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Global investigation of marine atmospheric boundary layer rolls using Sentinel-1 SAR data / Chen Wang (2020)  

Public Titre : Global investigation of marine atmospheric boundary layer rolls using Sentinel-1 SAR data Type de document : Thèse/HDR Auteurs : Chen Wang, Auteur ; René Garello, Directeur de thèse Editeur : Institut Mines-Télécom Atlantique IMT Atlantique Année de publication : 2020 Autre Editeur : Brest : Université de Bretagne Occidentale Importance : 106 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie Thèse pour obtenir le doctorat de l’Ecole nationale supérieure MINES-TÉLÉCOM Atlantique Bretagne - Pays de la Loire, Spécialité Océanographie, Physique et Environnement Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement d'image radar et applications [Termes IGN] apprentissage profond [Termes IGN] circulation océanique [Termes IGN] image Sentinel-SAR [Termes IGN] roulis [Termes IGN] vent Index. décimale : THESE Thèses et HDR Résumé : (Auteur) Cette thèse exploite les données globales du radar à ouverture synthétique (SAR) Sentinel-1 (S-1) pour l'étude des rouleaux de la couche limite atmosphérique marine (MABL). Un modèle basé sur l'apprentissage en profondeur a été développé pour identifier automatiquement les rouleaux à partir des images massives S-1 WV. L'évaluation prouve que des rouleaux plus nombreux et plus clairs sont visibles à un angle d'incidence plus grand avec une limitation à des vitesses de vent très basses et lorsque la direction du vent est perpendiculaire à l'antenne SAR. Au delà de cela, les énormes données conduisent à un nouveau résultat qui, en moyenne et à toutes les vitesses de vent, les rouleaux MABL induisent des variations de vent de surface de ~ 8% (± 3,5%) le débit moyen, dépassant rarement 20%. Les statistiques mondiales ont confirmé dans des études antérieures que jusqu'à 90% des rouleaux identifiés se produisent dans des conditions quasi neutres à légèrement instables. La longueur d'onde et l'orientation du roulis sont extraites avec des résultats d'organisation multi-échelles et de contraste directionnel entre les latitudes basses et moyennes. La distribution systématique de l'orientation des rouleaux par rapport au vent de surface des tropiques aux extra-tropiques rappelle l'importance de la force de Coriolis horizontale sur les rouleaux. Malgré l'importance de ces faits saillants pour les études sur l'atmosphère et l'océan, il est très probable que les données SAR S-1 WV presque globales soient étendues aux rouleaux, aux cellules convectives et à d'autres processus air-mer clés. Les résultats devraient être comparés, expliqués et complétés dans un proche avenir par des études théoriques et numériques approfondies. Note de contenu : 1. Introduction 1.1 Marine atmospheric boundary layer rolls 1.2 Literature review of roll studies 1.3 SAR observation of MABL rolls 2. Scope of this thesis 2.1 Motivation and challenge 2.2 Objectives of the work 2.3 List of publications 2.4 Summary of main results 2.5 Conclusions and perspectives 3. Publications 3.1 A labelled ocean SAR imagery dataset of ten geophysical phenomena from Sentinel-1 wave mode 3.2 ClassificationoftheglobalSentinel-1SARvignettesforoceansurfaceprocess studies 3.3 An assessment of marine atmospheric boundary layer roll detection using Sentinel-1 SAR data 3.4 Insights into the Global Feature of Marine Atmospheric Boundary Layer Rolls Numéro de notice : 26537 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE/INFORMATIQUE Nature : Thèse française Note de thèse : Thèse de Doctorat : Océanographie, Physique et Environnement : Nantes : 2020 Organisme de stage : Laboratoire des Sciences et Techniques de l'Information, de la Communication et de la Connaissance Lab-STICC nature-HAL : Thèse Date de publication en ligne : 20/04/2021 En ligne : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02940927v2/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=97700

On the assimilation of absolute geodetic dynamic topography in a global ocean model: impact on the deep ocean state / Alexey Androsov in Journal of geodesy, vol 93 n° 2 (February 2019)  

