Author:
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 153

Get Book Here

Book Description

Author: Elisabeth Rémy (océanographe).)
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0

Get Book Here

Book Description
La tomographie acoustique oceanique est une technique d'exploration acoustique de l'interieur de l'ocean. Elle donne acces a des mesures integrales de temperature et de vitesse. L'analyse de ces donnees par inversion permet d'estimer l'evolution temporelle du contenu thermique le long des sections d'observation, mais leur caractere integral limite la resolution spatiale. L'objet de cette these est l'etude de l'impact sur l'estimation de la circulation oceanique de l'assimilation dans un modele numerique de telles observations. Pour simuler les observations, nous nous sommes places dans le cas d'un reseau comparable a celui deploye dans le bassin mediterraneen occidental pour l'experience thetis 2. Cette approche, dite par experiences jumelles, permet de connaitre exactement l'influence des donnees par comparaison du resultat apres assimilation avec la solution connue du modele dont elles sont issues. Nous avons ainsi montre, avec un modele quasi-geostrophique, que la tomographie apporte une contrainte tres efficace sur l'evolution temporelle du contenu thermique le long des sections et, par l'intermediaire de la dynamique decrite par le modele, ameliore significativement l'estimation de composantes non-directement contraintes par les observations, comme le mode barotrope. Dans le cadre d'un reseau global d'observation, la tomographie est une contrainte integrale complementaire avec des donnees ponctuelles telles qu'altimetriques. Les experiences faites avec un modele aux equations primitives constituent une premiere aproche montrant la faisabilite de l'assimilation de ce type de donnees dans un tel modele a haute resolution spatiale. Nous avons cependant deja pu montrer leur capacite a corriger un biais moyen en temperature dans les couches intermediaires et profondes de l'ocean.

Author: Élisabeth Rémy
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 203

Get Book Here

Book Description
LA TOMOGRAPHIE ACOUSTIQUE OCEANIQUE EST UNE TECHNIQUE D'EXPLORATION ACOUSTIQUE DE L'INTERIEUR DE L'OCEAN. ELLE DONNE ACCES A DES MESURES INTEGRALES DE TEMPERATURE ET DE VITESSE. L'ANALYSE DE CES DONNEES PAR INVERSION PERMET D'ESTIMER L'EVOLUTION TEMPORELLE DU CONTENU THERMIQUE LE LONG DES SECTIONS D'OBSERVATION, MAIS LEUR CARACTERE INTEGRAL LIMITE LA RESOLUTION SPATIALE. L'OBJET DE CETTE THESE EST L'ETUDE DE L'IMPACT SUR L'ESTIMATION DE LA CIRCULATION OCEANIQUE DE L'ASSIMILATION DANS UN MODELE NUMERIQUE DE TELLES OBSERVATIONS. POUR SIMULER LES OBSERVATIONS, NOUS NOUS SOMMES PLACES DANS LE CAS D'UN RESEAU COMPARABLE A CELUI DEPLOYE DANS LE BASSIN MEDITERRANEEN OCCIDENTAL POUR L'EXPERIENCE THETIS 2. CETTE APPROCHE, DITE PAR EXPERIENCES JUMELLES, PERMET DE CONNAITRE EXACTEMENT L'INFLUENCE DES DONNEES PAR COMPARAISON DU RESULTAT APRES ASSIMILATION AVEC LA SOLUTION CONNUE DU MODELE DONT ELLES SONT ISSUES. NOUS AVONS AINSI MONTRE, AVEC UN MODELE QUASI-GEOSTROPHIQUE, QUE LA TOMOGRAPHIE APPORTE UNE CONTRAINTE TRES EFFICACE SUR L'EVOLUTION TEMPORELLE DU CONTENU THERMIQUE LE LONG DES SECTIONS ET, PAR L'INTERMEDIAIRE DE LA DYNAMIQUE DECRITE PAR LE MODELE, AMELIORE SIGNIFICATIVEMENT L'ESTIMATION DE COMPOSANTES NON-DIRECTEMENT CONTRAINTES PAR LES OBSERVATIONS, COMME LE MODE BAROTROPE. DANS LE CADRE D'UN RESEAU GLOBAL D'OBSERVATION, LA TOMOGRAPHIE EST UNE CONTRAINTE INTEGRALE COMPLEMENTAIRE AVEC DES DONNEES PONCTUELLES TELLES QU'ALTIMETRIQUES. LES EXPERIENCES FAITES AVEC UN MODELE AUX EQUATIONS PRIMITIVES CONSTITUENT UNE PREMIERE APROCHE MONTRANT LA FAISABILITE DE L'ASSIMILATION DE CE TYPE DE DONNEES DANS UN TEL MODELE A HAUTE RESOLUTION SPATIALE. NOUS AVONS CEPENDANT DEJA PU MONTRER LEUR CAPACITE A CORRIGER UN BIAIS MOYEN EN TEMPERATURE DANS LES COUCHES INTERMEDIAIRES ET PROFONDES DE L'OCEAN.

