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Affiner la recherche Interroger des sources externesApport de la télédétection et des variables auxiliaires dans l'étude de l'évolution des périodes de sécheresse / Nesrine Farhani (2022)
Titre : Apport de la télédétection et des variables auxiliaires dans l'étude de l'évolution des périodes de sécheresse Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Nesrine Farhani, Auteur ; Gilles Boulet, Directeur de thèse ; Zohra Lili-Chabaane, Directeur de thèse Editeur : Toulouse : Université de Toulouse 3 Paul Sabatier Année de publication : 2022 Importance : 194 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Thèse en vue de l'obtention du Doctorat de l'Université Toulouse délivré par l'Université Toulouse 3 - Paul Sabatier, spécialité Surfaces et Interfaces Continentales, HydrologieLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection
[Termes IGN] albedo
[Termes IGN] capteur actif
[Termes IGN] capteur passif
[Termes IGN] données météorologiques
[Termes IGN] évapotranspiration
[Termes IGN] gestion de l'eau
[Termes IGN] image Landsat-ETM+
[Termes IGN] image Landsat-TM
[Termes IGN] image Terra-MODIS
[Termes IGN] image thermique
[Termes IGN] indice de stress
[Termes IGN] Leaf Area Index
[Termes IGN] Normalized Difference Vegetation Index
[Termes IGN] sécheresse
[Termes IGN] stress hydrique
[Termes IGN] température de surface
[Termes IGN] Tunisie
[Termes IGN] zone arideIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) La surveillance des sécheresses dans les régions arides et semi-arides est cruciale car ses conséquences pour l'agriculture peuvent être dramatiques. Afin d'aider les décideurs à établir de bonnes pratiques de gestion de la ressource en eau et d'atténuation du risque des sécheresses, nous nous intéressons à l'analyse des indices de stress hydriques. À cette fin, un modèle de bilan d'énergie à double source permet, en combinant de l'information satellitaire (température de surface, NDVI, albédo et LAI) et de l'information météorologique (température de l'air, humidité relative de l'air, vitesse du vent et rayonnement global), de simuler l'évapotranspiration ainsi que le stress hydrique. Ces deux variables doivent être fournies d'une façon continue et sur une longue période temporelle pour une analyse adéquate des périodes de sécheresses. Or, les réseaux d'observations météorologiques sont parfois insuffisants (faible densité des sites instrumentés et périodes d'observation courtes et souvent non-concomitantes). Notre premier objectif est alors de simuler des scénarios de différentes variables climatiques afin de les prolonger. Nous avons adapté un générateur de conditions météorologiques "MetGen" qui permet de combler les lacunes présentes sur une période d'observation et de projeter des scénarios sur une période distincte de la période d'observation. MetGen exploite parmi ses co-variables, les données de réanalyses qui fournissent des variables à faible résolution spatiale (environ 31 km), comme source d'information importante. Nous comparons cette méthode avec des méthodes de correction de biais (univariée et multivariée) qui exploitent également les données de réanalyses. Cette approche statistique est validée selon deux volets : l'évaluation de la capacité (1) à bien reproduire les variables météorologiques et (2) à bien restituer les variables de bilan d'énergie. Les analyses, menées avec les données des stations météorologiques du système d'observations, ont permis de valider MetGen sur une période de validation (2011-2016). Nous avons utilisé alors cette méthode afin de simuler des données climatiques sur toute la période d'étude (2000-2019). Cette série ainsi que celle provenant des réanalyses brutes sont utilisées comme forçages climatiques du modèle d'énergie à double source SPARSE, afin de simuler deux indices de stress thermiques SI(SWG) et SI(ERA5) issus du générateur et des réanalyses ERA5 respectivement, à une échelle kilométrique. Ces deux indices sensibles aux anomalies de température de surface, sont comparés avec d'autres indices standardisés issus de différentes longueurs d'onde : le NDVI issu du visible/proche infrarouge, SWI du micro-onde et un indice standardisé de précipitations UPI qui est utilisé comme une référence pour notre analyse. Cette analyse est effectuée en termes de pertinence, de cohérence et de précocité pour la détection d'une sécheresse agronomique. Les deux indices thermiques ont montré des bonnes performances pour la détection du stress, notamment SI(SWG) qui a montré plus de précision et de capacité à détecter le stress hydrique d'une façon précoce. Ces analyses et tous ces approches statistiques sont effectuées au niveau du bassin versant de Merguellil situé au centre de la Tunisie et qui présente un modèle typique des régions semi-arides. Note de contenu : 1- Introduction
