses.fr/2000GRE10257.
Abstract:
L'objectif de ce travail est de mettre en uvre et valider un filtre de kalman de rang reduit pour assimiler dans un modele realiste de l'atlantique, des observations spatiales d'altimetrie (ssh) et de temperature de surface (sst) collectees entre octobre 1992 et decembre 1993. La sst assimilee provient du projet pathfinder de la nasa, tandis que la ssh est constituee de carte qui sont la combinaison d'une moyenne de ssh et d'anomalies de hauteur de la mer topex-poseidon/ers. Deux configurations du modele aux equations primitives opa, issues du projet clipper, sont successivement testees : une version basse resolution (atl1 a 1 o) et une version haute resolution (natl3 au 1/3 o). La methode utilisee dans les experiences d'assimilation est un filtre de kalman de rang reduit dans lequel le sous-espace d'erreurs est represente par une serie d'eofs (empirical orthogonal functions) de la variabilite du systeme. Par ailleurs, l'algorithme a ete modifie en donnant un caractere local a l'analyse et la statistique d'erreurs est adaptee a chaque etape en fonction de l'information contenue dans le vecteur innovation. Des experiences d'assimilation ont ete realisees de octobre 1992 a decembre 1993 afin de reconstruire la circulation de l'atlantique. La validation de ces experiences avec des donnees independantes (xbt) demontre la capacite du systeme a representer correctement la circulation des 1000 premiers metres de l'ocean. De plus, la nature multivariee de la methode permet de modifier positivement la distribution des variables non-observees comme la salinite ou les vitesses sur la verticale.
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Membrive, Olivier. "Caractérisation de la distribution verticale des gaz à effet de serre CO2 et CH4 par mesures sous ballons. Application à la validation d'observations satellites." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066509/document.
Abstract:
Suivre et comprendre l'évolution des deux principaux gaz à effet de serre anthropogéniques (CO2 et CH4) sont des enjeux majeurs pour les sciences du climat. L'augmentation du nombre et de la diversité des observations (en surface, mesures aéroportées, satellitaires) ainsi que l'amélioration des modèles de chimie-transports atmosphériques ont contribué à développer notre compréhension des cycles biogéochimiques associés à ces gaz. Néanmoins, les observations précises le long de la verticale sont encore très limitées. Elles deviennent pourtant indispensables, d'une part, pour approfondir nos connaissances dans le transport de CO2et CH4, d'autre part, pour évaluer les colonnes totales ou partielles mesurées par satellites. Dans cette thèse, nous présentons un instrument innovant appelé "AirCore" permettant d'échantillonner l'air en continu le long d'une colonne atmosphérique lors d'une descente depuis haute altitude. Différents AirCores donnant accès à différentes résolutions verticales ont été développés au LMD et déployés avec succès lors des campagnes ballons Strato-Sciences 2014, 2015 et 2016 du CNES. Les profils verticaux de AirCores ont permis de valider les estimations de colonnes partielles de CH4 réalisées avec l'instrument IASI/Metop. Des comparaisons ont été menées avec des profils troposphériques obtenus lors de campagnes aéroportées (HIPPO), ou avec des profils issus de modèles de transports (LMDz, TM5) ou de prévisions (CAMS). Les résultats ont démontré l'importance d'une bonne caractérisation de la stratosphère pour les activités de calibration/validation des mesures satellites et, plus généralement, l'étude des gaz à effet de serreMonitoring and understanding the evolution of the two most important anthropogenic greenhouse gases(carbon dioxide (CO2) and methane (CH4)) are some of the major challenges in climate science. Over the past decades,the increased availability and diversity of observations (surface networks, aircraft campaigns, satellite observations)and the improvement of atmospheric transport models has allowed to increase our understanding of biogeochemicalcycles of CO2 and CH4. Nevertheless, precise vertical observations are still very rare. However, these become crucialto both properly characterize the vertical transport of the gases, as well as to fully evaluate total or partial columnsof gases retrieved from space observations.In this thesis, we present an innovative instrument called “AirCore” allowing to collect a continuous air samplealong an atmospheric column while descending from high altitude. The analysis of CO2 and CH4 mole fractions inthe collected sample combined with the measurements of an ambient parameters (Pressure, temperature...) allows toretrieve vertical profiles from the surface up to 30 km. Initially invented at NOAA, several new AirCores giving accessto various vertical resolutions have been developed at LMD and flown with success during the CNES Strato-Sciences2014, 2015, and 2016 balloon campaigns. Excellent agreement was found between profiles acquired with differentAirCores during the same flights demonstrating the repeatability of the measurements and allowing to validate thecalculation of the vertical resolution. Comparisons with measurements from independent laser diode spectrometersflown on the same gondola have confirmed that AirCore profiles capture the vertical variability of CO2 and CH4.The vertical profiles retrieved from AirCores have been allowed to validate the CH4 partial columns retrieved fromIASI/Metop at LMD and revealed that the information on the full atmospheric column is required. Comparisons havebeen performed with tropospheric profiles obtained during aircraft campaigns (HIPPO) as well as vertical profilesextracted from atmospheric transport models (LMDz,TM5) and forecast systems (CAMS). Results demonstrated theimportance of a good characterization of the stratosphere for satellite
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Eisenbeis, Julian. "Ionospheric Dynamics by GNSS total electron content observations : the effect of Solar Eclipses and the mystery of Earthquake precursors." Thesis, Université de Paris (2019-....), 2020. http://www.theses.fr/2020UNIP7027.
