Tesis sobre el tema "Observations au sol (météorologie)"
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Abeed, Rimal. "IASI ammonia observations to study land-use change, soil-atmosphere exchange and the effect of meteorology". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. http://www.theses.fr/2023SORUS274.
Resumen
L'ammoniac (NH3) est la forme d'azote utilisable la plus abondante dans l'environnement et l'un des gaz principaux émis par l'agriculture. Le NH3 contribue largement à la perte de biodiversité, aux épisodes de pollution par les particules fines (PM2.5) et à l'acidification des surfaces d'eau et des sols. Des études antérieures ont montré que les émissions d'ammoniac provenant de l'intensification de l'agriculture sont en augmentation constante, par rapport à l'époque préindustrielle. On s'attend à ce que le réchauffement climatique augmente les émissions d'ammoniac, en particulier sous le stress de l'augmentation de la population et de la demande alimentaire. Dans ma thèse, j'étudie l'évolution temporelle et spatiale de l'ammoniac dans les régions agricoles du monde entier, mesurée par IASI (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer). Les instruments de la série IASI ont été lancés à bord des satellites Metop en 2007, 2013 et 2018 sur MetopA, B et C respectivement. J'étudie d'abord l'effet des fluctuations météorologiques sur les concentrations atmosphériques IASI-NH3 provenant des pratiques agricoles. Je me concentre ensuite sur l'échange sol - atmosphère en dérivant un facteur d'émission de NH3 du sol, en concentrant sur les sols agricoles en Europe, et pendant la saison de croissance agricole. Pour réaliser mes études, j'utilise divers ensembles de données : des données météorologiques provenant de la réanalyse (ERA5) de EUropean Organisation for the Exploitation of METeorological SATellites (ECMWF), la couverture terrestre et la surface brûlée provenant du moderate resolution imaging spectroradiometer (MODIS), et des données de simulation de modèle provenant du modèle de transport chimique GEOS-Chem. Enfin, j'étudie l'effet du changement d'utilisation/couverture des terres sur l'ammoniac atmosphérique, avec l'effet de la météorologie dans les régions en conflit. Pour cela, je regarde la guerre civile syrienne, et je relie le cours politique des événements avec les fluctuations de l'ammoniac atmosphérique dans des régions clés de la SyrieAmmonia (NH3) is the most abundant usable form of nitrogen in the environment, and one of the main gases emitted from agriculture. NH3 contributes largely to the loss in biodiversity, fine particulate matter (PM2.5) pollution episodes, and acidification of the water and soil bodies. Previous studies have shown that emissions of ammonia from agricultural intensification are constantly increasing, compared to pre-industrial times. Climate warming is expecting to enhance ammonia emissions, especially under the stress of increasing population, and food demand. In my thesis I study the temporal and spatial evolution of ammonia in agricultural regions around the globe as measured by IASI (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer). The IASI series of instruments were launched aboard the Metop satellites in 2007, 2013 and 2018 on MetopA, B and C respectively. I first study the effect of meteorological fluctuations on atmospheric IASI-NH3 concentrations from agricultural practices. I then focus on the soil – atmosphere exchange by deriving NH3 soil emission factor, with an emphasis on agricultural soils in Europe, and during the growing season. To perform my studies, I use a variety of datasets: meteorological data from the EUropean Organisation for the Exploitation of METeorological SATellites (ECMWF) reanalysis (ERA5), land cover type and burned area from the moderate resolution imaging spectroradiometer (MODIS), and model simulation data from the chemical transport model GEOS-Chem. Finally, I study the effect of land-use/cover change on atmospheric ammonia, coupled with the effect of meteorology in regions of conflict. For this, I look at the Syrian civil war, and I link the political course of events with the fluctuations in atmospheric ammonia in key regions in Syria
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El, Kattar Marie-Thérèse. "Caractérisation instrumentale et capacité de mesure des GES du prototype instrumental CHRIS". Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2018-2021), 2021. http://www.theses.fr/2021LILUR011.
Resumen
Pour quantifier l’influence des activités humaines sur l’évolution de la composition atmosphérique, il est essentiel de disposer de mesures précises et continues. Les mesures infrarouges à haute résolution spectrale au sol sont un moyen efficace d'obtenir des abondances troposphériques précises de différentes espèces gazeuses, en particulier des gaz à effet de serre (GES) tels que le CO2 et le CH4. De nombreux spectromètres sont utilisés dans les réseaux NDACC et TCCON pour valider les données satellitaires de niveau 2, mais leurs grandes dimensions et leur masse importante les rendent inadaptés aux campagnes de terrain. Afin de surmonter cet inconvénient, l'utilisation de spectromètres portables a été récemment étudiée. Dans ce contexte, le travail de cette thèse a consisté, dans un premier temps, à caractériser le prototype instrumental CHRIS (Compact High-Spectral-Resolution Infrared Spectrometer). Cet instrument présente des caractéristiques uniques telles que sa haute résolution spectrale (0,135 cm-1 non apodisé) et sa large gamme spectrale (680 à 5200 cm-1). Son principal objectif est la caractérisation des gaz et des aérosols dans les domaines thermique et infrarouge à ondes courtes. C'est pourquoi il nécessite une grande précision radiométrique et une grande exactitude, qui sont obtenues en effectuant les calibrations spectrale et radiométrique ainsi que la caractérisation de sa fonction d’appareil. En outre, les capacités de CHRIS à restituer des profils verticaux de CO2 et de CH4 sont présentées par le biais d'une étude complète de contenu en information, d'une sélection de canaux et d'une estimation du budget d'erreur dans l’optique de participer aux campagnes de mesures en cours et à venir, telle que MAGIC (Monitoring of Atmospheric composition and Greenhouse gases through multi-Instruments Campaigns) pour surveiller les GES et valider les missions spatiales actuelles et futures telles que IASI-NG et MicrocarbTo quantify the influence of human activities on the evolution of atmospheric composition, accurate and continuous measurements are essential. Ground-based high-spectral-resolution infrared measurements are an efficient way to obtain accurate tropospheric abundances of different gaseous species, in particular greenhouse gases (GHGs) such as CO2 and CH4. Many ground-based spectrometers are used in the NDACC and TCCON networks to validate the Level 2 satellite data, but their large dimensions and heavy mass make them inadequate for field campaigns. To overcome this drawback, the use of portable spectrometers was recently investigated. In this context, the work of this thesis consisted in characterizing the instrumental prototype CHRIS (Compact High-Spectral-Resolution Infrared Spectrometer). This instrument has unique characteristics such as its high spectral resolution (0.135 cm-1 non-apodized) and its wide spectral range (680 to 5200 cm-1). Its main objective is the characterization of gases and aerosols in the thermal and shortwave infrared regions. Therefore, it requires high radiometric precision and accuracy, which are obtained by performing spectral and radiometric calibrations as well as the characterization of its instrumental line shape. Furthermore, CHRIS’s capabilities to retrieve vertical CO2 and CH4 profiles are presented through a complete information content analysis, a channel selection and an error budget estimation in the attempt to join ongoing campaigns such as MAGIC (Monitoring of Atmospheric composition and Greenhouse gases through multi-Instruments Campaigns) to monitor GHGs and validate the actual and future space missions such as IASI-NG and Microcarb
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Legorgeu, Carole. "Amélioration des estimations quantitatives des précipitations à hautes résolutions : comparaison de deux techniques combinant les observations et application à la vérification spatiale des modèles météorologiques". Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00872131.
Resumen
Ces dernières années, de nombreux efforts ont été entrepris pour mieux comprendre les phénomènes précipitants parfois à l'origine de crues de cours d'eau et d'inondations ravageuses. Courant 2009, un consortium auvergnat a été mis en place pour notamment surveiller et prévoir ces événements. Les travaux menés dans cette thèse visent d'une part à améliorer les estimations quantitatives des précipitations (QPE) et d'autre part à vérifier les prévisions issues de modèles numériques sur de petites zones d'étude telles qu'une agglomération. L'observation des précipitations peut être réalisée à l'aide soit d'un pluviomètre qui fournit une mesure directe et précise de la quantité de pluie tombée au sol mais ne renseigne pas sur la variabilité spatiale des pluies soit d'un RADAR météorologique qui donne une représentation détaillée de la structure spatiale des précipitations mais dont les estimations sont sujettes à diverses erreurs d'autant plus prononcées en régions montagneuses. Le premier défit de cette thèse a été de trouver la meilleure façon de combiner ces deux informations complémentaires. Deux techniques géostatistiques ont été sélectionnées pour obtenir la meilleur QPE : le krigeage avec dérive externe (KED) et la fusion conditionnée (MERG). Les performances de ces deux méthodes ont été comparées au travers de deux domaines d'étude qui présentent des résolutions spatio-temporelles différentes. La seconde partie de cette thèse est consacrée à la mise en place d'une méthodologie fiable permettant de comparer spatialement les champs de QPE alors reconstruits et les prévisions quantitatives des précipitations (QPF). L'effort fut porté sur le modèle " Weather Research et Forcasting " (WRF). Une étude préliminaire a été réalisée pour tester les capacités du modèle et plus particulièrement des schémas de microphysique à reproduire la pluie. Cette étude assure ainsi l'obtention de prévisions réalistes pour une application sur des cas réels. L'appréciation de la qualité des QPF s'est focalisée sur la quantification spatiale des erreurs de prévision en termes de structure, d'intensité et de localisation des systèmes précipitants (SAL : Wernli et al. 2008, 2009).
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Bourgeois, Elsa. "Les nuages de mi-niveau en Afrique de l'Ouest : observation, caractérisation, modélisation". Phd thesis, Toulouse, INPT, 2017. http://oatao.univ-toulouse.fr/19450/7/BOURGEOIS_Elsa.pdf.
Resumen
Les nuages jouent un rôle important dans le cycle de l'eau et de l'énergie au sein de l'atmosphère. De plus, ils représentent l'une des principales sources d'incertitudes dans les projections des modèles de climat en raison notamment de la difficulté à paramétrer les processus qui leurs sont associés ainsi que leurs interactions avec l'environnement. Dans cette thèse nous étudions les nuages de mi-niveau qui ont été beaucoup moins étudiés que les nuages bas et les nuages hauts, en se focalisant sur l’Afrique de l'Ouest. L'Afrique de l'Ouest se caractérise par une forte saisonnalité des précipitations survenant au Sahel de juin à septembre durant la période dite de mousson. Cette période coïncide également avec le maximum annuel de la couverture nuageuse. Au travers du déploiement de la station mobile ARM (Atmospheric Radiation Measurement) durant une année en 2006 à Niamey (Niger), Bouniol et al. (2012) ont documenté les différents types de nuages observés pendant la mousson et ont montré la présence récurrente de nuages vers 6 km d'altitude dont l’impact radiatif est important dans les domaines du visible et de l'infrarouge. Dans le prolongement de cette étude, l'objectif de cette thèse est donc d'analyser plus en détails ces nuages de mi-niveau en documentant leur occurrence, leur cycle diurne et leurs caractéristiques macro- et microphysiques. Nous analysons également l'environnement thermodynamique dans lequel ces nuages sont observés ainsi que leurs effets radiatifs. D’autre part, en analysant les simulations effectuées dans le cadre du projet CMIP5, Roehrig et al. (2013) ont montré une sous-estimation de ce type de nuages dans les modèles de climat. Nous documentons plus précisément ici comment les modèles de climat et les modèles à aire limitée simulent ces nuages de mi-niveau. Afin de documenter ces nuages, des observations obtenues à partir d'instruments de télédétection active déployés sur deux sites sols : Niamey au Sahel et Bordj Badji Mokhtar au Sahara ont été combinées avec les données satellites de CloudSat et CALIPSO. Ces observations ont révélé une occurrence de ces nuages tout au long de l'année avec une prédominance durant la période de mousson. Ces nuages sont majoritairement observés dans le Sud et l'Ouest de l'Afrique de l'Ouest mais s’étendent jusqu’au cœur du Sahara. Leur présence dans cette zone désertique pourrait s’expliquer par la dynamique de la dépression thermique saharienne (Saharan Heat Low). Ces nuages sont généralement fins (la plupart ont une épaisseur inférieure à 1000 m) et sont principalement composés d'eau liquide. Une méthode de clustering appliquée à ces données nous a permis d'identifier trois types de nuages : le premier avec des bases plus basses, le deuxième avec des bases plus hautes et le dernier avec de plus fortes épaisseurs. Les radiosondages et les mesures de rayonnement nous ont permis de déterminer la stratification thermodynamique dans laquelle ces nuages sont observés ainsi que d’estimer leur impact radiatif. On observe généralement des inversions de température potentielle au sommet des nuages des deux premières familles. Dans les modèles de climat, nous avons mis en évidence une forte dispersion des occurrences des nuages de mi-niveau en termes de fréquence, de position et d’extension sur la verticale et de cycle saisonnier. L'analyse des simulations régionales indique aussi une influence de la résolution spatiale et de la paramétrisation de la convection sur la modélisation des nuages de mi-niveau simulés au Sahel et sur le Sahara.
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Etienne, Christian. "Réalisation et évaluation d'un sodar monostatique : étude des signatures sodars en fonction de paramètres météorologiques". Orléans, 1986. http://www.theses.fr/1986ORLE0404.
Resumen
Le but de ce travail a été la réalisation et l'évaluation d'un sodar simple monostatique à réflectivité. Les signatures très caractéristiques de la basse atmosphère fournies par ce sodar pendant trois mois, après avoir été classées sont comparées a celles obtenues aux USA, au Japon et au Canada. Puis une étude climatologique statistique comparant ces signatures sodars à différentes données météorologiques, permet d'établir des corrélations très étroites entre les différents échos sodars et les observations météorologiques principales telles que la température, l'humidité. . . Mais aussi entre l'évolution de la couche limite observée par le sodar et une donnée relevée au sol, la température du point de rosée
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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.