2- Partie A
2.1 Etat de l'art
2.2 Matériel et méthodes
2.3 Conclusion partielle et synthèse
3- Partie B
3.1 Introduction
3.2 Développement de la méthode statistique
3.3 Résultats complémentaires
3.4 Conclusion partielle et synthèse
4- Partie C
4.1 Introduction
4.2 Interpolation journalière de l’évapotranspiration
4.3 Indice de sécheresse
4.4 Utilisation de l’indice thermique pour le stress de la végétation
4.5 Comparaison SI et ESI
4.6 Conclusion partielle et synthèse
Conclusion et perspectivesNuméro de notice : 28880 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Surfaces et Interfaces Continentales, Hydrologie : Toulouse 3 : 2022 Organisme de stage : CESBIO DOI : sans En ligne : http://www.theses.fr/2022TOU30022 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101529
Titre : Contraintes observationnelles historiques sur la sensibilité climatique : implications pour les projections de la hausse du niveau de la mer Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Jonathan Chenal Editeur : Toulouse : Université de Toulouse 3 Paul Sabatier Année de publication : 2022 Note générale : bibliographie Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale
[Termes IGN] chaleur
[Termes IGN] changement climatique
[Termes IGN] dioxyde de carbone
[Termes IGN] erreur systématique
[Termes IGN] montée du niveau de la mer
[Termes IGN] niveau de la mer
[Termes IGN] régression linéaire
[Termes IGN] série temporelle
[Termes IGN] température de surface de la merIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) Ma thèse explore l'estimation observationnelle de la sensibilité climatique d'équilibre (ECS) à partir des données instrumentales historiques et récentes, en particulier spatiales. L'ECS est la température globale moyenne de surface de la Terre atteinte après un doublement instantané de la concentration de dioxyde de carbone atmosphérique par rapport à la concentration préindustrielle. Cette quantité est la métrique fondamentale de l'amplitude du changement climatique contemporain, car l'évolution actuelle et future de nombreuses variables du système climatique, comme la température ou l'expansion thermique de l'océan, lui est fortement corrélée. L'ECS demeure cependant mal connue, puisque depuis le rapport Charney de 1979 jusqu'au Cinquième rapport d'évaluation du Groupe intergouvernemental d'experts sur le climat (GIEC), sa plage de valeurs probables se situait entre 1,5 et 4,5 degrés, avec un biais marqué entre estimations instrumentales, qui se situent dans la partie basse de l'intervalle, et estimations issues des modèles de climat, qui se situent dans la partie haute de l'intervalle. La cause principale de cette dispersion réside dans le fait que la sensibilité climatique varie avec le temps, en lien notamment avec l'effet radiatif des structures spatiales du réchauffement de surface, qui peuvent changer au cours du temps du fait de la variabilité interne du climat ou des variations historiques dans le type de forçage. Ma thèse utilise des séries temporelles observationnelles récentes de contenu de chaleur de l'océan et de température de surface, et une reconstruction récente de forçage radiatif, pour estimer le paramètre de rétroaction climatique, puis l'ECS, par régression linéaire de l'équation du bilan d'énergie planétaire. Dans ce processus, je prends en compte toutes les sources d'erreur et je les propage dans la régression afin d'obtenir une description exhaustive de l'incertitude observationnelle associée à l'ECS. Par ailleurs, j'utilise les variations temporelles du paramètre de rétroaction climatique simulées par les modèles de climat pour évaluer les biais et incertitudes associés à ce paramètre et dus à la structure spatiale du réchauffement historique. Sur la base du bilan d'énergie ainsi résolu sur 1971-2017, je démontre qu'il est très peu probable (p Numéro de notice : 17769 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Thèse française Organisme de stage : Laboratoire d'Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales LEGOS nature-HAL : Thèse DOI : sans En ligne : http://thesesups.ups-tlse.fr/5598/ Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=103338