Public [article]  inJournal of geodesy > vol 93 n° 2 (February 2019) . - pp 141 - 157 Titre : On the assimilation of absolute geodetic dynamic topography in a global ocean model: impact on the deep ocean state Type de document : Article/Communication Auteurs : Alexey Androsov, Auteur ; Lars Nerger, Auteur ; Reiner Schnur, Auteur ; Alberta Albertella, Auteur ; Reiner Rummel, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2019 Article en page(s) : pp 141 - 157 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale [Termes IGN] assimilation des données [Termes IGN] circulation océanique [Termes IGN] données altimétriques [Termes IGN] données CHAMP [Termes IGN] données GOCE [Termes IGN] données GRACE [Termes IGN] filtre de Kalman [Termes IGN] geoïde marin [Termes IGN] géoïde terrestre [Termes IGN] hauteurs de mer [Termes IGN] modèle de simulation [Termes IGN] modèle océanographique [Termes IGN] océanographie dynamique [Termes IGN] salinité [Termes IGN] température de surface de la mer Résumé : (auteur) General ocean circulation models are not perfect. Forced with observed atmospheric fluxes they gradually drift away from measured distributions of temperature and salinity. We suggest data assimilation of absolute dynamical ocean topography (DOT) observed from space geodetic missions as an option to reduce these differences. Sea surface information of DOT is transferred into the deep ocean by defining the analysed ocean state as a weighted average of an ensemble of fully consistent model solutions using an error-subspace ensemble Kalman filter technique. Success of the technique is demonstrated by assimilation into a global configuration of the ocean circulation model FESOM over 1 year. The dynamic ocean topography data are obtained from a combination of multi-satellite altimetry and geoid measurements. The assimilation result is assessed using independent temperature and salinity analysis derived from profiling buoys of the AGRO float data set. The largest impact of the assimilation occurs at the first few analysis steps where both the model ocean topography and the steric height (i.e. temperature and salinity) are improved. The continued data assimilation over 1 year further improves the model state gradually. Deep ocean fields quickly adjust in a sustained manner: A model forecast initialized from the model state estimated by the data assimilation after only 1 month shows that improvements induced by the data assimilation remain in the model state for a long time. Even after 11 months, the modelled ocean topography and temperature fields show smaller errors than the model forecast without any data assimilation. Numéro de notice : A2019-076 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-018-1151-1 Date de publication en ligne : 12/05/2018 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-018-1151-1 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=92190 [article]

Post-1980 shifts in the sensitivity of boreal tree growth to North Atlantic Ocean dynamics and seasonal climate / Clémentine Ols in Global and Planetary Change, vol 165 (June 2018)  

Public [article]  inGlobal and Planetary Change > vol 165 (June 2018) . - pp 1 - 12 Titre : Post-1980 shifts in the sensitivity of boreal tree growth to North Atlantic Ocean dynamics and seasonal climate Type de document : Article/Communication Auteurs : Clémentine Ols , Auteur ; Valérie Trouet, Auteur ; Martin P. Girardin, Auteur ; Annika Hofgaard, Auteur ; Yves Bergeron, Auteur ; Igor Drobyshev, Auteur Année de publication : 2018 Projets : 3-projet - voir note / Article en page(s) : pp 1 - 12 Note générale : bibliographie This study was financed by the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC) through the project ‘Naturaldisturbances, forest resilience and forest management: the study case of the northern limit for timber allocation in Quebec in a climate change context’(STPGP 413444-11). Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Termes IGN] analyse de sensibilité [Termes IGN] Atlantique Nord [Termes IGN] cerne [Termes IGN] circulation océanique [Termes IGN] climat froid [Termes IGN] croissance des arbres [Termes IGN] dendrochronologie [Termes IGN] forêt boréale [Termes IGN] inventaire forestier étranger (données) [Termes IGN] océanographie dynamique [Termes IGN] Picea abies [Termes IGN] Picea mariana [Termes IGN] puits de carbone [Termes IGN] Québec (Canada) [Termes IGN] Suède [Vedettes matières IGN] Végétation et changement climatique Résumé : (auteur) The mid-20th century changes in North Atlantic Ocean dynamics, e.g. slow-down of the Atlantic meridional overturning thermohaline circulation (AMOC), have been considered as early signs of tipping points in the Earth climate system. We hypothesized that these changes have significantly altered boreal forest growth dynamics in northeastern North America (NA) and northern Europe (NE), two areas geographically adjacent to the North Atlantic Ocean. To test our hypothesis, we investigated tree growth responses to seasonal large-scale oceanic and atmospheric indices (the AMOC, North Atlantic Oscillation (NAO), and Arctic Oscillation (AO)) and climate (temperature and precipitation) from 1950 onwards, both at the regional and local levels. We developed a network of 6876 black spruce (NA) and 14437 Norway spruce (NE) tree-ring width series, extracted from forest inventory databases. Analyses revealed post-1980 shifts from insignificant to significant tree growth responses to summer oceanic and atmospheric dynamics both in NA (negative responses to NAO and AO indices) and NE (positive response to NAO and AMOC indices). The strength and sign of these responses varied, however, through space with stronger responses in western and central boreal Quebec and in central and northern boreal Sweden, and across scales with stronger responses at the regional level than at the local level. Emerging post-1980 associations with North Atlantic Ocean dynamics synchronized with stronger tree growth responses to local seasonal climate, particularly to winter temperatures. Our results suggest that ongoing and future anomalies in oceanic and atmospheric dynamics may impact forest growth and carbon sequestration to a greater extent than previously thought. Cross-scale differences in responses to North Atlantic Ocean dynamics highlight complex interplays in the effects of local climate and ocean-atmosphere dynamics on tree growth processes and advocate for the use of different spatial scales in climate-growth research to better understand factors controlling tree growth. Numéro de notice : A2018-662 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : FORET Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1016/j.gloplacha.2018.03.006 Date de publication en ligne : 18/03/2018 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2018.03.006 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=93844 [article]