Resumen
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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Chapon, Benoît. "Etude des pluies intenses dans la région Cévennes-Vivarais à l'aide du radar météorologique : régionalisation des traitements radar et analyse granulométrique des pluies au sol". Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://www.theses.fr/2006GRE10236.
Resumen
Dans ce travail nous avons étudié l'influence de la prise en compte de deux types de pluie que sont les zones convectives et les zones stratiformes possédant une zone de mélange eau/glace marquée. Pour cela nous avons développé une méthodologie de détection automatique de ces pluies sur les images radar volumiques provenant des mesures du réseau ARAMIS de Météo-France. Partant des algorithmes de Steiner et al. (1995) et Sanchez-Diezma et al. (2000), nous avons proposé une procédure de couplage de l'identification des types de pluie et de leur structure verticale (profil vertical de réflectivité) afin d'améliorer les détections de ces types de pluie aux grandes distances ( > 60km). Parallèlement à cela nous avons mis en place pendant l'automne 2004 une expérimentation de mesure de la distribution des tailles de gouttes sur le site de l'école des mines d'Alès à l'aide d'un disdromètre optique PARSIVEL. Les données collectées nous ont permis de commencer à documenter la granulométrie des pluies cévenoles, en vue du paramétrage des relations de conversion des réflectivités radar (Z en mm6. M-3) en intensité de pluie (R en mm. H-1). Nous avons d'abord mis en œuvre et évalué différentes procédures de calage des relations Z-R à l'aide d'un test d'auto-consistance s'appuyant sur les seules données granulométriques. Nous avons ensuite analysé la variabilité inter- et intra événementielle de la pluie. Enfin, nous avons établi des relations Z-R conditionnées par le type de pluie identifié à l'aide des données radar volumiquesWe have studied in the present thesis the development of an automated rainfall typing procedure into convective and stratiform regions based on the use of 3D weather radar data. First, we have shown the strong influence of the radar sampling properties for two algorithms already proposed in the literature by Steiner et al. (1995) and Sanchez-Diezma et al. (2000) for the detection of convective and stratiform precipitation, respectively. This problem was partially overcome by a decision tree and a coupling of the rain typing and the vertical profile of reflectivity (VPR) identification. The final algorithm is shown to significantly improve the raintyping at long ranges (e. G. , greater than 60 km). On the other hand, we have conducted an experiment in Alès during the autumn 2004 to document the Cévennes drop size distributions (DSD) at ground level by using an optical disdrometer. We have first implemented various methods to establish the reflectivity - rain rate relationship (Z-R relationship). Their respective merits were assessed through a self-consistency procedure based on DSD data alone. Then we have studied the seasonal, inter-storm and inner-storm variability of the Z-R relationship and shown the major influence of the inner-storm variability. Finally, we have performed a preliminary study of the link between the 3D radar data and the ground-based DSD data through a comparison of DSD-based and radar-based rain typing
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Brenot, Hugues. "Potentiel de la mesure GPS sol pour l'étude des pluies intenses méditerranéennes". Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012085.
Resumen
La zone Cévennes-Vivarais et son extension jusque la Méditerranée a été choisie par l'OHM-CV (Observatoire Hydrométéorologique-Méditerranéen des Cévennes-Vivarais) pour la fréquence et la représentativité des événements de pluies intenses qu'elle subit. Depuis 2002, des campagnes automnales de mesures GPS y sont menées dans le but d'améliorer notre connaissance du champ de vapeur d'eau troposphérique associé aux événements de pluie intense. Les observations GPS météorologiques sont les ZTD (délais troposphériques au zénith) et les gradients de délais. Exprimé par une composante Est-Ouest (Gew) et une composante Nord-Sud (Gns), le gradient de délai traduit l'anisotropie du champ de vapeur d'eau à proximité du site GPS.Pour le traitement des observations GPS des réseaux permanents et temporaires de la région de l'OHM-CV, une configuration optimale a été recherchée à partir de différents tests de sensibilité. Une précision de 5 mm sur les ZTD peut être obtenue avec cette stratégie d'analyse pour le réseau régional GPS de la région de l'OHM-CV ; Gew est précis à 6 mm près, alors que Gns apparaît moins précis (à 12 mm près) du fait de l'absence de satellite survolant le pôle Nord.Afin de préparer l'assimilation des observations GPS par les systèmes d'assimilation de données à méso-échelle de Météo-France (modèle de Météo-France AROME), des simulateurs d'observations GPS (ZTD, STD et gradients) ont été implémentés dans le modèle non-hydrostatique à haute résolution Méso-NH. Le laboratoire numérique que constitue le modèle Méso-NH a été un moyen efficace de quantifier la sensibilité des simulations de délais à différentes formulations de la réfractivité atmosphérique.
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Auray, Christophe. "La météorologie : savoir et pratiques populaires en Bretagne au moment de la naissance d'une science". Nantes, 2008. http://www.theses.fr/2008NANT3028.
Resumen
Une enquête de terrain en Bretagne a permis de collecter des traditionssur la météorologie populaire. Ce savoir regroupe à la fois des observations faites dans le ciel et sur la terre, des dictons, ainsi que des rituels pour influencer le temps. Ces informations issues de la tradition orale ont été complétées par des publications de collectes antérieures ainsi que des textes de médecins, astrologues, agronomes, juges et ecclésiastiques apportant une perspective historique. L'évolution des mentalités populaires a suivi l'histoire des idées scientifiques dont la source se trouve dans la littérature de l'Antiquité. Les auteurs grecs et romains sont une référence pour les scientifiques au cours des siècles et en particulier pour la médecine du XVIIIe siècle qui fera naître la météorologie scientifique s'imposant dans les siècles suivant.
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Rojas, Muñoz Oscar Javier. "Le rôle des nuages et des processus de surface sur la variabilité de la température à l'échelle locale : analyse d'observations multi-variables". Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2021. http://www.theses.fr/2021UPASJ016.
Resumen
La dynamique de grande échelle domine au premier ordre les variations de température de surface et les conditions atmosphériques en Europe occidentale. Cependant, cette circulation des masses d'air à grande échelle n’explique pas à elle seule l’ensemble de la variabilité des températures et des précipitations. Au second ordre, cette variabilité dépend de processus de petite échelle via la couche limite atmosphérique et le bilan d’énergie à la surface (SEB), qui dépend lui-même en grande partie du rayonnement et donc des propriétés des nuages.L'objectif de cette thèse est de mieux comprendre les processus locaux et leur influence sur la variabilité climatique locale, avec une attention particulière sur le rôle des nuages .Pour cela, le premier objectif est de quantifier la contribution locale spécifique des principaux termes du SEB agissant sur les variations de température à court terme (i.e. horaire) en Ile de France, et de déterminer leur importance et les conditions dans lesquelles l’un ou l’autre de ces termes sera prépondérant. Les quatre termes agissant sur les variations de température sont le rayonnement (que l’on peut séparer en contribution du ciel clair et des nuages), l'échange de chaleur avec l’atmosphère, l'échange de chaleur avec le sol, et l'advection de température. Nous développons le modèle OTEM qui permet d’estimer ces termes en s’appuyant quasiment exclusivement sur des observations, grâce au jeu de données SIRTA-ReOBS. Nous montrons que la somme de ces quatre termes donne une bonne estimation des variations horaires de température. Le poids de chaque terme du SEB sur les variations horaires de température est analysé à l'aide de la méthode des forêts aléatoires, dont le principal avantage est sa capacité à traiter des milliers de variables d'entrée et identifier les plus significatives. Cette analyse a montré que quelle que soit la saison, les nuages sont le principal modulateur de l’effet du soleil sur les variations de température en une heure pendant la journée, et ils dominent complètement pendant la nuit.Le deuxième objectif est l’étude du rôle spécifique des nuages dans les variations de température. Pour cela, d'autres observations incluant des profils lidar ont été utilisés, exclusivement dans des conditions nuageuses. Plusieurs cas ont été créés à partir de l’effet radiatif des nuages pendant le jour et la nuit pour (i) mieux comprendre comment ils affectent l’état de l’atmosphère et donc des autres variables à la surface, et (ii) caractériser le type des nuages prédominants en fonction de leur effet radiatif.Finalement, nous étudions la variabilité spatio-temporelle des résultats obtenus précédemment : (1) variabilité spatiale en appliquant la même méthode au site de la Météopole à Toulouse pour comprendre comment les conditions spécificités locales affectent chacun des termes impliqués dans les variations de température de surface ; (2) variabilité en fonction des conditions de circulation de l’air à grande échelle en séparant nos résultats en fonction des régimes de temps nord-atlantiqueLarge-scale dynamics dominate the surface temperature variations and atmospheric conditions in Western Europe to the first order. However, this large-scale air mass circulation alone does not explain all the temperature and precipitation variability. At the second order, this variability depends on small-scale processes via the atmospheric boundary layer and the surface energy balance (SEB), which itself depends largely on radiation and thus on cloud properties.The objective of this thesis is to better understand local processes and their influence on local climate variability, with a particular focus on the role of clouds.To do so, the first objective is to quantify the specific local contribution of the main SEB terms acting on short-term (i.e. hourly) temperature variations in Ile de France, and to determine their importance and the conditions under which one or the other of these terms will be preponderant. The four terms acting on the temperature variations are radiation (which can be separated into clear sky and cloud contribution), heat exchange with the atmosphere, heat exchange with the ground, and temperature advection. We develop the OTEM model that allows us to estimate these terms almost exclusively from observations, using the SIRTA-ReOBS dataset. We show that the sum of these four terms gives a good estimate of the hourly temperature variations. The weight of each term of the SEB on the hourly temperature variations is analyzed using the random forest method, whose main advantage is its ability to handle thousands of input variables and identify the most significant ones. This analysis showed that regardless of the season, clouds are the main modulator of the sun's effect on hourly temperature variations during the day, and they completely dominate during the night.The second objective is to study the specific role of clouds in temperature variations. For this purpose, other observations including lidar profiles have been used, exclusively under cloudy conditions. Several cases were created from the radiative effect of clouds during the day and night to (i) better understand how they affect the state of the atmosphere and thus other variables at the surface, and (ii) characterize the type of predominant clouds according to their radiative effect.Finally, we investigate the spatio-temporal variability of the previously obtained results: (1) spatial variability by applying the same method to the Meteopole site in Toulouse to understand how local specific conditions affect each of the terms involved in the surface temperature variations; (2) variability as a function of large-scale air circulation conditions by separating our results as a function of North Atlantic weather patterns
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Quesada, Benjamin. "Extrêmes de températures en Europe : caractéristiques, retroactions, sol atmosphère et prévisibilité". Versailles-St Quentin en Yvelines, 2014. http://www.theses.fr/2014VERS0002.
Resumen
Les événements extrêmes de température impactent largement les systèmes socio-économiques et environnementaux. En combinant analyses statistiques et expériences de modélisation en Europe, je montre qu'en hiver, les modèles globaux de climat simulent les vagues de froid et les variables climatiques associées. Ils surestiment cependant en moyenne d'environ 40% leur nombre. Une bonne représentation de la couverture neigeuse et de la rétroaction entre neige et atmosphère permettent de réduire ce biais dans les modèles. En été, ils simulent également les vagues de chaleur mais tendent à sous-estimer des mécanismes associés. La rétroaction entre humidité du sol et atmosphère explique la prévisibilité asymétrique des vagues de chaleur : des précipitations printanières élevées en Europe du Sud participent à leur inhibition alors qu’en cas de déficit, une vague de chaleur peut se développer ou non. Cette prévisibilité est susceptible de diminuer dans le futur à mesure que les sols s’assèchentExtreme temperature events largely impact socio-economic and environmental systems. Combining statistical analyses and modelling experiments in Europe, I show that in winter, global climate models simulate cold waves and associated climate variables. However, they overestimate their number by about 40%. A correct representation of snow cover and of the snow/atmosphere feedback reduces this bias in the models. In summer, they also simulate heat waves but tend to underestimate some linked physical mechanisms. Soil-moisture/atmosphere feedback explains the asymmetric predictability of heat waves: while high spring precipitation in Southern Europe contribute to their inhibition, in case of deficit, heat waves can develop or no. As soils become drier, this seasonal predictability is likely to be reduced in the future
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Affre, Christine. "Méthodologie de la mesure (aéroportée et au sol) des flux turbulents. Application à l'ozone aux échelles locale et régionale". Toulouse 3, 1997. http://www.theses.fr/1997TOU30112.
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Tabary, Pierre. "Observations radar de systèmes précipitants orographiques pendant l'expérience MAP". Toulouse 3, 2002. http://www.theses.fr/2002TOU30031.
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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.
Resumen
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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Seoane, Corral Lucía. "Interprétation géophysique du mouvement du pôle : apport des observations de géodésie spatiale, de météorologie, d'océanographie et d'hydrologie". Observatoire de Paris (1667-....), 2010. https://theses.hal.science/tel-01958536.