Titre : Global glacier mass change by spatiotemporal analysis of digital elevation models Titre original : Changement de masse des glaciers à l’échelle mondiale par analyse spatiotemporelle de modèles numériques de terrain Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Romain Hugonnet, Auteur ; Etienne Berthier, Directeur de thèse ; Daniel Farinotti, Directeur de thèse Editeur : Toulouse : Université de Toulouse 3 Paul Sabatier Année de publication : 2022 Autre Editeur : Zurich : Eidgenossische Technische Hochschule ETH - Ecole Polytechnique Fédérale de Zurich EPFZ Importance : 244 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie
Thèse en vue de l'obtention du Doctorat de l'Université de Toulouse, spécialité Océan, Atmosphère, ClimatLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection
[Termes IGN] bilan de masse
[Termes IGN] changement climatique
[Termes IGN] cryosphère
[Termes IGN] données spatiotemporelles
[Termes IGN] fonte des glaces
[Termes IGN] glacier
[Termes IGN] image optique
[Termes IGN] MNS ASTER
[Termes IGN] modèle numérique de surface
[Termes IGN] modèle stéréoscopique
[Termes IGN] niveau de la merIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (auteur) The world's glaciers are shrinking rapidly, with impacts ranging from global sea-level rise and changes in freshwater availability to the alteration of cryospheric hazards. Despite significant advances during the satellite era, the monitoring of the mass changes of glaciers is still hampered by a fragmented coverage of remote sensing estimations and a poor constraint of the errors in related assessments. In this thesis, we present a globally complete and resolved estimate of glacier mass changes by spatiotemporal analysis of digital elevation models. We first develop methods based on spatiotemporal statistics to assess the accuracy and precision of digital elevation models, and to estimate time series of glacier surface elevation. In particular, we introduce a non-stationary spatial framework to estimate and propagate multi-scale spatial correlations in uncertainties of geospatial estimates. We then massively generate digital elevation models from two decades of stereo optical archives covering glaciers worldwide. From those, we estimate time series of surface elevation for all of Earth's glaciers at a resolution of 100 m during 2000-2019. Integrating these time series into volume and mass changes, we identify a significant acceleration of global glacier mass loss, as well as regionally contrasted responses that mirror decadal changes in climatic conditions. Using a large amount of independent, high-precision data, we demonstrate the validity of our analysis to yield reliable and consistent uncertainties at different scales of the spatiotemporal structure of our estimates. We expect our methods to foster robust spatiotemporal analyses, in to identify sources of biases and uncertainties in geospatial assessments. Furthermore, we anticipate our estimates to advance the understanding of the drivers that govern glacier change, and to extend our capabilities of predicting these changes at all scales. Such predictions are critically needed to design adaptive policies on the mitigation of cryospheric impacts in the context of climate change. Note de contenu : General introduction
1- Monitoring Earth’s glaciers: an observational challenge rooted in space and time
2- Analysis of accuracy and precision of digital elevation models
3- Spatiotemporal estimation of glacier surface elevation
Conclusions and outlookNuméro de notice : 24035 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Océan, Atmosphère, Climat : Toulouse 3 : 2022 Organisme de stage : LEGOS DOI : sans En ligne : https://tel.hal.science/tel-03813744 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101852
Titre : Investigating the role of wind disturbance in tropical forests through a forest dynamics model and satellite observations Type de document : Thèse/HDR Auteurs : E-Ping Rau, Auteur ; Jérôme Chave, Directeur de thèse Editeur : Toulouse : Université de Toulouse 3 Paul Sabatier Année de publication : 2022 Importance : 184 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Thèse en vue de l'obtention du Doctorat de l'Université de Toulouse 3 Paul SabatierLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de télédétection
[Termes IGN] biomasse forestière
[Termes IGN] canopée
[Termes IGN] chablis (sylviculture)
[Termes IGN] cyclone
[Termes IGN] forêt tropicale
[Termes IGN] Guyane française
[Termes IGN] image Sentinel-SAR
[Termes IGN] modèle dynamique
[Termes IGN] perturbation écologique
[Termes IGN] précipitation
[Termes IGN] risque naturel
[Termes IGN] sécheresse
[Termes IGN] traitement d'image radar