Author: P. Malanotte-Rizzoli
Publisher: Elsevier
ISBN: 0080536662
Category : Science
Languages : en
Pages : 469

Get Book Here

Book Description
The field of oceanographic data assimilation is now well established. The main area of concern of oceanographic data assimilation is the necessity for systematic model improvement and ocean state estimation. In this respect, the book presents the newest, innovative applications combining the most sophisticated assimilation methods with the most complex ocean circulation models.Ocean prediction has also now emerged as an important area in itself. The book contains reviews of scientific oceanographic issues covering different time and space scales. The application of data assimilation methods can provide significant advances in the understanding of this subject. Also included are the first, recent developments in the forecasting of oceanic flows.Only original articles that have undergone full peer review are presented, to ensure the highest scientific quality. This work provides an excellent coverage of state-of-the-art oceanographic data assimilation.

Author: D.L.T. Anderson
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 9400910134
Category : Science
Languages : en
Pages : 616

Get Book Here

Book Description
This book which is the outcome of a NATO-Advanced Study Institute on Mod elling the Ocean Circulation and Geochemical Tracer Transport is concerned with using models to infer the ocean circulation. Understanding our climate is one of the major problems of the late twentieth century. The possible climatic changes resulting from the rise in atmospheric carbon dioxide and other trace gases are of primary interest and the ocean pla. ys a ma. jor role in determining the magnitude, temporal evolution and regional distribution of those changes. Because of the poor observational basis the ocean general circulation is not well understood. The World Ocean Circulation Experiment (WOCE) which is now underway is an attempt to improve our knowledge of ocean dynamics and thermodynamics on global scales relevant to climate change. Despite those efforts, the oceanic data base is likely to remain scarce and it is crucial to use appropriate methods in order to extract the maximum amount of information from observations. The book contains a thorough analysis of methods to combine data of val'ious types with dynamical concepts, and to assimilate data directly into ocean models. The properties of geocl;temical tracers such as HC, He, Tritium and Freons and how they may be used to impose integral constraints on the ocean circulation are discussed.

Author: Hans Emmanuel Ngodock
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 205

Get Book Here

Book Description
Le travail mené dans cette thèse porte sur l'étude "à posteriori" de l'assimilation variationnelle de données. Il s'agit d'une démarche de faisabilité pour la mise au point des outils permettant de faire une analyse diagnostique (qualitative et quantitative) du processus d'assimilation variationnelle, notamment en ce qui concerne l'influence du bruit des observations sur le processus d'assimilation ainsi que sa propagation sur les champs reconstitués (nous sommes alors amenés à faire une étude de sensibilité), et l'influence de la configuration spatio-temporelle des observations sur le processus d'assimilation. L'application usuelle des équations adjointes pour l'analyse de sensibilité est revisée, car dans le contexte de l'assimilation variationnelle, nous avons montré par un exemple simple qu'il faut s'y prendre différemment. Nous proposons alors une méthode pour mener correctement cette analyse de sensibilité. Cette méthode est basée sur l'utilisation des équations adjointes au second ordre, obtenues en prenant l'adjoint du système d'optimalité. La sensibilité en est déduite par inversion du Hessien de la fonction coût via la minimisation d'une fonctionnelle quadratique. L'application est faite sur un modèle de circulation générale océanique de type quasi-géostrophique, et nous faisons aussi l'étude de l'existence et l'unicité de la solution de l'équation adjointe au second ordre du modèle considéré, pour justifier l'utilisation du Hessien et l'applicabilité de notre méthode. Nous étudions aussi l'influence de la configuration spatio-temporelle des observations sur le processus d'assimilation au travers du Hessien (à l'optimum) dont les éléments propres varient lorsqu'on fait varier la configuration. Enfin, nous étudions la prédicibilité du système d'optimalité