Resumen
L'excitation du mouvement du pôle provient principalement du transport de masse dans l'atmosphère et les océans. A présent le mouvement observé n'est pas parfaitement expliqué, que ce soit dans le domaine saisonnier d'une part ou à l'échelle diurne d'autre part. Notre effort s'est porté sur l'oscillation de Chandler ainsi que sur les variations de période inférieure à 50 jours et diurnes, pour lesquelles subsistent de nombreuses zones d'ombre. Les redistributions de masse atmosphériques et océaniques expliquent bien l'irrégularité du terme Chandler et le mouvement rapide de périodes comprises entre 3 et 50 jours. Cependant, des divergences importantes persistent à l'échelle diurne. Par ailleurs, les redistributions d'eau douce jouent un rôle important mais, la complexité et le manque d'observations des processus hydrologiques rendent leur modélisation imprécise. Les modèles actuels doivent donc être validés et confrontés au mouvement du pôle observé. Nous montrons que la prise en compte des modèles hydrologiques, ajoutés aux effets atmosphériques et océaniques, améliore le bilan saisonnier et à longue période. Le problème reçoit depuis quelques années un éclairage nouveau grâce à la mission Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE). Quatre centres d'analyse fournissent des séries de variations temporelles des harmoniques sphériques C20, C21 et S21 du champ de gravité qui sont proportionnelles aux excitations de la longueur du jour et du mouvement du pôle causées par les fluctuations de masse en surface. Nous avons analysé les dernières mises à jour. Malgré un niveau de bruit important, leur résidu hydrologique s'accorde bien avec le mouvement du pôle observéThe polar motion excitation is mainly due to the mass transport of the atmosphere and the oceans. So far, the observed motion is not fully explained from seasonal to diurnal scales. Our effort has focused on the Chandler wobble as well as fluctuations with period smaller than 50 days and diurnal variations, which remain still partially unexplained. We show that the atmospheric and oceanic mass redistributions are the principal causes of the Chandler wobble irregularities and the rapid polar motion of periods between 3 and 50 days. However, major differences persist at diurnal scales. Moreover, the redistributions of the continental water are important but, modelling those processes is imprecise due to the complexity and lack of observations of terrestrial hydrology. Current models must be then validated and compared to the observed polar motion. We show that the hydrological models, coupled with oceanic and atmospheric effects, improve the seasonal and long term mass balance. Thanks to space mission Gravity Discovery and Climate Experiment (GRACE), the total mass redistribution on the Earth can be determined with a different approach. Four analysis centers provide temporal variations of spherical harmonics C20, C21 and S21 of the gravity field that are proportional to the length of day and polar motion excitations caused by surface mass changes. We have analized the latest updates of these series. Despite a significant level of noise, their hydrological residual matches reasonably well the observed polar motion
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Jankowiak, Isabelle. "Surveillance des aérosols désertiques à partir de l'imagerie METEOSAT et estimation de leur impact radiatif". Lille 1, 1992. http://www.theses.fr/1992LIL10029.
Resumen
La composante en aérosols de l'atmosphère est actuellement mal estimée bien qu'elle soit reconnue comme importante dans les processus climatiques et dans les cycles biogéochimiques. Etant très variable dans le temps et dans l'espace, elle nécessite une surveillance à l'échelle globale qu'il est difficile d'obtenir à partir de mesures de surface. Par contre, le satellite est un outil très bien adapté à ce genre de problèmes à condition de pouvoir relier quantitativement le signal satellitaire au contenu en aérosols présent dans l'atmosphère. Ce travail est consacré à l'étude d'un type d'aérosols particulier, les aérosols d'origine désertique résultant de l'érosion éolienne dans les régions arides et semi-arides. Nous utilisons le satellite géostationnaire METEOSAT situé à 0° de longitude et donc particulièrement bien positionné pour ce type d'étude. Dans un premier temps, nous développons une méthode adaptée à la télédétection des aérosols au-dessus de l'océan et établissons un début de climatologie de ces événements au-dessus de l'Atlantique Nord, de 1983 à 1988. Nous calculons ensuite l'impact radiatif des poussières à partir d'un code de transfert radiatif développé au laboratoire. Nous démontrons que pour une année très riche en événements, les aérosols peuvent diminuer de 11%, en moyenne mensuelle, le flux solaire arrivant à la surface de l'océan. Au-dessus des terres, la télédétection des aérosols est beaucoup plus complexe, car la surface, très réfléchissante, contribue plus au signal satellitaire que la composante atmosphérique que nous cherchons à mesurer. Dans la dernière partie, nous étudions la faisabilité d'une méthode utilisant des fonctions de structure qui permettent de relier la dégradation de contraste à la quantité de poussières présente dans l'atmosphère
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Yu, Jingmei. "Représentation de l'effet des vents anabatiques sur le déclenchement de la convection profonde dans un modèle de climat". Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066254.
Resumen
Notre travail part d'une analyse de l'hypothèse que les vents de pente à moyenne échelle sont une source éventuelle du déclenchement de la convection profonde sur les reliefs. L'absence de prise en compte de ce phénomène dans les modèles du climat se manifeste par une mauvaise distribution spatial de la pluviométrie dans la zone de l'Afrique de l'Ouest. Nous avons mis au point une paramétrisation des brise de montagne permettant de représenter ce phénomène dans un modèle de circulation générale atmosphérique (GCM). Le modèle consiste en une couche limite maillée longitudinalement à la pente, couplée à un modèle de sol. Une première partie a consisté à construire et éprouver ce modèle en mode dynamique. Nous avons effectué une analyse de sensibilité aux principaux paramètres du modèle et aux conditions d'environnement. La solution stationnaire de la partie aéraulique du modèle a alors été calculée pour une mise en forme plus économe en vue de son implémentation dans le GCM du laboratoire (LMDZ). Le modèle de brise résultant à tout d'abord été éprouvé dans la version uni-colonne du GCM, en mode couplé avec la convection, et enfin une version diagnostic dans la version 3D de LMDZ a permis de vérifier les hypothèses de départ, tant en Afrique de l'Ouest qu'à l'échelle mondiale. Cette paramétrisation devrait permettre d'améliorer substantiellement la représentation des systèmes convectifs dans les GCM, mais également la représentation des couches limites atmosphériques dans les régions montagneuses
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Guedj, Stéphanie. "Assimilation des observations satellitaires au-dessus des surfaces continentales". Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/2285/.
Resumen
Dans les modèles de prévision numérique du temps, les observations satellitaires sont devenues indispensables pour la production d'une analyse atmosphérique optimale. Or, malgré les performances et la maturité des systèmes d'assimilation actuels, ces observations demeurent fortement sous-exploitées au-dessus des surfaces continentales pour différentes raisons. L'objectif de cette étude est d'améliorer la représentation de la surface (en température et émissivité) afin de mieux assimiler les observations de télédétection dans les modèles. Dans un premier temps, nous avons cherché à vérifier la validité des hypothèses de surface pour le calcul de l'émissivité micro-onde au dessus d'une surface enneigée (région de l'Antarctique). L'effet de plusieurs hypothèses de surface sur les émissivités micro-ondes a été étudié et la qualité des simulations de températures de brillance a été sensiblement améliorée par la prise en compte d'une hypothèse pertinente. Par la suite l'objectif était d'étendre l'assimilation des données infrarouges sensibles aux surfaces continentales qui étaient jusque là rejetées des systèmes d'assimilation. Les recherches récemment effectuées pour l'assimilation des données micro-ondes au-dessus des continents, ont montré qu'un tel objectif est atteignable si la surface est mieux caractérisée. J'ai consacré une bonne partie de ma thèse a évaluer le potentiel d'une estimation de l'émissivité et de la température de surface à partir des données du radiomètre SEVIRI (Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager) embarqué sur MSG (METEOSAT SECONDE GENERATION). La forte sensibilité aux nuages et les biais assez marqués de la température de surface analysée dans ALADIN m'ont poussée à préférer l'utilisation de climatologies d'émissivités IR du Land-SAF (EUMET-SAT Land Surface Analysis - Satellite Application Facilities) plutôt que d'estimer directement ces valeurs à partir des observations. J'ai montré qu'en me basant sur cette climatologie, on pouvait restituer des températures de surface à partir du canal IR10. 8 de même qualité que celles du Land-SAF et que l'utilisation de cette température de surface comme condition aux limites au modèle de transfert radiatif permet d'obtenir de bien meilleures simulations aux canaux SEVIRI. Enfin, des expériences d'assimilation, au sein de deux modèles à aire limitée, ont été conduites afin d'apprécier, pour la première fois, l'impact de l'assimilation des observations IR sensibles à la surface sur la qualité des analyses et des prévisions. L'impact prépondérant fut observé sur les analyses d'humidité avec une tendance à assécher l'atmosphère en période estivale et à l'humidifier en période hivernale. Ce changement d'humidité a été évalué avec succès près de la surface à l'aide de données GPS indépendantes. L'impact sur les prévisions et sur celles des précipitations en particulier, a été jugé positif principalement sur le sud de l'EuropeIn numerical weather prediction models, satellite observations are essential to perform optimal atmospheric analyses. Despite the performance and maturity of current assimilation systems, for different reasons these observations remain highly underutilized over land surfaces. This study aims to improve the description of the surface (temperature and emissivity) to better assimilate remote sensing observations in models. Initially, the validity of surface approximations used to calculate the microwave emissivity over snow surface was evaluated (over the Antarctica region). The impact of several surface approximations for microwave emissivity computation was studied and it was found that the quality of brightness temperature simulations was improved using relevant approximations. Thereafter, the objective was to extend the assimilation of infrared surface-sensitive observations over land which were until now rejected by the assimilation system. Recent researches to assimilate microwave observations over land have shown that this objective can be reached with an adequatly described surface. A large part of my PhD was devoted to the evaluate the potential to retrieve land surface emissivity and land surface temperature from data provided by the SEVIRI radiometer (Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager) onboard METEO-SAT SECOND GENERATION. The strong sensitivity to clouds and the large bias found in the land surface temperature computed by the ALADIN meso-scale model encouraged me to use infrared emissivity climatology from the Land-SAF (EUMETSAT Land Surface Analysis - Satellite Application Facilities) rather than direct retrieval from SEVIRI observations. I have shown that, with these climatologies, the land surface temperature could be retrieved at channel IR10. 8 with the same quality as the one from the Land-SAF. The use of this temperature as boundary conditions of the radiative transfer model improve the brightness temperature simulations at SEVIRI channels. For the first time, assimilation experiments were conduced within the two limited area models to assess the impact of the assimilation of surface-sensitive infrared observations over the analysis and forecast skills. The predominant impact was observed on the analysis of the moisture with a tendency to dry out the atmosphere in summer and increase moisture in winter. The change in moisture was successfully evaluated near the surface, using independent GPS data. The impact on forecasts, in particular the cumulative precipitation forecasts, was considered to be positive mainly over southern Europe
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Cerisier, Alexis. "Variations climatiques et infarctus du sujet jeune : à propos de 46 observations". Saint-Etienne, 1992. http://www.theses.fr/1992STET6420.
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Kebe, Cheikh Mouhamed Fadel. "Relation entre les intégrales spatio-temporelles de la couverture nuageuse et la pluie au sol aux latitudes tropicales : implications pour la mesure des précipitations depuis l'espace". Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30266.
Resumen
La variabilité des relations reliant d'une part l'intensité de pluie moyenne,
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Ayoub, Nadia. "Variabilite du niveau de la mer et de la circulation en mediterranee a partir de donnees altimetriques et de champs de vent : comparaison avec des simulations numeriques". Toulouse 3, 1997. http://www.theses.fr/1997TOU30254.
Resumen
La variabilite de la circulation oceanique en mediterranee apparait comme une combinaison de cellules a l'echelle des sous-bassins, de courants de surface generalement instables et de tourbillons de petite echelle, caracterises par un large eventail d'echelles temporelles. L'altimetrie satellitale permet une approche privilegiee a l'etude de la circulation en fournissant des champs synoptiques de cette variabilite. Ce travail s'appuie sur l'analyse des donnees d'anomalies du niveau de la mer par rapport a une surface moyenne, des missions topex/poseidon (t/p) et ers1/2. Les donnees sont corrigees de biais le long des traces dus a des effets de la pression atmospherique et a des erreurs d'orbite. Nous avons developpe pour cela une methode basee sur l'ajustement des niveaux moyens le long des traces. L'analyse des donnees t/p sur la periode oct. 92-dec. 96 montre l'existence d'un cycle saisonnier du niveau moyen dont les variations pic a pic peuvent atteindre 20 cm. Ce signal est explique par les effets steriques et par les variations de masse du bassin. Les donnees t/p et ers1/2 sont combinees et cartographiees via une methode d'analyse objective. La contribution des donnees ers1/2 permet une amelioration de la description de la circulation mesoechelle. La circulation est dominee par des structures de taille moyenne (200-300 km) presentant une forte variabilite interannuelle et par des tourbillons a petite echelle (<100 km) caracterises par des echelles de temps de 10 a 20 jours. La signature sur la topographie de surface de la reponse au forcage par le vent est etudiee a partir de champs de vent et de l'equation de la vorticite pour un mouvement barotrope et quasigeostrophique. Les calculs ne suggerent une reponse au vent que localement et sur des periodes limitees. L'analyse des donnees altimetriques est completee par des comparaisons preliminaires avec des simulations numeriques de la circulation sur tout le bassin (mom-gfdl) et sur le bassin ouest (opa-lodyc).
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Spiga, Aymeric. "Dynamique méso-échelle de l'atmosphère martienne : développement d'un modèle météorologique et analyse des observations OMEGA / Mars Express". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00347021.
Resumen
Dans cette thèse, nous analysons les phénomènes météorologiques régionaux révélés par les récentes missions martiennes. L'approche est numérique et observationnelle : nous avons construit un modèle météorologique méso-échelle complet pour la planète Mars, dont les applications potentielles sont nombreuses, et réalisé une cartographie à haute résolution de la pression de surface en nous appuyant sur les données du spectro-imageur OMEGA à bord du satellite Mars Express. Nous nous concentrons notamment sur les intenses circulations atmosphériques au voisinage des volcans, canyons et cratères martiens. Nous analysons également l'activité météorologique régionale des plaines martiennes, bien plus marquée que ne l'indique l'analyse synoptique. Les mouvements convectifs dans la couche limite martienne sont étudiés. Mars apparaît comme un environnement propice à d'intenses phénomènes météorologiques régionaux.