[Termes IGN] ventIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Natural disturbances have an important influence on the structure, composition and functioning of tropical forests and a role in the regulation of biogeochemical cycles. The frequency and intensity of natural disturbances are modified by climate change: a better knowledge of their mechanism of action is necessary to predict the consequences of this modification. Modeling allows us to evaluate the role of each of the ecological processes and their link with environmental factors. Remote sensing tools inform us about the structure and functioning of forests at large scales, and can be useful for the calibration and validation of vegetation models. In this thesis, I employed both approaches to examine how tropical forests are shaped by natural disturbances, particularly wind, which is a major disturbance factor in many tropical regions. First, I evaluated the transferability of a spatially explicit, individual-based model via sensitivity testing and calibration of global parameters. The model correctly predicts forest structure at two contrasting sites, and its response is consistent with variations in climate forcing. Calibration of a small number of key parameters was required, including the parameter controlling mortality and crown allometry. To investigate the sensitivity of the model to mortality, I implemented a wind damage module based on biophysical principles and coupled with wind speed to model forest responses to extreme wind events. With increasing disturbance level, canopy height decreased steadily but biomass showed a non-linear response. Wind intensity had a strong impact on canopy height and biomass, but not the frequency of extreme wind events. Finally, I tested whether radar data from Sentinel-1 satellites could be used to detect gaps due to natural disturbances in French Guiana. The Sentinel-1 data detected more natural gaps above 0.2 ha than the optical satellite data, and they showed a spatial pattern consistent with the optical images. The level of disturbance did not vary with altitude. We found more disturbance during dry seasons, which could be due to the delayed response of precipitation rather than the direct response of drought. In conclusion, this thesis demonstrates that the integration between modeling and remote sensing sheds light on the effects of natural disturbances on tropical forests. The resulting results can be used to study other types of disturbances and their interactions on a large scale. Note de contenu : General introduction
General methods
1: Transferability of an individual- and trait-based forest dynamics model: a test case across the tropics
1.1 Abstract
1.2 Introduction
1.3 Materials and methods
1.4 Results
1.5 Discussion
1.6 Acknowledgements and author contributions
1.7 Supplementary data
2: Wind speed controls forest structure in subtropical forests exposed to cyclones: a case study using an individual-based model
2.1 Abstract
2.2 Introduction
2.3 Material and methods
2.4 Results
2.5 Discussion
2.6 Acknowledgments and author contributions
2.7 Supplementary data
3: Detecting Natural Disturbances in Tropical Forests Using Sentinel-1 SAR Data: a Test in French Guiana
3.1 Abstract
3.2 Introduction
3.3 Methods
3.4 Results
3.5 Discussions
3.6 Acknowledgments and author contributions
3.7 Supplementary data
General discussion and conclusionsNuméro de notice : 26836 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET/IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Ecologie, biodiversité et évolution : Toulouse 3 : 2022 nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 20/06/2022 En ligne : https://tel.hal.science/tel-03699667 Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=101075
Titre : Salt tectonic imaging at crustal and experimental scales by seismic migration and adjoint method : offshore application context Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Javier Abreu-Torres, Auteur ; José Darrozes, Directeur de thèse ; Roland Martin, Directeur de thèse Editeur : Toulouse : Université de Toulouse 3 Paul Sabatier Année de publication : 2022 Importance : 204 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Thèse présentée pour l'obtention du Doctorat de l'Université Paul Sabatier Toulouse 3, Spécialité Astrophysique, Sciences de l'Espace, PlanétologieLangues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement du signal
[Termes IGN] corrélation d'images
[Termes IGN] données géologiques
[Termes IGN] modèle 3D du site
[Termes IGN] onde sismique
[Termes IGN] scène sous-marine
[Termes IGN] sel
[Termes IGN] structure géologique