Abstract:
Cette thèse porte principalement sur deux sujets: l'un est la signature ionosphérique des éclipses solaires, l'autre est le débat ‘Hole vs Enhancement’. Le 21 août 2017, l'ombre d'une éclipse totale a changé radicalement l'état de l'ionosphère au-dessus des Etats-Unis. Cet effet est visible dans le contenu total en électrons (TEC) mesuré par ~3000 stations GNSS qui voient des multiples satellites GPS et GLONASS. Ce formidable ensemble de données permet une caractérisation à haute résolution du contenu en fréquences et des longueurs d'onde - en utilisant une analyse omega-k basée sur la Transformée de Fourier Rapide (FFT) 3D - de la signature de l'éclipse dans l'ionosphère afin d'identifier complètement les perturbations ionosphériques mobiles (TID). Nous confirmons la génération de TIDs associées à l'éclipse, y compris les TIDs interprétées comme des ondes de proue dans les études précédentes. De plus, nous révélons, pour la première fois, des TID de courte (50-100 km) et de longue (500-600 km) longueurs d'onde avec des périodes entre 30 et 65 min (Eisenbeis et al., 2019). Le 2 juillet 2019, une autre éclipse solaire totale s'est produite à travers le continent sud-américain. Bien que nous n'ayons que des données provenant de plus de cent stations GNSS et situées dans une zone proche du coucher du soleil, nous pouvons montrer la preuve évidente de la signature ionosphérique de l'éclipse (Eisenbeis & Occhipinti in prep.a). Le deuxième grand sujet de ce travail est le débat sur la possibilité de précurseurs de séismes. Heki (2011) a suscité ce débat en publiant les résultats du séisme de Tohoku montrant une amélioration de la TEC avant le séisme. L'amélioration revendiquée par Heki (2011) a été interprétée comme une diminution de la TEC après l'événement, le soi-disant trou ionosphérique dans la littérature. L'existence de l'amélioration a été promue par plusieurs articles (e.g. He & Heki, 2017) étendant l'observation à plusieurs événements de magnitude modérée (M> 7.5) et propose une nouvelle vision de la dynamique de rupture. En essayant de reproduire leurs résultats, nous montrons que la courbe de référence utilisée par Heki (2011) est affectée par l'ordre d'ajustement polynomial ainsi que par les fenêtres temporelles sélectionnées. Ceci montre que l'amélioration du TEC pourrait en fait n'être qu'un artefact, subjectivement sélectionné pour créer le précurseur présumé (Eisenbeis & Occhipinti in prep.b)This thesis focuses mainly on two topics: one is the ionospheric signature of solar eclipses, the second is the Hole vs Enhancement debate about earthquake precursors. On the 21st August 2017 the shadow of a total eclipse drastically changed the state of the ionosphere over the USA. This effect is visible in the total electron content (TEC) measured by ~3000 GNSS stations seeing multiple GPS and GLONASS satellites. This tremendous dataset allows high-resolution characterization of the frequency content and wavelengths -using an omega-k analysis based on 3D Fast-Fourier-Transform (FFT)- of the eclipse signature in the ionosphere in order to fully identify traveling ionospheric disturbances (TIDs). We confirm the generation of TIDs associated with the eclipse including TIDs interpreted as bow waves in previous studies. Additionally we reveal, for the first time, short (50-100 km) and long (500-600 km) wavelength TIDs with periods between 30 and 65 min (Eisenbeis et al., 2019). On 2nd July 2019 another total solar eclipse happened across the South American continent at magnetic conjugate latitudes as the Great American Eclipse, and consequently useful to visualize the difference response. Although for the South American eclipse we have only data from more than hundred GNSS stations and located in a zone close to the sunset, we can show the clear evidence of the ionospheric signature of the eclipse (Eisenbeis & Occhipinti in prep.a).The second major topic in this work is the still ongoing debate about the possibility of earthquake precursors. Heki (2011) sparked this debate when he published results of the Tohoku earthquake showing a TEC enhancement before the earthquake. The enhancement claimed by Heki (2011) has been interpreted as a decrease in the background TEC after the seismic event, the so called ionospheric hole in literature. The existence of the enhancement has been promoted by several papers (e.g. He & Heki, 2017) extending the observation to several events with moderate magnitude (M> 7.5) and proposes a new vision of the rupture dynamics. By trying to reproduce their results we show that the reference curve used by Heki (2011) to define the TEC background is strongly affected by the order of polynomial fit as well as the selected time windows. This shows that the TEC enhancement could be, in fact, just an artifact, subjectively selected to create the presumed precursor (Eisenbeis & Occhipinti in prep.b)
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Yassine, Manal. "The prompt emission of Gamma-Ray Bursts : analysis and interpretation of Fermi observations." Thesis, Montpellier, 2017. http://www.theses.fr/2017MONTS006/document.