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Kolassa, Jana. "Soil moisture retrieval from multi-instrument satellite observations". Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066392.
Resumen
Dans cette thèse, un algorithme de restitution à base de réseaux de neurones a été développé afin d’estimer l’humidité du sol à partir d’une combinaison d’observations satellitaires en micro-ondes, infrarouge et visible. Une estimation globale des valeurs mensuelles d’humidité du sol a été obtenue pour la période 1993-2000 et est fournie sur une grille à pixel de surface constante avec une résolution équatoriale de 0,25 ◦. Cette estimation de l’humidité du sol a été évaluée avec des données modélisées, des données de télédétec- tion et des observations in situ et a montré une bonne performance à différentes échelles spatiales et temporelles. Une analyse de contenu en information a montré que chacune des différentes observations satellites contribue à une information différente sur l’humidité du sol, avec les données micro-ondes actives plus sensibles à l’évolution temporelle et les données infrarouges thermiques reproduisant mieux les structures spatiales. En outre, une analyse de synergie a révélé que la combinaison de toutes les observations permet une réduction de l’incertitude de restitution de plus de 18 % et que la méthode des réseaux de neurones exploite de manière optimale la synergie des observations par comparaison avec autres approches. Une analyse a démontré la cohérence de l’humidité du sol resti- tuée avec d’autres produits satellitaires réprésentatifs d’autres paramètres hydrologiques (inondations, précipitations) à l’échelle du globe. Cela souligne le potentiel de nôtre jeu de données d’humidité du sol pour les études du cycle de l’eau terrestre. Enfin, il a été démon- tré que la méthode de réseaux de neurones proposée, constitue également un outil efficace pour évaluer les modèles de surface continentale ainsi que la modélisation des processusIn this thesis, a neural network based retrieval algorithm has been developed to compute surface soil moisture from a combination of microwave, infrared and visible satellite obser- vations. A global estimate of monthly mean soil moisture values has been computed for the period 1993-2000 and is provided on an equal-area grid with an equatorial resolution of 0. 25◦. This soil moisture estimate has been evaluated against modelled, remotely sensed and in situ observations and was found to perform well on different spatial and temporal scales. An information content showed that each of the various satellite observations con- tributes information about a different soil moisture variation, with the active microwave data being more sensitive to the temporal evolution and the thermal infrared data better capturing the spatial patterns. Furthermore, a synergy analysis revealed that the combina- tion of all observations permits a reduction of the retrieval uncertainty by more than 18% and that the neural network methodology optimally exploits the synergy of observations compared to other approaches. A joint analysis of various remotely sensed datasets of ter- restrial water cycle components demonstrated the coherence of the retrieved soil moisture with other retrieval products and with global hydrological processes. This underlined its potential to be used for observation-based studies of the terrestrial water cycle. Finally, it has been shown that the proposed neural network methodology also provides an effective tool to evaluate Earth System Models on both a variable and a process basis
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Jaffrain, Jérôme. "Effet des essences forestières sur le fonctionnement organo-minéral d'un sol acide: observations et modélisations". Phd thesis, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00171476.
Resumen
L‘étude visait à évaluer après 30 ans quels sont les effets de la plantation d'essences sylvicoles sur le fonctionnement organique et minéral d'un sol acide (Breuil, Nièvre). Une parcelle de la forêt native a été préservée à titre de comparaison. Mes travaux se sont concentrés sur deux essences a priori très contrastées, le hêtre et le Douglas (conifère). L'étude a portée sur des solutions de sol collectées à différentes profondeurs et potentiels matriciels ainsi que sur des échantillons de sol. Diverses mesures physico-chimiques ont été réalisées (chimie totale, pH, spéciation aqueuse et solide). Une partie de ces mesures ont servi à simuler la complexation des métaux par les substances humiques (modèle Wham), et d'en obtenir des variables physico-chimiques supplémentaires. Une analyse statistique poussée des données a permis de mettre en évidence des effets nombreux et parfois très marqués de l'essence sylvicole, et d'en identifier les principaux processus/mécanismes contrôlant la composition chimique des solutions et la spéciation de la phase solide. L'intensité des processus semble différer selon l'essence et la profondeur du sol. En particulier, ce travail a pu montrer l'existence dans les deux plantations de processus associés à l'acidolyse, tandis que dans la forêt native les processus semblent plutôt révéler un fonctionnement du type acido-complexolyse.
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Malakooti, Hossein. "Météorologie et qualité de l'air dans une grande ville : application sur Téhéran, Iran". Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00555962.
Resumen
The influence of a mega-city on the atmospheric boundary layer and surface conditions was examined in the complex-terrain, semi-arid Tehran region using the Pennsylvania State University/National Center for Atmospheric Research fifth-generation Mesoscale Model (MM5) during a high pollution period. In addition, model sensitivity studies were conducted to evaluate the performance of the urban canopy and urban soil model "SM2-U (3D)" parameterization on the meteorological fields and ground level air pollutant concentrations in this area. The topographic flows and urban effects were found to play important roles in modulating the wind and temperature fields, and the urbanized areas exerted important local effects on the boundary layer meteorology. An emission inventory of air pollutants and an inventory of heat generation were developed and updated for 2005 in this work. Emissions from on-road motor vehicles constitute a major portion of the emission inventory and play the most important role in terms of contributions of air pollutants to the atmosphere in Tehran. By using a detailed methodology, we calculated spatial and temporal distributions of the anthropogenic heat flux (Qf) for Tehran during 2005. Wintertime Qf is larger than summertime Qf, which reflects the importance of heating emissions from buildings and traffic during cold and warm period respectively. Different urban parameterizations were used as a tool to investigate the modifications induced by the presence of an urban area in the area of interest. It was found that, for local meteorological simulations, the drag-force approach coupled with an urban soil model (DA-SM2-U) is preferable to the roughness approach (RA-SLAB). The comparisons indicated that the most important features of the wind, temperature and turbulent fields in urban areas are well reproduced by the DA-SM2-U configuration with the anthropogenic heat flux being taken into account (i.e., "DA-SM2-U Qf: On" option). This modeling option showed that the suburban part of the city is dominated by topographic flows whereas the center and south of Tehran are more affected by urban heat island (UHI) forcing especially during the night. The chemical transport modeling, including a model sensitivity study, was used to investigate the impact of the different urban parameterization on the dispersion and formation of pollutants over the Tehran region. Results show that applying DA approaches leads to significant improvements in the simulated spatial and temporal distribution of air pollutant concentrations in the city area and affects significantly the size of the urban plumes.
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Joulin, Pierre-Antoine. "Modélisation à fine échelle des interactions entre parcs éoliens et météorologie locale". Thesis, Toulouse, INPT, 2019. http://www.theses.fr/2019INPT0135.
Resumen
Le développement des énergies éoliennes, encouragé par le projet de Programmation Pluriannuelle de l’Énergie, soulève de nouvelles questions. Certains parcs s’orienteront vers des terrains montagneux et offshore. Pour prévoir la production énergétique et tenter de l’optimiser, une meilleure compréhension de l’écoulement du vent au sein des fermes sur ce type de terrains est nécessaire. Par ailleurs, les éoliennes offshore, de plus en plus grandes, seront amenées à interagir plus fortement avec la météorologie locale. Il semble alors important de caractériser ces interactions. Pour répondre à cet enjeu industriel et environnemental, un nouvel outil numérique a été créé au cours de ces travaux de thèse. La première partie de ce manuscrit se concentre sur les notions, les concepts et les modèles théoriques de la Couche Limite Atmosphérique (CLA) ainsi que des éoliennes. L’intérêt se porte notamment sur le modèle météorologique Meso-NH, utilisant la méthode Large Eddy Simulation (LES) et sur des modélisations simplifiées d’éoliennes : l’Actuator Disk (AD) rotatif et non-rotatif puis l’Actuator Line (AL). La deuxième partie se consacre au développement et à la validation de l’outil couplé. En implémentant les méthodes AD et AL au sein de Meso-NH, il devient possible de simuler la présence des éoliennes dans une couche limite atmosphérique réaliste. Une première étape de validation se base sur une expérience en soufflerie, mettant en jeu cinq éoliennes sur une colline, pour analyser le couplage avec l’Actuator Disk non rotatif. Une seconde se focalise sur l’expérience MextNext, concernant une petite éolienne en soufflerie, pour étudier le couplage avec l’Actuator Line. Les résultats obtenus sont très satisfaisants. La troisième partie se concentre sur l’impact potentiel des fermes éoliennes sur la météorologie locale. La capacité de l’outil à reproduire des interactions météorologiques complexes a été démontrée en simulant le cas des photos de Horns Rev 1. La formation nuageuse obtenue par le couplage numérique témoigne du potentiel de l’outil développé. Ensuite, pour tenter de caractériser les interactions des futurs parcs offshore avec la météorologie locale, de très grandes éoliennes plongées dans une fine couche limite atmosphérique ont été simulées. Un cas de temps clair et un cas nuageux ont été examinés. Il conviendra de mener des études complémentaires pour approfondir l’analyse de ces derniers résultats, encore préliminaires. Ainsi, de nouvelles paramétrisations de Meso-NH permettent maintenant de représenter des éoliennes dans une atmosphère réaliste, en élargissant le champ des possibles des simulations CFD pour les parcs éoliensThe development of wind energy, encouraged by the french Multiannual Energy Program, raisesnew questions. Some parks will be located on mountainous and offshore terrains. To forecast the energy production and try to optimize it, a better understanding of the flow within wind farm on thattype of terrain is needed. In addition, modern offshore wind turbines are getting larger and willinteract more strongly with local weather. It seems important to characterize these interactions. To respond to this industrial and environmental challenge, a new digital toolwas created during this thesis work. The first part of this manuscript focuses on the concepts andtheoretical models of the Atmospheric Boundary Layer (ABL) and wind turbines. In particular, theMeso-NH meteoro- logical model, used in the Large-Eddy Simulation (LES) framework, andsimplified models of wind turbines have been investigated : Actuator Disk (AD) with and without rotation and the Actuator Line (AL). The second part is devoted to the development and validation of the coupled tool. By implementing the AD and AL methods within Meso-NH, it becomes possible to simulate the presence of wind turbines in a realistic atmospheric boundary layer. A firstvalidation step is based on a wind tunnel experiment, involving five wind turbines on a hill, toanalyze the coupling with the non-rotating Actuator Disk. A second focuses on the MextNext experiment of a small wind turbine, to study the coupling with the Actuator Line. All the resultsobtained are very satisfactory. The third part focuses on the potential impact of wind farms on localweather. The ability of the tool to reproduce complex meteorological interactions has been demonstrated by simulating the case of the Horns Rev 1 photos. The cloud development obtainedby the coupled system demonstrates the potential of the developed tool. In order to characterizethe impact of future offshore parks on the local meteorology, large wind turbines immersed in a thin atmospheric boundary layer were simulated. A clear weather case and a cloudy one wereexamined. Additional studies will be needed to complement these preliminary results. Thus, newMeso-NH parameterizations make now possible to represent wind turbines in a realistic atmosphere, widening the scope of possible CFD simulations for wind farms
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Samouëlian, Anatja. "Analyse tridimensionnelle non destructive de la fissuration d'un sol cultivé à partir de mesures de résistivité électrique". Orléans, 2004. http://www.theses.fr/2004ORLE2008.
Resumen
L'objectif de ce travail de thèse est la mise au point d'une méthode expérimentale de description tri-dimensionnelle de la fissuration d'un sol à la dessiccation. Nous avons adapté à notre échelle d'étude la méthode de la résistivité électrique (configuration carré), permettant une acquisition 3D et non destructive. Notre démarche repose sur un couplage entre expérimentation et modélisation de la répartition des lignes de courant en milieu fissuré. A l'aide de la modélisation 3D nous avons pu évaluer numériquement les effets de bords présents lors d'expérimentation en milieu fini. Nous avons également défini et évalué la sensibilité de deux indices d'anisotropie AAI et amax. L'indice amax permet de retrouver l'orientation de la fissure. L'indice AAI est également sensible à des paramètres géométriques tels que : épaisseur, profondeur, pendage. Ces indices validés par l'expérimentation permettent une description non redondante de l'état de fissuration et de son évolution. Ce travail ouvre ainsi des perspectives sur la modélisation des milieux poreux déformables.
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Kohn, Jacqueline. "Inversion des observations spatiales micro-ondes pour la détermination de la température du sol en présence de neige". Thèse, Université de Sherbrooke, 2009. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/2812.
Resumen
The soil temperature is an essential parameter for the energy balance of the earth. Many methods have been developed to determine summer surface temperature, but the determination in the presence of snow is an ill-conditioned problem since it requires the differentiation of several temperatures (surface of snow, temperature gradient within the snowpack and temperature at the snow/soil interface). Our project was motivated by the need to improve the estimation of soil temperature, within the first centimeters of soil, under the snowpack.The passive microwave remote sensing could provide this information. We showed the potential of the passive microwave brightness temperature inversion at 10 GHz (derived from AMSR-E, version V5) for the estimation of the soil temperature by using a physical multilayer snow model (SNTHERM) coupled with a snow microwave emission model (HUT).The snow model is driven with measurements from meteorological stations (air temperature, precipitation, air relative humidity, wind speed) and data generated by the NARR meteorological reanalysis.The coupled model is validated with in-situ measurements and the retrieved soil temperatures are compared to those derived from the snow model and NARR.The overall root mean square error in the soil temperature retrieval is 3.29 K, which is lower than the error derived from models without the use of remote sensing. This validation must consider the fact that we are comparing temperatures from a point station to that corresponding to an area of 25 x 25 km on the satellite scale. We also show the possibility of mapping the soil temperature. This original procedure constitutes a very promising tool to characterize the soil under snow (frozen or not), as well as its evolution in locations where measurements are unavailable
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Mestre, Olivier. "Méthodes statistiques pour l'homogénéisation de longues séries climatiques". Toulouse 3, 2000. http://www.theses.fr/2000TOU30165.