Mission design, operation and exploitation of the gravity field and steady-state ocean circulation explorer mission / R. Floberghagen in Journal of geodesy, vol 85 n° 11 (November /2011)  

Public [article]  inJournal of geodesy > vol 85 n° 11 (November /2011) . - pp 749 - 758 Titre : Mission design, operation and exploitation of the gravity field and steady-state ocean circulation explorer mission Type de document : Article/Communication Auteurs : R. Floberghagen, Auteur ; M. Fehringer, Auteur ; D. Lamarre, Auteur ; D. Muzi, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp 749 - 758 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique [Termes IGN] champ de pesanteur terrestre [Termes IGN] circulation océanique [Termes IGN] données GOCE [Termes IGN] géoïde terrestre [Termes IGN] GOCE [Termes IGN] gradient de gravitation [Termes IGN] gradiomètre [Termes IGN] gravimétrie spatiale Résumé : (Auteur) The European Space Agency’s Gravity field and steady-state ocean circulation explorer mission (GOCE) was launched on 17 March 2009. As the first of the Earth Explorer family of satellites within the Agency’s Living Planet Programme, it is aiming at a better understanding of the Earth system. The mission objective of GOCE is the determination of the Earth’s gravity field and geoid with high accuracy and maximum spatial resolution. The geoid, combined with the de facto mean ocean surface derived from twenty-odd years of satellite radar altimetry, yields the global dynamic ocean topography. It serves ocean circulation and ocean transport studies and sea level research. GOCE geoid heights allow the conversion of global positioning system (GPS) heights to high precision heights above sea level. Gravity anomalies and also gravity gradients from GOCE are used for gravity-to-density inversion and in particular for studies of the Earth’s lithosphere and upper mantle. GOCE is the first-ever satellite to carry a gravitational gradiometer, and in order to achieve its challenging mission objectives the satellite embarks a number of world-first technologies. In essence the spacecraft together with its sensors can be regarded as a spaceborne gravimeter. In this work, we describe the mission and the way it is operated and exploited in order to make available the best-possible measurements of the Earth gravity field. The main lessons learned from the first 19 months in orbit are also provided, in as far as they affect the quality of the science data products and therefore are of specific interest for GOCE data users. Numéro de notice : A2011-467 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-011-0498-3 Date de publication en ligne : 18/10/2011 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-011-0498-3 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=31361 [article]

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Physically consistent system model for the study of the Earth's rotation, surface deformation and gravity field parameters / A. Hense (2009)