Abstract:
Les sursauts gamma (GRBs pour "Gamma-Ray Bursts" en anglais) sont de brèves bouffées très énergétiques de rayonnement de haute énergie qui sont émises sur de courtes échelles de temps (fraction de seconde à plusieurs minutes). L'émission intense des sursauts gamma à haute énergie est supposée provenir d'un trou noir de masse stellaire nouvellement formé, accompagné d'un vent collimaté (i.e. un jet) se propageant à vitesse relativiste. L'émission est observée suivant deux phases successives, la phase prompte très erratique, et la phase de rémanence, moins lumineuse. Les deux instruments embarqués sur le satellite Fermi, le "Gamma-ray Burst Monitor" (GBM) et le "Large Area Telescope" (LAT), permettent d'étudier l'émission prompte des sursauts gamma sur une grande plage d'énergie (de ~10 keV à ~100 GeV). L'objectif principal de ma thèse est l'analyse et l'interprétation des propriétés spectrales et temporelles de l'émission prompte des GRBs observés par Fermi, en particulier avec les nouvelles données du LAT (Pass 8) qui ont été rendues publiques en juin 2015.La première partie de mon travail est une analyse spectrale résolue en temps de la phase prompte du sursaut GRB 090926A avec les données du GBM et du LAT. Mes résultats confirment avec un meilleur niveau de confiance la présence d'une cassure spectrale à ~400 MeV, qui est observée en coincidence avec un pic d'émission très court. Ils révèlent que cette atténuation spectrale est présente durant toute l'émission prompte du sursaut, et que l'énergie de cassure augmente jusqu'au GeV. L'interprétation de la cassure spectrale en termes d'absorption gamma ou de courbure naturelle du spectre d'émission Compton inverse (CI) dans le régime Klein-Nishina fournit des contraintes fortes sur le facteur de Lorentz du jet. Mes résultats conduisent en outre à des rayons d'émission R ∼10^14 cm qui sont compatibles avec une origine interne de l'émission du keV au GeV au-dessus de la photosphère du jet.La seconde partie de mon travail est une exploration du modèle de chocs internes développé par des collaborateurs à l'Institut d'Astrophysique de Paris (IAP). Ce modèle simule la dynamique du jet et les processus d'émission (synchrotron et CI) d'une population d'électrons accélérés aux chocs. J'ai simulé la réponse instrumentale de Fermi à un sursaut synthétique fourni par ce code numérique, et j'ai construit une fonction paramétrique qui peut être utilisée pour ajuster le modèle aux spectres de sursauts du keV au MeV. J'ai appliqué cette fonction avec succès à un échantillon de 64 sursauts brillants détectés par le GBM. J'ai aussi confronté le modèle de l'IAP au spectre d'émission prompte de GRB 090926A. Mes résultats montrent un bon accord, et j'ai identifié quelques pistes pour les améliorer. Les spectres synthétiques sont plus larges que tous les spectres dans l'échantillon du GBM. En conséquence, je discute brièvement quelques pistes de développements théoriques qui pourraient améliorer l'accord du modèle avec les observations, ainsi que des avancées observationnelles attendues dans le futurGamma-Ray Bursts (GRBs) are very energetic and brief flashes of high-energy radiations which are emitted in a short time scale (fraction of a second to several minutes). The GRB bright emission is thought to be powered by a newly formed stellar-mass black hole that is accompanied by a collimated outflow (i.e. a jet) moving at a relativistic speed. The emission is observed as two successive phases: the highly variable “prompt” phase and the late and less luminous “afterglow” phase. The two instruments on board the Fermi space telescope, the Gamma-ray Burst Monitor (GBM) and the Large Area Telescope (LAT), allow the study of GRB prompt emission over a broad energy range (from ~10 keV to ~100 GeV). In June 2015, a new set of LAT data (Pass 8) was publicly released, which were generated using improved algorithms of reconstruction and classification of gamma-ray events. The main goal of my thesis is the analysis and interpretation of the spectral and temporal properties of the prompt emission phase of the