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Kocha, Cécile. "Interactions entre poussières désertiques et convection profonde en Afrique de l'Ouest : observation et modélisation à échelle convective". Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1547/.
Resumen
Dans un contexte de réchauffement climatique, la région d'Afrique de l'Ouest, où les sécherresses sont dévastatrices pour les populations, montre les plus fortes incertitudes sur l'évolution des précipitations. C'est aussi la première source de poussières désertiques au monde dont la production est en augmentation par la sur-exploitation des sols. Or ces poussières désertiques, associées à des épidémies de méningite, absorbent et diffusent le flux solaire entraînant alors une modification du taux d'échauffement atmosphérique. En modifiant le bilan radiatif atmosphérique elles sont alors succeptible d'influencer de la turbulence de fine échelle aux circulations atmosphériques de grande échelle. Seulement les processus en jeu dans les interactions entre les poussières désertiques et l'atmosphère sont très variés, complexes, et constituent une grande source d'incertitude dans la prévision numérique. Afin d'appréhender ces processus, un cadre de modélisation à été développé permettant à la fois la résolution explicite de la convection, la résolution du cycle de vie des poussières et de leur impact radiatif, et la prise en compte de leurs interactions sur toute l'Afrique de l'Ouest à échelle mensuelle. Sur un cas extrême de tempête de poussières en saison sèche, la forte quantité de poussières soulevée par le front entraîne une amplification par deux de la signature de la tempête. La modélisation explicite des poussières améliore la prévisibilité de la tempête. De manière plus statistique, pendant la mise en place de la mousson, en juin, la fréquente présence de poussières participe activement à l'initiation du saut de mousson. D'une part, en affaiblissant la dépression thermique Saharienne, un des principaux moteurs de la mousson, mais aussi, d'autre part, en renforçant le déplacement vers le nord du coeur de la zone de convergence inter-tropicale et des jets. A plus fine échelle, la présence de poussières impacte la localisation et le cycle diurne des systèmes convectifs. Les poussières modifient alors la couverture nuageuse dont les impacts radiatifs sont plus forts que l'effet direct des poussières. La prise en compte des effets semi-directs des poussières sont donc essentiels pour la prévision en Afrique de l'OuestWest Africa shows the greatest uncertainties about the evolution of precipitations. Moreover, in a warming climate, this region is very suceptible to droughts which can be devastating for the local populations. This region is also the main source of desert dust in the world where production is increasing due to over-exploitation of soils. Besides the fact that dust is associated with outbreaks of meningitis, it also has a direct impact on the atmosphere since it absorbs and scatters solar radiation causing a change in atmospheric heating. By altering the atmospheric radiation budget, the dust can influence the fine-scale turbulence up to large-scale atmospheric circulations. Also, the processes involved in the interactions between desert dust and atmosphere are very diverse, complex, and constitute a major source of uncertainty in numerical prediction. In order to understand these processes, a modeling framework was developed which englobes fine to regional scales. It explicitly resolves the deep convection, the dust life cycle and its radiative impacts, but also considers their interactions over all of West Africa at a monthly scale. Under dust storm conditions during the dry season, the high amount of dust raised by the fronts, leads to a near doubling of the storm intensity. By this positive feedback, explicit modeling of dust improves the predictability of the storm. During the establishment of the monsoon in June, the frequent occurrence of dust is actively involved in the initiation of the monsoon onset: On the one hand, by weakening the Saharan heat low, and on the other hand, by strengthening the northward movement of the heart of the inter-tropical convergence and jets. At finer scales, the presence of dust also impacts the location and the diurnal cycle of convective systems. Also, dust can change the cloud cover which leads to stronger radiative impacts than the direct effect of dust. This thesis suggests that accounting for the coupling between the dust and the atmosphere may improve the forecast skill in West Africa
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Kerr, Yann H. B. "Echanges énergétiques à l'interface sol-atmosphère par télédétection : complémentarités des différents domaines de longueurs d'ondes". Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30109.
Resumen
L'utilisation de donnees de teledetection acquises dans differents domaines de longueurs d'ondes (visible, proche infra-rouge, infra-rouge thermique et microondes passives) est etudiee dans le cadre de l'estimation des bilans energetiques et hydriques a l'interface sol-atmosphere. Cette etude se situe dans un contexte global, c'est-a-dire sur des surfaces terrestres relativement etendues, et est principalement axee sur les zones arides et semi-arides ou se pose le probleme de la desertification. Pour chaque domaine spectral, la physique de la mesure est etudiee, ce qui permet d'evaluer les parametres de la surface (albedo, temperature, couverture vegetale, etc. ) qu'il est possible d'extraire du signal satellitaire et de quantifier avec quelle precision. Ensuite, sont etudies les differents flux que l'on peut estimer au moyen de ces parametres de surface. Comme il s'avere impossible de determiner l'ensemble de ces flux au moyen de donnees acquises dans un seul domaine de longueur d'onde, les synergies entre les differents domaines de longueurs d'ondes sont analysees. Une methodologie d'utilisation est alors suggeree. Les resultats sont valides au moyen de resultats de mesures effectuees lors de campagnes (senegal, niger, arizona, sud-est de la france). Enfin, les perspectives futures sont decrites
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Pellenq, Jennifer. "Couplage de la modélisation hydrologique avec la modélisation des transferts sol-végétation-atmosphère : application à la spatialisation et à l'assimilation des données du satellite SMOS". Toulouse 3, 2002. http://www.theses.fr/2002TOU30137.
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Bouillon, Marie. "Températures atmosphériques homogènes dérivées des observations satellitaires IASI : restitution, variations spatio-temporelles et événements extrêmes". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2021. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2021SORUS317.pdf.
Resumen
Les instruments IASI, lancés en 2006, 2012 et 2018, observent des spectres de luminances du système Terre-atmosphère, à partir desquels il est possible de dériver les températures atmosphériques. L'organisation EUropéenne pour l'exploitation des SATellites MÉTéorologiques (EUMETSAT) calcule les températures de la surface et de l'atmosphère à partir des observations IASI depuis 2007. Afin d'améliorer la qualité des températures calculées, EUMETSAT a effectué plusieurs mises à jour de l'algorithme de traitement. Ce travail de thèse montre que ces mises à jour ont rendu la série de températures inhomogène et inadaptée à l'étude des variations de température sur le long terme. Une nouvelle série de températures atmosphériques a alors été calculée à partir des spectres IASI à l'aide d'un réseau de neurones artificiel. Les températures issues de ce réseau de neurones ont ensuite été validées avec les températures ERA5 et des températures observées par radiosondage. La validation montre une bonne concordance entre les trois jeux de données de 750 à 7 hPa. Cette nouvelle série homogène de températures atmosphériques a ensuite été utilisée pour observer les événements extrêmes qui ont eu lieu depuis 2007, en particulier les réchauffements stratosphériques soudains (SSW). Plusieurs SSW ont eu lieu depuis 2007, et il est possible d'observer les variations de températures et d'ozone lors de ces événements grâce aux observations IASI. Les températures permettent également d'observer les vagues de froid et les vagues de chaleur qui ont eu lieu ces dernières années. Finalement, les températures ont été utilisées pour calculer les tendances sur la période 2008-2020. On observe un réchauffement de la troposphère, en particulier dans la haute troposphère équatoriale et en Arctique, et dans la stratosphère au sud de 50°S grâce au lent rétablissement de la couche d’ozone. Dans le reste de la stratosphère, les températures diminuent. Les méthodes développées pendant cette thèse ont permis de créer une série de température homogène et indépendante, et elles pourront être appliquées à la suite de la mission IASI, ainsi qu'à la mission IASI-New Generation qui débutera en 2024The IASI instruments, launched in 2006, 2012 and 2018, observe radiance spectra from the Earth-atmosphere system, allowing us to retrieve atmospheric temperatures. The EUropean organisation for the exploitation of METeorological SATellites (EUMETSAT) computes surface and atmospheric temperatures from IASI observations since 2007. To improve the quality of the retrieved temperatures, EUMETSAT has performed several updates on the temperature processing algorithm. In this work, we show how the EUMETSAT temperature record is inhomogeneous and therefore not adapted to the study of temperatures on the long term. Therefore, a new atmospheric temperature product was computed from IASI spectra with an artificial neural network, using IASI radiances as input and ERA5 reanalysis temperatures as output. The temperatures retrieved with the neural network were validated against ERA5 temperatures and radiosounding temperatures. The validation showed good agreement between the three datasets from 750 to 7 hPa. At 2 hPa, the quality of the temperature products decreases because of the low amount of information on temperature within the IASI spectra at this altitude. This new homogeneous temperature record was then used to study extreme events, in particular Sudden Stratospheric Warmings (SSW). This work studies several SSWs that have happened since 2007, and shows that IASI is perfectly suited to study both temperature and ozone changes during these events. The temperatures were also used to observe the cold and heat waves that happened in the past few years. Finally, the temperatures were used to compute trends over the 2008-2020 period. The troposphere is warming, especially in the upper equatorial troposphere and in the Arctic. The stratosphere north of 50°S is also warming due to the slow ozone hole recovery. In the rest of the stratosphere, the temperatures are decreasing. This thesis presents an homogenous and independent temperature data record from IASI. The methods developed can and will be applied to the rest of the IASI mission and to its successor, the IASI-New Generation mission, which will launch in 2024
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Taillardat, Maxime. "Méthodes Non-Paramétriques de Post-Traitement des Prévisions d'Ensemble". Electronic Thesis or Diss., Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLV072.
Resumen
En prévision numérique du temps, les modèles de prévision d'ensemble sont devenus un outil incontournable pour quantifier l'incertitude des prévisions et fournir des prévisions probabilistes. Malheureusement, ces modèles ne sont pas parfaits et une correction simultanée de leur biais et de leur dispersion est nécessaire.Cette thèse présente de nouvelles méthodes de post-traitement statistique des prévisions d'ensemble. Celles-ci ont pour particularité d'être basées sur les forêts aléatoires.Contrairement à la plupart des techniques usuelles, ces méthodes non-paramétriques permettent de prendre en compte la dynamique non-linéaire de l'atmosphère.Elles permettent aussi d'ajouter des covariables (autres variables météorologiques, variables temporelles, géographiques...) facilement et sélectionnent elles-mêmes les prédicteurs les plus utiles dans la régression. De plus, nous ne faisons aucune hypothèse sur la distribution de la variable à traiter. Cette nouvelle approche surpasse les méthodes existantes pour des variables telles que la température et la vitesse du vent.Pour des variables reconnues comme difficiles à calibrer, telles que les précipitations sexti-horaires, des versions hybrides de nos techniques ont été créées. Nous montrons que ces versions hybrides (ainsi que nos versions originales) sont meilleures que les méthodes existantes. Elles amènent notamment une véritable valeur ajoutée pour les pluies extrêmes.La dernière partie de cette thèse concerne l'évaluation des prévisions d'ensemble pour les événements extrêmes. Nous avons montré quelques propriétés concernant le Continuous Ranked Probability Score (CRPS) pour les valeurs extrêmes. Nous avons aussi défini une nouvelle mesure combinant le CRPS et la théorie des valeurs extrêmes, dont nous examinons la cohérence sur une simulation ainsi que dans un cadre opérationnel.Les résultats de ce travail sont destinés à être insérés au sein de la chaîne de prévision et de vérification à Météo-FranceIn numerical weather prediction, ensemble forecasts systems have become an essential tool to quantifyforecast uncertainty and to provide probabilistic forecasts. Unfortunately, these models are not perfect and a simultaneouscorrection of their bias and their dispersion is needed.This thesis presents new statistical post-processing methods for ensemble forecasting. These are based onrandom forests algorithms, which are non-parametric.Contrary to state of the art procedures, random forests can take into account non-linear features of atmospheric states. They easily allowthe addition of covariables (such as other weather variables, seasonal or geographic predictors) by a self-selection of the mostuseful predictors for the regression. Moreover, we do not make assumptions on the distribution of the variable of interest. This new approachoutperforms the existing methods for variables such as surface temperature and wind speed.For variables well-known to be tricky to calibrate, such as six-hours accumulated rainfall, hybrid versions of our techniqueshave been created. We show that these versions (and our original methods) are better than existing ones. Especially, they provideadded value for extreme precipitations.The last part of this thesis deals with the verification of ensemble forecasts for extreme events. We have shown several properties ofthe Continuous Ranked Probability Score (CRPS) for extreme values. We have also defined a new index combining the CRPS and the extremevalue theory, whose consistency is investigated on both simulations and real cases.The contributions of this work are intended to be inserted into the forecasting and verification chain at Météo-France
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Lesueur, Chloé. "Relations entre les mesures de mouvements du sol et les observations macrosismiques en France : Etude basée sur les données accélérométriques du RAP et les données macrosismiques du BCSF". Strasbourg, 2011. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2011/LESUEUR_Chloe_2011.pdf.