Public Titre : Physically consistent system model for the study of the Earth's rotation, surface deformation and gravity field parameters : scientific results of the DFG project Type de document : Monographie Auteurs : A. Hense, Auteur ; J. Sündermann, Auteur ; Hermann Drewes, Auteur ; et al., Auteur Editeur : Munich : Bayerische Akademie der Wissenschaften Année de publication : 2009 Collection : DGK - B Sous-collection : Angewandte Geodäsie num. 317 Importance : 53 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-7696-8596-1 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique [Termes IGN] champ de pesanteur terrestre [Termes IGN] circulation atmosphérique [Termes IGN] circulation océanique [Termes IGN] déformation de la croute terrestre [Termes IGN] modèle hydrographique [Termes IGN] modèle physique [Termes IGN] pesanteur terrestre [Termes IGN] rotation de la Terre [Termes IGN] surcharge océanique [Termes IGN] terme de Chandler Résumé : (Auteur) [introduction] This report is the final report of a serie of projects which studied the Earth's rotational parameters angular momentum, tensor of inertia as well as related variables of the Earth's gravitational field. A system view has been taken by trying to incorporate the contributions from the various subsystems of the Earth system in a physically consistent way. This introduction will highlight the project history and performance since 1996 and the state of the art in 2000. Note de contenu : 1. Introduction 1.1 The projects 1.2 Historical overview and motivations 2. Models of subsystems 2.1 Atmosphere models ECHAM 2.1.1 ECHAM5 2.1.2 Stand-alone atmosphere 20th century simulation 2.1.3 Results 2.2 Ocean model OMCT 2.3 Hydrological Discharge Model HDM 2.3.1 Continental hydrology modelling 2.3.1.1 SLS model component 2.3.1.2 HDM model component 2.3.1.3 Atmospheric forcing data 2.3.2 Results 2.3.2.1 Implementation of a 3-D relief model 2.3.2.2 Calculation of gravity field coefficients 2.3.2.3 Test simulations and validation of continental discharge with ECHAM4 and NCEP 2.3.2.4 Verification of simulated continental runoff (control runs) 2.3.2.5 Interface adaptation and verification of mass conservation at the boundaries in the coupled model system 2.3.2.6 Validation and analysis of continental water mass transports of ECOCTH 2.3.2.7 Statistical analysis and validation of simulated gravity field variations 2.3.2.8 Global water balance 2.3.3 Summary 3. Models of the coupled system 3.1 Coupled atmosphere-hydrosphere model ECOCTH 3.1.1 Model description 3.1.2 Validation 3.1.2.1 The lunisolar ocean tides 3.1.2.2 Global ocean circulation 3.1.2.3 Tropical variability and global warming 3.1.3 Results 3.1.3.1 Inter-annual variations and secular trends in length of day 3.2 Dynamic model of Earth rotation, gravity and surface deformation DyMEG 3.2.1 Numerical solution of the Liouville differential equation 3.2.2 Inverse model for surface deformations of the solid Earth due to mass loads 4. Results for Earth rotation, surface deformation and gravity 4.1 Validation of DyMEG with NCEP and ECCO 4.2 Results of DyMEG with ECOCTH forcing 5. Scientific highlights 5.1 Tidal mixing 5.1.1 Tidal mixing in OMCT2 5.1.2 Effect of tidal mixing on ocean water mass properties 5.2 Secular and decadal variations 5.2.1 Coupled simulation of Earth Rotation Parameters 5.2.2 Axial AAM long-term trends in 21st century scenario runs 5.3 Forcing mechanisms of the Chandler oscillation 5.3.1 Atmospheric and hydrospheric excitation of the Chandler oscillation 5.3.2 Noise as excitation mechanism of the Chandler oscillation 6. Conclusions and outlook 7. References Numéro de notice : 15454 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Monographie Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=62723

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GOCE : obtaining a portrait of Earth's most intimate features / M. Drinkwater in ESA bulletin, n° 133 (February 2008)  

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GOCE's measurements of the gravity field and beyond / R. Floberghaben in ESA bulletin, n° 133 (February 2008)  

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Marine GIS: identification of mesoscale oceanic thermal fronts / V.D. Valavanis in International journal of geographical information science IJGIS, vol 19 n° 10 (november 2005)  

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A global kinetic spatial data structure for a marine simulation / Mir Abolfazl Mostafavi in International journal of geographical information science IJGIS, vol 18 n° 3 (april - may 2004)  

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Atmosphärische und ozeanische Einflüsse auf die Rotation der Erde - Nummerische Untersuchungen mit einem dynamischen Erdsystemmodell / Florian Seitz (2004)

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Satellite Altimetry for geodesy, geophysics and oceanography / C. Hwang (2004)

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Topex-Poséïdon, mesureur des océans / J.P. Penot in BT, Bibliothèque de Travail, n° 1103 (01/12/1998)

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Third ERS Symposium on space at the service of our environment, Florence, Italy, 14 - 21 March 1997, 3. Volume 3 / T.D. Guyenne (1997)

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Evaluation altimétrique du modèle océanique du NMC [National Meteorologic Center] / J.e Harris in Aviso altimetry newsletter, n° 4 (01/02/1996)

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Modelling oceanic climate interactions: Proceedings of the NATO advanced Study Institute, Les Houches, France, February 23-26, 1992, 11. Volume 11 / A. Chedin (1993)

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