GRBs observed by Fermi, especially using LAT Pass8 data.In the first part of my work, I performed a detailed time-resolved spectral analysis of the prompt phase of GRB 090926A with GBM and LAT data. My results confirm with a greater significance the spectral break at ∼400 MeV that is observed during a fast variability pulse, and they also reveal the presence of a spectral attenuation throughout the GRB prompt emission, as well as an increase of the break energy up to the GeV domain. I interpreted the spectral break in terms of gamma-ray absorption or as a natural curvature of the inverse Compton (IC) emission in the Klein-Nishina regime. Strong constraints on the jet Lorentz factor were obtained in both scenarios. My results lead also to emission radii R ∼10^14 cm, which are consistent with an internal origin of both the keV-MeV and GeV prompt emissions above the jet photosphere.The second part of my work is an exploration of the internal shock model that has been developed by collaborators at the "Institut d'Astrophysique de Paris" (IAP). This model simulates the GRB jet dynamics and the radiations (synchrotron and IC processes) from a population of shock-accelerated electrons. I simulated the response of the Fermi instruments to the synthetic GRB spectra provided by this numerical code. From these simulations, I built a new parametric function that can be used to fit the keV-MeV spectra of GRBs with the model. I applied successfully this function to a sample of 64 GBM bright GRBs. I confronted also the IAP model to the prompt emission spectrum of GRB 090926A. I obtained a relatively good agreement and I identified a couple of solutions that may improve it. The synthetic spectra are wider than any GRB spectra in the GBM sample. I present some theoretical developments that could improve the data-model agreement in the future, and I discuss possible advances from future GRB missions as well
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Hernandez, Fabrice. "Comparaison et combinaison de données altimétriques et lagrangiennes. Application à la campagne SEMAPHORE-93." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30295.
Abstract:
Cette these porte sur l'etude de l'ocean a travers des mesures satellitales et lagrangiennes. Les satellites altimetriques fournissent une mesure de la topographie de la surface des oceans, donc des courants geostrophiques. On suit aussi les courants marins a travers les trajectoires argos des bouees derivantes. On compare puis combine les donnees altimetriques et lagrangiennes, qui decrivent chacune en partie la circulation oceanique. Deux zones sont distinctes sont etudiees. Le pacifique tropical, avec les donnees altimetriques de geosat et les bouees derivantes du programme toga durant la periode 1987-1989, pour comparer leurs composantes oceaniques a grande echelle. Puis l'atlantique nord-est, dans le bassin acores-canaries, pour etudier la circulation mesoechelle associee au courant des acores, a l'aide des mesures de semaphore-93. Une etude de strategie de lacher des flotteurs a ete effectuee lors de la preparation de cette campagne, par une optimisation de la distribution des bouees a l'aide d'un algorithme genetique. On montre que le deploiement des bouees doit etre decale vers l'ouest de la zone, avec une distance optimale de 90-100 km entre chacune des bouees. Les donnees oceaniques de la campagne sont comparees aux mesures altimetriques des missions topex/poseidon et ers-1. Le lacher de plus de 100 bouees derivantes de trois types differents ainsi que les mesures hydrologiques de juillet a novembre 1993 nous permettent de 1) verifier la precision des donnees altimetriques, meilleure que 5 cm ; 2) mettre en evidence l'apport de l'altimetrie pour la cartographie de la circulation oceanique ; 3) quantifier la dynamique de cette zone de l'ocean, en termes de circulation moyenne, de dispersion lagrangienne et de turbulence mesoechelle (tenseur de reynolds). Enfin, on etudie la composante ageostrophique du courant en surface en comparant les trajectoires de differents types de bouees et le vent