Author: STEPHANE.. LOUVEL
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 189

Get Book Here

Book Description
L'ASSIMILATION DE DONNEES EN OCEANOGRAPHIE A POUR OBJECTIF D'UTILISER L'ENSEMBLE DES INFORMATIONS DISPONIBLES SUR LE SYSTEME ETUDIE POUR CONTRAINDRE LES MODELES DE PREVISION A RESTER LE PLUS PROCHE POSSIBLE D'UN ECOULEMENT REALISTE. EN COMPLEMENT INDISPENSABLE AUX MESURES IN SITU, LES MESURES ALTIMETRIQUES EFFECTUEES DEPUIS LES SATELLITES SONT DES DONNEES STRATEGIQUES POUR ETUDIER LES OCEANS. ELLES SONT L'EXPRESSION EN SURFACE DE LA DYNAMIQUE SUR TOUTE LA COLONNE D'EAU. CETTE THESE PRESENTE LA PREMIERE MISE EN UVRE DE L'ALGORITHME VARIATIONNEL DUAL A CONTRAINTE FAIBLE. CETTE NOUVELLE APPROCHE EST LA FORMULATION DUALE DE L'ALGORITHME VARIATIONNEL QUADRIDIMENSIONNEL COURAMMENT UTILISE DANS LES MODELES DE PREVISION ATMOSPHERIQUE. BASEE SUR LES TECHNIQUES DU CONTROLE OPTIMAL, SA PARTICULARITE EST DE PRENDRE EN COMPTE L'ERREUR DE MODELE SANS COUT DE CALCUL SUPPLEMENTAIRE PAR RAPPORT AU CAS OU LE MODELE SERAIT SUPPOSE PARFAIT. APRES UN BREF RAPPEL DES DIFFERENTES TECHNIQUES D'ASSIMILATION, NOUS METTONS EN EVIDENCE LES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES DE L'ALGORITHME DUAL DANS LE CADRE DES EQUATIONS DE REACTION-DIFFUSION. FORT DE CETTE PREMIERE EXPERIENCE, NOUS APPLIQUERONS CETTE METHODE D'ASSIMILATION AUX OBSERVATIONS ALTIMETRIQUES DANS UN MODELE DE CIRCULATION OCEANIQUE. NOTRE CHOIX S'EST PORTE SUR LE MODELE AUX EQUATIONS PRIMITIVES A MESO-ECHELLE MICOM (MIAMI ISOPYCNIC COORDINATE OCEAN MODEL) DANS SA VERSION ADIABATIQUE. LORS DE LA DESCRIPTION DU MODELE, NOUS DEFINISSONS ET PROUVONS LA VALIDITE DES MODELES LINEAIRE TANGENT ET ADJOINT ASSOCIES A MICOM ET NECESSAIRES EN ASSIMILATION VARIATIONNELLE. NOS EXPERIENCES REPRESENTENT TOUT D'ABORD UNE CIRCULATION IDEALISEE DU GULF STREAM AUX LATITUDES MOYENNES. L'ETUDE DETAILLEE DE L'ALGORITHME DUAL PERMET DE VERIFIER NUMERIQUEMENT L'EQUIVALENCE AVEC L'ALGORITHME VARIATIONNEL USUEL DANS LE CAS D'UN MODELE PARFAIT. CETTE COMPARAISON SERA AUSSI MENEE POUR JUGER L'EFFICACITE DE DIFFERENTS TYPES DE PRECONDITIONNEMENT. L'ETUDE EST COMPLETEE PAR UNE ANALYSE SUR LE CONTENU INFORMATIF DES OBSERVATIONS DE SURFACE REVELANT, DANS CETTE CONFIGURATION, LE CHOIX STRATEGIQUE D'UNE PERIODE D'ASSIMILATION DE DEUX MOIS. CES EXPERIENCES ACADEMIQUES PROUVENT LE BON FONCTIONNEMENT DE L'ALGORITHME DUAL POUR L'ASSIMILATION DE DONNEES ALTIMETRIQUES ET PERMETTENT D'ENVISAGER LA MISE EN PLACE D'UNE TELLE METHODE DANS UNE CONFIGURATION PLUS REALISTE. LA DERNIERE PARTIE DE CETTE THESE PROPOSE UNE MISE EN APPLICATION AVEC DES OBSERVATIONS REELLES DES SATELLITES TOPEX/POSEIDON ET ERS-1. LA REGION DES ACORES A ETE CHOISIE POUR L'IMPORTANCE DU JEU DE DONNEES COLLECTE DURANT LA CAMPAGNE DE MESURES SEMAPHORE EN 1993. DANS CETTE CONFIGURATION, LE DOMAINE DE 1000 KM DE COTE POSSEDE DES FRONTIERES LATERALES OUVERTES QUI SONT RESOLUES DANS LE MODELE PAR UN RAPPEL NEWTONIEN AMORTI SUR LES EPAISSEURS DES COUCHES. LES RESULTATS SONT COMPARES AUX MESURES DE FLOTTEURS ET VERIFIENT QUE L'ALGORITHME DUAL REPRODUIT FIDELEMENT LA CIRCULATION DU COURANT DES ACORES. LA QUALITE DES RESULTATS SERA AUSSI DEMONTREE PAR COMPARAISON AVEC L'ASSIMILATION VARIATIONNELLE PRIMALE ET L'INTERPOLATION OPTIMALE.