Resumen
Une comparaison entre observations macrosismiques et accélérométriques est effectuée pour trois séismes de magnitude Mw~4. 5 du nord-est de la France et de l’ouest de l’Allemagne, entre 2003 et 2005. Les paramètres scalaires et spectraux (Peak Ground Acceleration /Velocity (PGA et PGV), Cumulate Absolute Velocity (CAV), Arias Intensity (AI), Pseudo Acceleration /Velocity (PSA et PSV)) sont déduits des signaux accélérométriques enregistrés par neuf stations du Réseau Accélérométrique permanent situés entre 29 et 180km des épicentres. Les données macrosismiques sont collectées au travers de témoignages spontanés via le questionnaire internet du Bureau Central Sismologique Français. Les réponses aux questions du formulaire sont par la suite encodées. En plus de l’intensité macrosismique individuelle, l’analyse de la corrélation interne entre les réponses encodées a mis en évidence quatre champs de questions, définis par un sens physique différent : 1) « Mouvements vibratoires des petits objets », 2) « Déplacement et chute d’objets », 3) « Sons entendus », 4) « Ressenti Personnel ». Les plus fortes corrélations entre paramètres macrosismiques et instrumentaux sont observées lorsque les paramètres macrosismiques sont moyennés sur des surfaces circulaires de 10km de rayon autour de chaque station accélérométrique. Les intensités macrosismiques prédites par les relations intensité-PGV publiées s’accordent bien avec les intensités observées, contrairement à celles prédites à partir du PGA. Les corrélations entre les paramètres instrumentaux et macrosismiques pour des intensités comprises entre II et V (EMS-98) montrent que le PGV est le paramètre qui présente les plus fortes corrélations avec tous les paramètres macrosismiques. Les corrélations avec les spectres de réponses (PSA) montrent une claire dépendance en fréquence dans l’intervalle [1-33Hz]. Les composantes horizontales et verticales sont corrélées avec les paramètres macrosismiques entre 1 et 10Hz, gamme correspondant au domaine de fréquences propres de la plupart des bâtiments et au contenu haute énergie du mouvement du sol. Entre 10 et 25Hz une chute de corrélations entre les données macrosismiques et instrumentales est observée jusqu’à 25Hz, fréquence à laquelle les coefficients de corrélation augmentent et approchent le niveau des corrélations obtenues avec le PGAComparison between accelerometric and macroseismic observations is made for three Mw~4. 5 earthquakes of eastern France between 2003 and 2005. Scalar and spectral instrumental parameters are processed from the accelerometric data recorded by nine accelerometric stations located between 29km and 180km from the epicentres. Macroseismic data are based on the French Internet reports. In addition to the individual macroseismic intensity, analysis of the internal correlation between the encoded answers highlights four predominant fields of questions, bearing different physical meanings: 1) “Vibratory Motions of small objects”, 2) “Displacement and Fall of Objects”, 3) “Acoustic Noise”, and 4) “Personal Feelings”. Best correlations between macroseismic and instrumental observations are obtained when the macroseismic parameters are averaged over 10km radius circles around each station. Macroseismic intensities predicted by published PGV-intensity relationships quite agree with the observed intensities, contrary to those based on PGA. The correlations between the macroseismic and instrumental data, for intensities between II and V (EMS-98), show that PGV is the instrumental parameter presenting the best correlation with all macroseismic parameters. The correlation with response spectra, exhibits clear frequency dependence over a limited frequency range [0. 5-33Hz]. Horizontal and vertical components are significantly correlated with macroseismic parameters between 1 and 10Hz, a range corresponding to both natural frequencies of most buildings and high energy content in the seismic ground motion. Between 10 and 25Hz, a clear lack of correlation between macroseismic and instrumental data is observed, while beyond 25Hz the correlation coefficient increases, approaching that of the PGA correlation level
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Vionnet, Vincent. "Études du transport de la neige par le vent en conditions alpines : observations et simulations à l'aide d'un modèle couplé atmosphère/manteau neigeux". Phd thesis, Université Paris-Est, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00781279.
Resumen
Le transport de la neige par le vent est une composante importante de l'interaction entre l'atmosphère et la cryosphère. En zone de montagne, il influence la distribution temporelle et spatiale de la couverture neigeuse au cours de l'hiver et a en premier lieu des conséquences sur le danger d'avalanche. La modélisation numérique de ce phénomène permet d'étudier les interactions complexes entre le manteau neigeux et le vent et d'en estimer les conséquences de manière distribuée. Dans ce contexte, cette thèse décrit le développement et l'évaluation d'un modèle couplé atmosphère/manteau neigeux dédié à l'étude du transport de la neige par le vent en zone de montagne reposant sur le modèle atmosphérique Meso-NH et le modèle détaillé de manteau neigeux Crocus. Le transport de la neige par le vent a été étudié sur le site expérimental du Col du Lac Blanc (massif des Grandes Rousses, France). Une base de données d'épisodes de transport couvrant dix hivers a tout d'abord été utilisée pour déterminer les caractéristiques principales de ces épisodes. Des simulations avec le modèle Crocus (non couplé à Meso-NH) ont ensuite montré qu'il était nécessaire de tenir compte des transformations mécaniques des grains de neige induites par le vent afin de simuler une évolution réaliste de la vitesse seuil de transport. Le site expérimental a également été le siège de deux campagnes de mesures en 2011 et 2012 visant à collecter de données de validation pour le modèle. Elles renseignent sur les conditions météorologiques près de la surface, sur les quantités de neige transportées et sur la localisation des zones d'érosion et de dépôt de la neige grâce à l'utilisation d'un laser terrestre. Le modèle de transport de neige par le vent Meso-NH/Crocus a été développé. Il intègre le transport de la neige en saltation et en suspension turbulente ainsi que la sublimation des particules de neige transportée. Un schéma à deux moments permet de simuler l'évolution spatiale et temporelle de la distribution en taille des particules. L'utilisation d'un schéma de couche limite de surface à l'interface entre Meso-NH et Crocus s'est révélé nécessaire pour représenter les forts gradients de concentration en particules de neige observés près de la surface. Meso-NH/Crocus est le premier modèle couplé atmosphère/manteau neigeux capable de simuler de manière interactive le transport de la neige par le vent en zone alpine. Meso-NH/Crocus a été évalué en relief réel grâce aux données collectées lors de la première campagne de mesure en 2011. La simulation d'un épisode de transport sans chute de neige simultanée montre que le modèle reproduit de manière satisfaisante les principales structures d'un écoulement en relief complexe ainsi que les profils verticaux de vitesse de vent et de flux de particules de neige en suspension près de la surface. En revanche, la résolution horizontale de 50 m est insuffisante pour reproduire avec précision la localisation des zones d'érosion et de dépôt autour du Col du Lac Blanc. La prise en compte de la sublimation réduit la quantité de neige déposée de l'ordre de 5%.Les techniques de descente d'échelle dynamique (grid nesting) ont ensuite été utilisées pour simuler un second épisode de transport avec chute de neige. L'augmentation de la résolution horizontale intensifie les contrastes de vitesse de vent entre versants au vent et sous le vent. En revanche, elle modifie peu les quantités et les structures spatiales des précipitations solides autour du Col du Lac Blanc. Lorsqu'il est activé, le transport devient la principale source d'hétérogénéités des accumulations neigeuses
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Zitouna-Chebbi, Rim. "Observations et caractérisation des échanges d'eau et d'énergie dans le continuum sol-plante-atmosphère en condition de relief collinaire : cas du bassin versant Kamech, Cap Bon, Tunisie". Montpellier SupAgro, 2009. http://www.theses.fr/2009NSAM0027.
Resumen
Sur la rive sud de la Méditerranée, les zones de relief sont le siège d’une intensification des activités agricoles, leurs structurations permettant la captation des eaux de ruissellement. Les enjeux sont l’adaptation à une demande alimentaire croissante et le maintien des populations locales. Au regard de ces pressions anthropiques, conjuguées avec les changements climatiques attendus, il est nécessaire de développer des outils d’aide à la décision pour une gestion optimale de ces agrosystèmes. Dans ce contexte, la quantification des échanges d’énergie et d’eau à l’interface sol - végétation - atmosphère est primordiale, car ils sont étroitement liés aux rendements agricoles, et ils représentent les deux tiers du bilan hydrologique en région semi-arides. Cependant, peu de travaux ont été menés sur ce type de relief caractérisé par des structurations collinaires. La présente étude vise à observer et caractériser les échanges d’énergie et de masse à l’interface sol - végétation - atmosphère, à l’intérieur d’un petit bassin versant agricole à structuration collinaire. Afin de s’assurer de la cohérence des observations mises en œuvre, nous avons recours à deux méthodes indépendantes qui sont le bilan d’énergie et le bilan hydrique, et dont la comparaison à différentes échelles spatiotemporelles se fait via l’évapotranspiration réelle. Pour le bilan d’énergie, nous considérons des techniques de mesures éprouvées en conditions de relief montagneux : les mesures par covariances turbulentes et par scintillométrie. L’analyse des conditions environnementales a montré que le site d’étude est soumis à un forçage de vent externe, avec deux directions de vent dominantes qui induisent des écoulements ascendant et descendant sur les deux versants face au vent. Par suite, les plans d’écoulements capturés par covariances turbulentes sont fortement corrélés à l’inclinaison topographique capturée par MNT, avec des tendances à l’horizontalité selon les conditions de couverture végétale et d’écoulement (ascendant ou descendant). Dans un troisième temps, les corrections d’inclinaison sur les mesures par covariances turbulentes sont significatives, et les flux convectifs sont très variables selon l’écoulement. Cette dernière tendance s’observe aussi pour le rayonnement net, les analyses des variables intermédiaires suggérant une variation de la température de surface en lien avec une variation de la chaleur sensible. Par suite, nous avons comparé les estimations locales par covariances turbulentes et celles intégrées par scintillométrie. Les résultats montrent une surestimation par scintillométrie, expliquée par une caractérisation inadéquate de la hauteur de mesure. Pour finir, la comparaison entre bilan d’énergie et bilan hydrique suggère qu’il est nécessaire d’affiner ce dernier. Estimations énergétiques et hydriques permettent néanmoins de caractériser la dynamique saisonnière de l’état hydrique des cultures, avec des apports en eau suffisants en début de cycle, mais de possibles stress en pleine croissance ou en fin de cycle. L’ensemble de ces travaux montre la cohérence des mesures de flux collectées dans des conditions environnementales particulières, ces mesures pouvant être utilisées pour des travaux ultérieurs de modélisation. Au regard des résultats obtenus, en particulier des variations de flux convectifs selon les conditions d’écoulement, il s’avère en effet nécessaire de reconsidérer les paramétrages actuels des coefficients d’échanges turbulents, afin de les adapter aux effets de couplage entre topographie et direction du vent
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Drigeard, Elise. "Microphysique glacée des systèmes convectifs observés dans le cadre de Megha-Tropiques en Afrique de l'Ouest : comparaison des mesures aéroportées avec des radars sol et un modèle numérique". Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2014. http://www.theses.fr/2014CLF22531/document.
Resumen
La météorologie tropicale est un élément majeur pour le fonctionnement de l’atmosphère et pour le climat terrestre. Le satellite Megha-Tropiques regroupe des instruments de télédétection utilisant des algorithmes de restitution complexes. Cette thèse participe à la mise au point de stratégies de validation de ces algorithmes par l’acquisition d’une meilleure connaissance de la phase glacée des systèmes convectifs de méso-échelle (MCS) tropicaux, en s’appuyant sur la campagne de mesures réalisée à Niamey au Niger à l’été 2010. De nombreux MCS à fort contenu en glace (IWC, Ice Water Content) ont été documentés à la fois par une instrumentation aéroportée, et par des radars au sol. Les informations obtenues grâce aux sondes aéroportées, et l’utilisation d’une loi masse-diamètre permettent de calculer une valeur de réflectivité Zin-situ. Le développement d’une méthode de colocalisation des mesures réalisées par les radars sol sur la trajectoire de l’avion a abouti à la validation du calcul de Zin-situ. La relation entre la réflectivité et l’IWC n’a pas été clairement observée pour le radar-précipitation du MIT. De plus, l’IWC est mieux documenté avec un radar-nuage qu’avec un radar-précipitation car ce dernier est trop sensible aux cristaux de grande taille. Les mesures in-situ s’avèrent donc indispensables pour obtenir l’information microphysique utile à la validation des algorithmes de restitution satellites et elles ne peuvent pas être remplacées par des mesures de réflectivités effectuées depuis le sol. L’utilisation du modèle numérique WRF (Weather Research and Forecasting) pourrait également permettre de connaître au mieux les MCS. Pour le cas d’étude analysé dans cette thèse, la modélisation a généré une ligne de grains mais n’a pas reproduit correctement toutes les caractéristiques du MCS réellement observé. Des différences dynamiques et microphysiques sont apparues. L’analyse du champ de réflectivité simulé grâce aux CFAD (Contoured Frequency by Altitude Diagrams) a montré une sous-estimation de la réflectivité par rapport aux observations. L’utilisation du schéma microphysique de Morrison, plus complexe que celui de Thompson initialement employé, n’a pas permis d’améliorer les résultats. Les performances du modèle WRF ne sont pas encore suffisantes pour aider à la validation des algorithmes de restitution satellitesTropical meteorology is a major issue for atmospheric physics and earth’s climate. The Megha-Tropiques satellite combines several teledetection instruments which need complex restitution algorithms. This work contributes to the development of validation’s strategies for these algorithms. This requires a better knowledge of the tropical mesoscale convective systems’ (MCS) ice phase. In this thesis, we use data from the Niamey’s (Niger) campaign, which took place during summer 2010. Numerous MCS with high Ice Water Content (IWC) were analyzed with an airborne instrumentation and ground radars. Reflectivity Zin-situ is calculated using airborne microphysic probes’ information and a mass-diameter relationship. A spatial and temporal interpolation technique is developed to colocalize the aircraft position with ground radar measurements. This method leads to the validation of Zin-situ calculation. The relationship between reflectivity and IWC is not satisfactory for the MIT precipitation radar. Moreover, the cloud radar gives better informations about the IWC than the precipitation radar. Indeed, precipitation radars are too sensitive to large ice crystals. Therefore, in-situ measurements are essential to get microphysic information in order to validate restitution algorithms used by satellites. They can’t be replaced by ground based reflectivity measurements. The WRF (Weather Research and Forecasting) model was used in order to get a better knowledge of MCS. In this work, we analyzed one case study. For this case, WRF generates a typical squall line but it doesn’t correctly reproduce every observed characteristics. Several dynamical and microphysical differences appear between simulation and observations. The simulated reflectivity field is analyzed by CFAD (Contoured Frequency by Altitude Diagrams) and it shows a general underestimated reflectivity compared to the observations. The Thompson microphysic scheme is replaced by the more complex Morrison scheme, but this modification doesn’t improve the results of the simulation. Consequently, the WRF model isn’t yet efficient enough to help with the restitution algorithms’ validation
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Erdmann, Félix. "Préparation à l'utilisation des observations de l'imageur d'éclairs de Météosat troisième génération pour la prévision numérique à courte échéance". Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30273.