[Termes IGN] temps de propagationIndex. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) La découverte de structures géologiques salines est une raison économique importante pour l'exploration dans le monde car elles constituent un piège naturel pour diverses ressources. Cependant, l'imagerie de ces structures est un grand défi. En raison des propriétés du sel, dont les vitesses de propagation sont beaucoup plus élevées que celles des strates adjacentes, les ondes sismiques sont piégées dans ces structures, produisant un grand nombre d'artefacts numériques parasites, tels que des multiples. Cela interfère avec le signal sismique primaire, ce qui empêche de voir clairement ce qui se trouve sous les structures salifères. Parmi toutes les méthodes d'exploration géophysique, la méthode de migration par renversement temporel (RTM), qui fait partie des méthodes qui utilisent la résolution de la forme d'onde sismique complète, est un outil d'imagerie très puissant, même dans les régions à géologie complexe. Dans ce travail, nous utilisons la méthode RTM basée sur l'adjoint, qui consiste essentiellement en trois étapes : la solution de l'équation des ondes, la solution de l'équation des ondes adjointe et la condition d'imagerie, qui consiste en la corrélation des champs d'ondes directs et adjoints. Ce travail peut être divisé en deux cas d'étude : le premier cas consiste en un modèle synthétique bidimensionnel d'un dôme de sel, issu de la migration finale d'une étude réelle dans le Golfe du Mexique. Le second cas consiste en un modèle tridimensionnel expérimental (WAVES), élaboré par le laboratoire LMA de Marseille, qui simule une structure saline, structures sédimentaires environnantes, et un socle. Le modèle a été immergé dans l'eau pour recréer un sondage marin réaliste. Deux types de données différents ont été obtenus dans cette expérience : des données à décalage nul et des données à décalage multiple. Pour résoudre l'équation des ondes impliquée dans la méthode RTM basée sur l'adjoint, nous utilisons des différences finies d'ordre 4 dans les deux cas. De plus, dans le second cas, nous avons utilisé le code UniSolver, qui résout la méthode RTM basée sur l'adjoint en utilisant des différences finies d'ordre 4 et un parallélisme basé sur MPI. Nous avons mis en œuvre les équations viscoélastiques pour simuler l'effet de l'atténuation. Pour cette raison, le schéma "Checkpointing" est introduit pour calculer la condition d'imagerie et assurer la stabilité physique et numérique. Dans le premier cas d'étude, nous analysons la reconstruction de l'image du dôme de sel que produisent différents noyaux de sensibilité. Nous calculons ces noyaux en utilisant différentes paramétrisations (densité - vitesse P), ou (densité - constantes de Lamé) pour une rhéologie acoustique. Nous étudions également comment l'utilisation de différents modèles a priori affecte l'image finale en fonction du type de noyau calculé. En utilisant les résultats obtenus en 2D, nous calculons des noyaux synthétiques tridimensionnels en utilisant une rhéologie élastique. Dans le second cas, nous effectuons d'abord une calibration des propriétés du modèle pour des données à décalage nul, et une fois que les données synthétiques et réelles s'ajustent bien, nous calculons les noyaux tridimensionnels. Nous résolvons le problème direct pour le cas à décalage multiple avec et sans effets d'atténuation.[...] Note de contenu : 1. General introduction
Introduction
1.1 Geological context
1.2 Scope of the study
1.3 Upper crust and near surface imaging
1.4 Introduction (en français)
1.5 Imagerie de la croûte supérieure et de la proche surface
2. Seismic wave equation resolution and seismic imaging methods
2.1 Forward problem equations
2.2 Reverse Time Migration method
2.3 Principles of the LSRTM method
2.4 Principles of the FWI method
2.5 Numerical solution of the wave equation
2.6 Generalization of the Checkpointing-based sensitivity kernel calculations
2.7 Multiple contamination of seismic data
2.8 Conclusions
3. 2D and 3D synthetic sensitivity analysis
3.1 2D synthetic RTM and sensitivity analysis of the kernels
3.2 Results in 2D
3.3 Discussion
3.4 3D synthetic elastic case
3.5 Acknowledgments
4. 3D imaging for a real case
4.1 Introduction
4.2 3D real viscoelastic case: The WAVES model
4.3 Viscoelastic imaging results using FWI
4.4 Discussion
4.5 Conclusions
5. Conclusions and perspectivesNuméro de notice : 26942 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Astrophysique, Sciences de l'Espace, Planétologie : Toulouse 3 : 2022 Organisme de stage : Géosciences Environnement Toulouse GET nature-HAL : Thèse DOI : sans Date de publication en ligne : 13/10/2022 En ligne : https://tel.hal.science/tel-03813706/ Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102118