Author: Pierre-Antoine Bouttier
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 0

Get Book Here

Book Description
Un enjeu majeur des modèles océaniques est de représenter fidèlement les circulations méso- et subméso-échelles afin de simuler leur importante contribution dans la circulation générale et dans le budget énergétique de l'océan. La poursuite de cet objectif se traduit par une augmentation de la résolution spatiale et temporelle à la fois des modèles et des réseaux d'observation de l'océan. Cependant, à ces petites échelles, la dynamique de l'écoulement revêt un caractère fortement turbulent ou non-linéaire. Dans ce contexte, les méthodes actuelles d'assimilation de données (AD), variationnelles en particulier, sont généralement moins performantes que dans un contexte (quasi-) linéaire.L'objectif de cette thèse est d'explorer sous divers aspects le comportement des méthodes variationnelles d'AD dans un modèle d'océan non-linéaire. Pour ce faire, nous avons réalisé une série d'expériences dites "jumelles" en assimilant des données altimétriques simulées suivant les caractéristiques des satellites altimétriques Jason-1 et SARAL/AltiKA . À l'aide de ces expériences, nous analysons sous différents angles les problématiques posées par les non-linéarités à l'AD. Enfin, nous ouvrons plusieurs pistes d'amélioration de l'efficacité du système d'AD dans ce contexte.Ce travail est basé sur le logiciel de modélisation océanique NEMO, incluant la configuration de bassin océanique turbulent idéalisé SEABASS, à différentes résolutions spatiales. Dans la continuité de la plateforme de recherche en AD avec NEMO, NEMO-ASSIM, nous avons utilisé et contribué au développement de cet ensemble d'outil, comprenant, entre autre, opérateur d'observation, modèles linéaire tangent et adjoint de NEMO, permettant de mener à bien notre étude. Le système d'AD variationnelle utilisé est le logiciel NEMOVAR.Les résultats présentés tentent de lier les échelles caractéristiques des structures d'erreurs d'analyse et l'activité aux petites échelles. Pour ce faire, nous avons utilisé une large gamme de diagnostics, e.g. erreur quadratique moyenne spatiale et temporelle, caractéristiques des fonctions coûts, caractérisation de l'hypothèse linéaire tangente, PSD des champs d'erreurs d'analyse.Nos expériences montrent que le 4DVAR incrémental contrôle efficacement la trajectoire analysée au 1/4° pour de longues fenêtres d'AD (2 mois). Lorsque la résolution augmente, la convergence de l'algorithme apparaît plus lente voire inexistante sous certaines conditions. Cependant, l'algorithme permet encore de réduire convenablement l'erreur d'analyse. Enfin, l'algorithme 3DFGAT se révèle beaucoup moins performant, quelle que soit la résolution.De plus, nous montrons également l'importance de l'adéquation entre la circulation simulée et l'échantillonnage altimétrique, en terme d'échelles spatiales représentées, pour obtenir de meilleures performances. Enfin, nous avons exploré la stratégie de minimisation dite "progressive", permettant d'accélérer la convergence du 4DVAR à haute résolution.