Resumen
En guise d'analyse initiale, une intercomparaison d'observations d'éclairs au-dessus de la Corse issues du détecteur Lightning Imaging Sensor de la Station Spatiale Internationale (ISS-LIS), du réseau de Météorage de basse fréquence (LF) et du réseau Lightning Mapping Array (LMA) SAETTA révèle que des enregistrements coïncidents des trois systèmes de localisation des éclairs peuvent être identifiés. Les éclairs de grande extension et de longue durée sont plus susceptibles d'être simultanément détectés par ISS-LIS et Météorage que les éclairs de petite extension et de courte durée. En utilisant les informations fournies par SAETTA, on constate que l'efficacité de détection des éclairs de l'instrument spatial ISS-LIS se dégrade pour les éclairs détectés par Météorage qui ne s'étendent pas sur plus de 7 km d'altitude. Cette méthodologie d'intercomparaison est aussi appliquée pour analyser les enregistrements du capteur spatial ISS-LIS par rapport aux observations du réseau National Lightning Detection Network (NLDN) sur le sud-est des États-Unis. Dans l'ensemble, les caractéristiques des éclairs analysées dans les deux régions ne sont pas seulement similaires quand elles sont comparées aux enregistrements du détecteur spatial ISS-LIS, mais aussi lorsque l'on compare leurs statistiques telles que décrites indépendamment par Météorage et NLDN. Il est conclu que Météorage et NLDN détectent et localisent les éclairs de la même manière. Avec l'avènement du détecteur spatial géostationnaire (GEO) Geostationary Lightning Mapper (GLM), les observations coïncidentes de ce même détecteur GLM avec des observations du réseau terrestre NLDN sont analysées en détail pour construire un algorithme complexe générant des données synthétiques géostationnaires d'éclairs à partir des données du réseau NLDN. Ce générateur de données synthétiques d'éclairs utilise d'abord différentes caractéristiques des éclairs déduites des observations NLDN et GLM pour entraîner des modèles d'apprentissage automatique, et crée ensuite les différents pixels lumineux constituant chaque éclair synthétique à partir des caractéristiques de ce même éclair. Enfin, ce générateur est appliqué aux enregistrements du réseau français Météorage afin de simuler des observations synthétiques de l'imageur Lightning Imager (LI) de la mission Meteosat Troisième Génération (MTG) au-dessus de la France. Finalement, la densité d'étendue des éclairs (FED) est calculée à partir de ces données synthétiques MTG-LI. La FED sert ensuite de source de données pour un nouveau schéma d'assimilation de données d'éclairs (LDA) dans le modèle opérationnel français AROME-France. Ici, une restitution bayésienne à 1 dimension (1DBay) inverse la densité FED et fournit des profils d'humidité relative. La méthode 1DBay s'avère efficace pour supprimer la convection parasite et pour favoriser la convection dans les régions à FED positive. En dernier lieu, les profils d'humidité relative restitués sont assimilés à l'aide du système variationnel 3D (3DVar) du modèle AROME-France. Malgré les résultats prometteurs de la méthode 1DBay, l'analyse AROME-France contredit les profils d'humidité relative restitués dans la mesure où l'humidité est augmentée dans certaines régions où les profils d'humidité relative restitués suggèrent une réduction de l'humidité de l'ébaucheAs an initial analysis, an intercomparison of lightning observations over Corsica from the Lightning Imaging Sensor on the International Space Station (ISS-LIS), the Low Frequency (LF) Meteorage network, and the SAETTA Lightning Mapping Array (LMA) reveals that coincident flashes of all three lightning locating systems can be identified. Large and long-duration flashes are more likely detected by both ISS-LIS and Meteorage than small and short-duration flashes. Using the information provided by SAETTA, it is found that the flash detection efficiency of ISS-LIS degrades for flashes detected by Meteorage that do not extend over 7 km of altitude. This intercomparison methodology is further applied to analyze records of ISS-LIS relative to National Lightning Detection Network (NLDN) observations over the southeastern USA. Overall, the flash characteristics analyzed in both French and US regions are not only similar from ISS-LIS records, but also when comparing their statistics as depicted by Meteorage and NLDN. It is concluded that Meteorage and NLDN detect and locate lightning similarly. With the advent of the Geostationary Lightning Mapper (GLM) concurrent geostationary (GEO) GLM and ground-based NLDN lightning observations are analyzed in detail to develop a complex algorithm to generate GEO lightning pseudo-observations from NLDN records. The so-called GEO lightning pseudo-observation generator first relates NLDN and GLM flash characteristics to train machine learning models, and secondly creates pseudo-GEO events from the simulated GEO flash characteristics. Finally, this generator is applied to simulate synthetic Meteosat Third Generation (MTG) Lightning Imager (LI) observations over France using Meteorage records as input. Eventually, Flash Extent Density (FED) is inferred from that pseudo MTG-LI data. Pseudo MTG-LI FED serves as data source for a new lightning data assimilation (LDA) scheme in the French operational model AROME-France. Here, a 1-dimensional Bayesian (1DBay) retrieval inverts the FED observations and provides relative humidity (RH) profiles. The 1DBay proves to suppress spurious convection and promote convection in regions with positive FED. As a last step, retrieved RH profiles are assimilated using the 3D variational (3DVar) system of AROME-France. Despite promising results of the 1DBay, the AROME-France analysis contradicts the retrieved RH profiles in that humidity is increased in some regions where the retrieved RH profiles suggest a reduction of the background humidity
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Rossel, Frédéric. "Influence du Niño sur les régines pluviométriques de l'Equateur". Montpellier 2, 1997. http://www.theses.fr/1997MON20122.
Resumen
Les regions cotieres de l'equateur sont soumises a un climat tres variable, les annees de deficits pluviometriques alternent avec quelques annees d'abondances provoquant des inondations parfois devastatrices. Cette irregularite des precipitations est fortement liee a l'etat de l'ocean pacifique au large de l'equateur et du perou. Cette region de l'ocean, ou se rencontre le courant froid de humboldt et le courant equatorial chaud, est le centre des anomalies climatiques de type enso (el nino southern oscillation). Mais, malgre ces motifs d'interet, l'equateur n'avait jusqu'a present fait l'objet que d'un nombre relativement modeste d'etudes. La methode du vecteur regional s'est averee un outil tres performant pour creer des indices representatifs de l'organisation chronologique regionale des series pluviometriques en permettant d'eliminer les erreurs de mesures et de s'affranchir d'une partie de la variabilite climatique locale contenue par les series des pluviometres. L'analyse des differences entre les annees nino et les annees normales permet de determiner l'importance et les limites de l'influence du nino sur les precipitations annuelles de l'equateur. En caracterisant les anomalies saisonnieres des pluies des regions les plus fortement influencees ainsi que les anomalies de temperature et de vent de surface du pacifique au large de l'equateur, un schema type d'apparition des precipitations a pu etre etabli. De plus, le lien entre les precipitations, la temperature et le vent a permis de determiner des modeles explicatifs et previsionnels simples et logiques des totaux des mois de la saison des pluies. Les previsions ainsi obtenues, pourront etre utilisees pour la gestion des ouvrages de regulation hydraulique. Il apparait que l'augmentation des totaux pluviometriques annuels et mensuels observee les annees nino est due a une augmentation du nombre de jours de fortes pluies pendant la deuxieme moitie de la saison des pluies. Et non pas a l'augmentation des totaux journaliers pendant le mois generalement le plus pluvieux ou a l'occurence de quelques evenements journaliers exceptionnels.
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Remy, Sophie. "Etude et utilisation d'une camera infrarouge optimisee pour les observations a partir du sol dans la gamme de longueur d'onde 10 microns". Paris 7, 1991. http://www.theses.fr/1991PA077198.
Resumen
Les observations en infrarouge moyen fournissent des informations essentielles dans la plupart des domaines d'investigations astrophysiques, mais le fond thermique eblouissant a 10 microns a longtemps freine les observations a partir du sol dans cette gamme de longueur d'onde. Cependant la multiplicite des telescopes de grand diametre offrant une resolution angulaire dix fois superieure a celle des telescopes embarques sur satellites et surtout le developpement technologique de mosaiques de detecteurs infrarouges, ont contribue au developpement de cameras infrarouges dediees a des observations depuis le sol et equipees de detecteurs specialement optimises pour cela. La camera camiras construite par le service d'astrophysique de saclay est l'instrument a la base de notre etude et nous en presentons les performances. Sa sensibilite, limitee essentiellement par le bruit de photons, est de 100 mjy pour une heure de pose avec un rapport signal sur bruit de 10 pour des sources ponctuelles. Neanmoins le fond thermique enorme a 10 microns necessite, pour s'en debarrasser, la mise au point de techniques d'observation basees sur de la modulation, rapide ou chopping, ou plus lente ou nodding. Nous montrons qu'avec les mosaiques de detecteurs il est possible de diminuer la frequence de modulation, de l'ordre de 10 hertz, imposee par les fluctuations temporelles de l'atmosphere, jusqu'a une frequence de 1 hz sans alterer le rapport signal sur bruit. Cela permet d'augmenter le rendement d'acquisition des observations sur telescope. Disposant d'un instrument performant et sachant s'affranchir de la gene causee par le fond thermique, nous presentons des resultats d'observation. L'etude de la brillance de surface de la comete austin et la recherche de disque de poussieres autour d'etoiles de la sequence principale, sont presentes
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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/.
Resumen
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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Escadafal, Richard. "Caracterisation de la surface des sols arides par observations de terrain et par teledetection". Paris 6, 1989. http://www.theses.fr/1989PA066175.
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de, Montera Louis. "Etude de la variabilité micro-échelle des précipitations : application à la propagation des ondes millimétriques en SATCOM". Versailles-St Quentin en Yvelines, 2008. http://www.theses.fr/2008VERS0021.
Resumen
Les séries d’affaiblissement sur les liaisons Terre-satellite présentent un comportement similaire à certains cours de bourse, ce qui suggère que des modèles de prédiction développés en finance pourraient être appropriés. L'analyse statistique des séries temporelles d'affaiblissement conduit à un modèle ARIMA-GARCH. De plus, un modèle de similitude en fréquence est ajouté au modèle de prédiction. Une approche basée sur les propriétés multifractales de la pluie est ensuite présentée. Une évaluation de l'effet de l'intermittence pluie-non pluie montre qu’elle provoque une cassure des relations d'invariance d'échelle et peut biaiser considérablement les paramètres. L'analyse multifractale est alors réalisée évènement par évènement. Les résultats montrent que la pluie peut être modélisée par un FIF (Fractionally Integrated Flux) auquel on applique un seuil afin de reproduire l'intermittence pluie-non pluieAttenuation time series at EHF band exhibit characteristics similar to some stock exchange rates, which suggests that prediction models originally developed in the finance field might be appropriate. The analysis leads to a non linear ARIMA/GARCH model. In order to predict the uplink attenuation from the downlink attenuation that operates at a different frequency, a frequency scaling model has been added to the prediction model. In order to better understand the link between attenuation and its physical causes, an approach based on rain fractal properties is then presented. An assessment of the effect of rain-no rain intermittency on the multifractal analysis shows that it provokes a break in the scaling and may lead to biased parameters. The multifractal analysis is then performed event by event, i. E. With uninterrupted rain periods. The results show that rain can be modeled by a FIF (Fractionally Integrated Flux) which is threholded in order to simulate rain-no rain intermittency
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Poulin, Leboeuf Laurence. "Analyse statistique des facteurs climatiques et géomorphologiques associés aux mouvements de terrain dans les argiles des mers post-glaciaires au Québec méridional". Master's thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/66412.