Author: Nicolas Daget
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 324

Get Book Here

Book Description
Dans cette thèse, une méthode d'ensemble est utilisée pour estimer les paramètres du modèle de covariance d'erreur d'ébauche dans un système d'assimilation de données variationnel (3D-Var) appliqué à une configuration globale du modèle de circulation océanique OPA. L'ensemble est obtenu en perturbant les champs de forçage de surface (tension de vents, flux d'eau douce et de chaleur) et les observations (profils de température et de salinité in situ) utilisées durant le processus d'assimilation. Ce travail de thèse s'intéresse particulièrement aux possibilités offertes par l'ensemble d'estimer au cours du temps les variances d'erreur d'ébauche de température et de salinité dépendants de l'écoulement. Deux formulations des variances d'erreur d'ébauche dépendant de l'écoulement ont été étudiées. La première est estimée à partir de l'ensemble tandis que la seconde est paramétrée en fonction du gradient vertical de température et de salinité d'ébauche. L'étude de sensibilité de l'analyse à ces deux formulations des variances d'erreur d'ébauche a été effectuée grâce à la comparaison d'expériences 3D-Var sur la période 1993-2000. Ces deux expériences 3D-Var permettent de réduire de manière significative l'écart aux observations assimilées comparativement à une expérience de contrôle (sans assimilation). L'impact de la formulation des variances d'erreur d'ébauche sur les statistiques d'innovation est similaire au-dessous de 150 mètres de profondeur. Au-dessus, où les tests de cohérence statistique suggèrent que les estimations d'ensemble des variances d'erreur d'ébauche sont sous-estimées, la formulation des variances d'erreur d'ébauche paramétrées présente des résultats légèrement meilleurs. Toutefois, la croissance d'erreur de température et de salinité entre les cycles d'assimilation est nettement réduite à l'aide des estimations d'ensemble des variances d'erreur d'ébauche ce qui laisse supposer que l'état analysé est mieux équilibré. Les anomalies de hauteur de mer dans la région du Gulf Stream et les vitesses zonales dans le Pacifique tropical, champs non directement contraints par les observations, sont nettement améliorés en utilisant les variances d'erreur d'ébauche estimés par l'ensemble plutôt que celles paramétrées. La comparaison avec l'expérience de contrôle est moins concluante et indique que lorsque certains aspects des ces variables sont améliorés (anomalie de hauteur de mer et courants dans le centre et l'Est du Pacifique), d'autres sont dégradés (anomalies de hauteur de mer dans le Gulf Stream et courants dans l'Ouest du Pacifique...

Author: Bruno Luong
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 239

Get Book Here

Book Description
Sur le plan théorique, sont étudiés