Resumen
Lors des 14 dernières années, plus d'une centaine de demandes d'assistance technique concernant des mouvements de terrain au Québec méridional sont adressées chaque année aux autorités gouvernementales. Parmi les cas signalés, la majorité d'entre eux survienne à l'intérieur des limites de la transgression marine post-glaciaire où vit près de 90 % de la population québécoise. Étant donnée leur importance dans la province et les conséquences qu'ils peuvent engendrer, ces mouvements ont fait l'objet jusqu'à présent de nombreuses études pour la plupart orientées sur les aspects géotechniques du problème. Les études statistiques et géomorphologiques demeurent très fragmentaires et peu de données sont disponibles afin de dresser un portrait de l'occurrence des mouvements de terrain au Québec selon les différentes périodes de l'année ou pour cerner les facteurs climatiques et géomorphologiques en cause. La réalisation de ce mémoire a été rendue possible grâce à l'utilisation d'une base de données très complète élaborée au fil des ans par la Section des mouvements de terrain du ministère des Transports du Québec, laquelle compte 4165 cas documentés. L'objectif principal de cette recherche est de dresser un portrait statistique général des mouvements de terrain et des circonstances ou facteurs causaux qui leur sont associés, à l'aide d'analyses statistiques et descriptives de leurs contextes géomorphologiques, spatiaux et temporels. Les résultats obtenus démontrent que de 1970 à 2017, la Montérégie, Lanaudière et la Mauricie sont les régions les plus affectées par les mouvements de sol et que la période de l'année la plus propice débute au mois d'avril et se termine au mois de juin. Ces mêmes résultats démontrent que les glissements superficiels sont plus fréquents que les glissements rotationnels. Toutefois, un inventaire ciblé des cicatrices de glissements de terrain effectué en 2017 dans la MRC de Maskinongé a permis de démontrer que les tendances générales observées à l'échelle provinciale peuvent différer de celles observées à l'échelle locale, en raison de la géomorphologie et des conditions géotechniques spécifiques à chaque secteur. Les données ont aussi été examinées pour identifier de possibles effets de purge et d'amplification du phénomène en fonction de certains IV événements climatiques majeurs. Seuls des signes d'effet de purge ont été observés à la suite de l'accumulation de neige en 2008 et des apports en eau exceptionnels du printemps 2017. En somme, les effets de purge et d'amplification sont des phénomènes difficiles à détecter à l'aide de statistiques générales seulement. Des recherches ciblées à un secteur précis et sur plusieurs années consécutives pourraient toutefois offrir des résultats plus probants.
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Cotton, Julien. "Analyse et traitement de données sismiques 4D en continu et en temps réel pour la surveillance du sous-sol". Electronic Thesis or Diss., Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019PSLEM023.
Resumen
La sismique réflexion 3D est largement utilisée dans l'industrie pétrolière. Cette méthode d’auscultation du sous-sol fournit des informations sur les structures géologiques et peut être utilisée pour construire des modèles de réservoir. Cependant, les propriétés dérivées des données sismiques 3D (et 2D) ne sont que statiques: elles ne permettent pas d’évaluer ce qui change avec le temps. L'ajout d'une dimension temporelle aux données 3D est obtenue par la répétition des mesures à plusieurs dates séparées de plusieurs mois voire même de plusieurs années. Ainsi, la sismique4D (time-lapse) permet d’appréhender les modifications du sous-sol sur le long terme. Depuis les années 90, cette méthode est utilisée dans le monde entier en mer et à terre. Pour réaliser une surveillance beaucoup plus fréquente (quotidienne), voire continue (quelques heures) du sous-sol, CGG a développé, en collaboration avec Gaz de France (désormais ENGIE) et l’Institut Français du Pétrole (maintenant IFPEN), une solution basée sur des sources et des récepteurs enterrés: SeisMovie. SeisMovie a été initialement conçu pour suivre et cartographier en temps-réel le front de gaz lors des opérations de stockage en couche géologique. Il est aussi utilisé pour observer l’injection de vapeur nécessaire à la production d’huile lourde. Dans cette thèse, nous apportons des contributions à trois défis qui apparaissent lors du traitement des données sismiques issues de ce système. Le premier concerne l'atténuation des variations de proche surface causées par les ondes « fantômes » qui interfèrent avec les ondes primaires. Le second concerne la quantification des modifications du sous-sol en termes de variation de vitesse de propagation et d’impédance acoustique.Le troisième concerne le temps-réel : le traitement doit être au moins aussi rapide que le cycle d’acquisition (quelques heures). En effet l’analyse des données doit permettre aux ingénieurs réservoirs de prendre rapidement des décisions (arrêt de l’injection, diminution de la production). Dans un cadre plus général, il existe des similitudes conceptuelles entre la 3D et la 4D. En 4D, ce sont les acquisitions répétées qui sont comparées entre elles (ou avec une référence). En3D, pendant l’acquisition, les géophysiciens de terrain comparent les points de tir unitaires entre eux afin d’évaluer la qualité des données pour prendre des décisions (reprendre le point de tir, continuer). Dès lors, certains outils 4D temps réel développés pendant cette thèse peuvent être appliqués. Ainsi une toute nouvelle approche appelée TeraMig pour le contrôle qualité automatisé sur le terrain sera également présentée3D seismic reflection is widely used in the oil industry. This standard subsoil auscultation method provides information on geological structures and can be used to build reservoir models. However, the properties derived from3D (and 2D) seismic data are only static: 3D does not allow to evaluate the changes with calendar time. The addition of a temporal dimension to 3D data is obtained by repeating the measurements at several dates separated by several months or even several years. Thus, 4D seismic (time-lapse) makes it possible to measure and to analyze the changes of the subsoil in the long term. Since the 90s, this method is used worldwide at sea and on land. To carry out a much more frequent monitoring (daily), even continuous (a few hours) of the subsoil, CGG developed, in collaboration with Gazde France (now ENGIE) and Institut Français du Pétrole (now IFPEN), a solution based on buried sources and receptors: SeisMovie. SeisMovie was originally designed to monitor and map the gas front in real time during geological disposal operations. It is also used to observe the steam injection required for heavy oil production. In this thesis, we bring contributions to three challenges arising in the processing of seismic data from this system. The first one concerns the attenuation of near-surface variations caused by "ghost" waves that interfere with primary waves. The second one concerns the quantification of subsurface changes in terms of propagation velocity variation and acoustic impedance.The third one concerns real-time: the data processing must be at least as fast as the acquisition cycle (a few hours). Infact, the analysis of the data must enable the reservoir engineers to make quick decisions (stop of the injection, decreaseof the production). In a more general context, there are conceptual similarities between 3D and 4D. In 4D, the repeated acquisitions are compared with each other (or with a reference). In 3D, during acquisition, field geophysicists compare unitary shot points with each other to assess the quality of the data for decision-making (reshooting, skipping orcontinuing). Therefore, some 4D real-time tools developed during this thesis can be applied. A new approach called TeraMig for automated quality control in the field will also be presented
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Taillardat, Maxime. "Méthodes Non-Paramétriques de Post-Traitement des Prévisions d'Ensemble". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLV072/document.
Resumen
En prévision numérique du temps, les modèles de prévision d'ensemble sont devenus un outil incontournable pour quantifier l'incertitude des prévisions et fournir des prévisions probabilistes. Malheureusement, ces modèles ne sont pas parfaits et une correction simultanée de leur biais et de leur dispersion est nécessaire.Cette thèse présente de nouvelles méthodes de post-traitement statistique des prévisions d'ensemble. Celles-ci ont pour particularité d'être basées sur les forêts aléatoires.Contrairement à la plupart des techniques usuelles, ces méthodes non-paramétriques permettent de prendre en compte la dynamique non-linéaire de l'atmosphère.Elles permettent aussi d'ajouter des covariables (autres variables météorologiques, variables temporelles, géographiques...) facilement et sélectionnent elles-mêmes les prédicteurs les plus utiles dans la régression. De plus, nous ne faisons aucune hypothèse sur la distribution de la variable à traiter. Cette nouvelle approche surpasse les méthodes existantes pour des variables telles que la température et la vitesse du vent.Pour des variables reconnues comme difficiles à calibrer, telles que les précipitations sexti-horaires, des versions hybrides de nos techniques ont été créées. Nous montrons que ces versions hybrides (ainsi que nos versions originales) sont meilleures que les méthodes existantes. Elles amènent notamment une véritable valeur ajoutée pour les pluies extrêmes.La dernière partie de cette thèse concerne l'évaluation des prévisions d'ensemble pour les événements extrêmes. Nous avons montré quelques propriétés concernant le Continuous Ranked Probability Score (CRPS) pour les valeurs extrêmes. Nous avons aussi défini une nouvelle mesure combinant le CRPS et la théorie des valeurs extrêmes, dont nous examinons la cohérence sur une simulation ainsi que dans un cadre opérationnel.Les résultats de ce travail sont destinés à être insérés au sein de la chaîne de prévision et de vérification à Météo-FranceIn numerical weather prediction, ensemble forecasts systems have become an essential tool to quantifyforecast uncertainty and to provide probabilistic forecasts. Unfortunately, these models are not perfect and a simultaneouscorrection of their bias and their dispersion is needed.This thesis presents new statistical post-processing methods for ensemble forecasting. These are based onrandom forests algorithms, which are non-parametric.Contrary to state of the art procedures, random forests can take into account non-linear features of atmospheric states. They easily allowthe addition of covariables (such as other weather variables, seasonal or geographic predictors) by a self-selection of the mostuseful predictors for the regression. Moreover, we do not make assumptions on the distribution of the variable of interest. This new approachoutperforms the existing methods for variables such as surface temperature and wind speed.For variables well-known to be tricky to calibrate, such as six-hours accumulated rainfall, hybrid versions of our techniqueshave been created. We show that these versions (and our original methods) are better than existing ones. Especially, they provideadded value for extreme precipitations.The last part of this thesis deals with the verification of ensemble forecasts for extreme events. We have shown several properties ofthe Continuous Ranked Probability Score (CRPS) for extreme values. We have also defined a new index combining the CRPS and the extremevalue theory, whose consistency is investigated on both simulations and real cases.The contributions of this work are intended to be inserted into the forecasting and verification chain at Météo-France
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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.
Resumen
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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Ginoux, Paul. "L'impact de l'activité humaine sur la composition chimique de la troposphère au-dessus de l'Océan Pacifique: développement d'un modèle téléscopique de chimie et de transport atmosphériques et interprétation des résultats de la campagne de mesure MLOPEX". Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 1997. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/212164.
Resumen
De manière à mieux comprendre l'impact des émissions anthropiques sur la troposphère reculée, les concentrations d'un nombre important de composés atmosphériques ont été mesurés dans la troposphère libre au-dessus d'Hawaii durant la campagne Mauna Loa Observatory Photochemistry Experiment (MLOPEX) accomplie au cours des années 1991 et 1992. Le constituant chimique fondamental pour évaluer cet impact est le radical hydroxyle OH qui fut mesuré au printemps et en été de l'année 1992. La variation diurne de la direction du vent génère pendant la journée un mélange des masses d'air de la couche limite planétaire avec la troposphère libre. Actuellement les modèles régional et global de chimie troposphérique ne peuvent tenir compte à la fois du transport à grande échelle et du mélange local. Nous avons développé un modèle tridimensionnel qui nous permet d'analyser la chimie et la dynamique troposphérique à ces deux échelles. Pour ce faire, nous avons utilisé une grille non-structurée qui offre un moyen efficace de caractériser la région d'Hawaii à l'aide d'une haute résolution et le restant de l'hémisphère Nord avec une résolution qui décroît au fur et à mesure que l'on s'éloigne d'Hawaii. La distribution de 46 composés gazeux avec 138 réactions, incluant une chimie détaillée des hydrocarbures non-méthaniques (isoprène, éthane, éthène, propène et alpha-pinène) est calculée avec un pas de temps de 20 minutes. A l'aide de notre modèle nous avons simulé une période de huit jours pour chacune des saisons. Les résultats des simulations ont été comparés aux observations et interprétés à l'aide d'études de rétro-trajectoires, de traceurs passifs et de bilans chimiques local et régional de l'ozone et de ses précurseurs.
Doctorat en sciences appliquées
info:eu-repo/semantics/nonPublished
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Molinié, Gilles. "Le rôle de la précipitation dans les échanges électriques entre le nuage d'orage et le sol". Toulouse 3, 1998. http://www.theses.fr/1998TOU30258.
Resumen
Le rôle de la précipitation dans les échanges électriques entre le nuage d'orage et le sol, est étudié pour des transferts de charge dus aux éclairs nuage-sol (cg) (1) et a la pluie (2 et 3). 1- cg et précipitation : les distributions spatiales des précipitations et des impacts des cg montrent que ces derniers sont plutôt a l'avant des cellules orageuses si elles se déplacent à une vitesse supérieure à environ 10 m s##1. Ceci pourrait être en partie du a la dynamique du nuage. La relation quantitative entre la précipitation et les cg, est étudiée à l'échelle journalière pour laquelle la quantité d'eau par cg est du même ordre de grandeur pour l'ensemble des événements, sa variabilité semble liée a l'intensité de la convention. A l'échelle de l'orage, la relation entre l'évolution de la fréquence des cg et celle de l'intensité moyenne de la précipitation est souvent conséquente mais sensiblement différente d'un événement a l'autre. La structure verticale des précipitations et la fréquence des cg sont corrélées. Nous pensons que la descente vers le sol des précipitations chargées négativement renforce le champ électrique local et ambiant et donc favorise le déclenchement des cg. 2- charge des précipitations : la mesure de paramètres électriques près du sol sous orage (campagne de mesure Lannemezan 1996) a révélé que : - la précipitation transporte en majorité de la charge négative au sol ; - l'excursion du champ électrique en polarité opposée est simultanée a la détection de précipitations au sol (neutralisation au sol de la charge portée par la précipitation) ; - la mesure simultanée de précipitation au sol et de production de charge d'espace du signe du champ électrique ambiant (possible rôle de l'éclatement des gouttes de pluie sur le sol) ; 3- évolution de la charge des gouttes de pluie entre le nuage et le sol : la modélisation des phénomènes de capture sélective d'ions, coalescence et rupture aérodynamique montre que la charge des gouttes peut être atténue typiquement de 30% de leur valeur initiale (charge d'espace constituée de petits ions, densité: 0,5 nc m##3) au cours de la traversée de l'espace nuage-sol.