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Joint inversion of GPS and high-resolution GRACE gravity data for the 2012 Wharton basin earthquakes / Michel Diament in Journal of geodynamics, vol 136 (May 2020)
[article]
Titre : Joint inversion of GPS and high-resolution GRACE gravity data for the 2012 Wharton basin earthquakes Type de document : Article/Communication Auteurs : Michel Diament , Auteur ; Valentin O. Mikhailov, Auteur ; Elena P. Timoshkina, Auteur Année de publication : 2020 Projets : TOSCA / Article en page(s) : n° 101722 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale
[Termes IGN] coordonnées GPS
[Termes IGN] déformation de la croute terrestre
[Termes IGN] données GRACE
[Termes IGN] élasticité
[Termes IGN] Indien (océan)
[Termes IGN] séisme
[Termes IGN] viscositéRésumé : (auteur) The Wharton basin is situated in the north-eastern part of the Indian Ocean. In 2012 it hosted the largest intraplate strike-slip earthquakes ever recorded by geophysical networks. The Mw 8.6 earthquake of April 11, 2012, was preceded by a major foreshock (Mw 7.2) on January 10 and was followed two hours afterward by a Mw 8.2 event. These three large events occurred at the diffuse boundary between the Indian and Australian plates and were almost pure strike-slips on sub-vertical rupture surfaces. Using GRACE data, we first extracted the coseismic and postseismic gravity signals caused by these earthquakes. Then we fitted both GPS and the highest available spatial resolution of GRACE data using the geometry of the fault system suggested by Hill et al. (2015). We propose a regularization, which allows to solve for a linear problem in order to invert GPS and GRACE data under constraints on the rake angle. Our inversion yields a uniform displacement field on all elements of a given fault plane. Our solution shows that even the main displacement occurred on WNW trending faults, comparable displacement also occurred on a rupture striking NNE. Hence, we show that the deformation in this diffuse plate boundary region in 2012 was accommodated by displacements along both fault-systems. A viscoelastic relaxation of the asthenosphere with a Maxwell viscosity 1019 Pa∙s successfully explains the postseismic displacements at GPS sites and postseismic gravity signals. The limited postseismic aftershock activity suggests small postseismic slip in the area of the 2012 Wharton earthquakes contrary to what is often observed after large subduction event. Because a part of the observed signal could be related to afterslip, our obtained Maxwell viscosity value should be considered as a lower limit of the asthenospheric viscosity below the Wharton basin. Numéro de notice : A2020-876 Affiliation des auteurs : UMR IPGP-Géod+Ext (2020- ) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1016/j.jog.2020.101722 Date de publication en ligne : 20/03/2020 En ligne : https://doi.org/10.1016/j.jog.2020.101722 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99670
in Journal of geodynamics > vol 136 (May 2020) . - n° 101722[article]Using real polar ground gravimetry data to solve the GOCE polar gap problem in satellite-only gravity field recovery / Biao Lu in Journal of geodesy, Vol 94 n°3 (March 2020)
[article]
Titre : Using real polar ground gravimetry data to solve the GOCE polar gap problem in satellite-only gravity field recovery Type de document : Article/Communication Auteurs : Biao Lu, Auteur ; Christoph Förste, Auteur ; Franz Barthelmes, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2020 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Termes IGN] anomalie de pesanteur
[Termes IGN] Antarctique
[Termes IGN] Arctique
[Termes IGN] champ de gravitation
[Termes IGN] données GOCE
[Termes IGN] données GRACE
[Termes IGN] Earth Gravity Model 2008
[Termes IGN] filtrage d'information
[Termes IGN] levé gravimétrique
[Termes IGN] modèle de géopotentiel
[Termes IGN] zone polaireRésumé : (auteur) With the successful completion of European Space Agency (ESA)’s PolarGAP campaign, ground gravity data are now available for both polar regions. Therefore, it is now possible to solve the GOCE polar gap problem in satellite-only gravity field recovery by using additional polar ground gravity data instead of some regularization methods. However, ground gravimetry data need to be filtered to remove the short-wavelength information beyond a certain harmonic degree to avoid spectral leakage when inferring satellite-only gravity field models. For the Arctic, the ArcGP data set was successfully applied when inferring the high-resolution gravity field model EGM2008 which could be used for this filtering there. For Antarctica, a combination of latest airborne gravimetry data from ESA’s PolarGap campaign and some previous gravity data was recently published which was irregularly distributed in space and still had some small gaps within the GOCE south polar gap. Therefore, we proposed a point mass modeling method for this filtering which was similar to the way using EGM2008 for such filtering to the ground gravity data in the Arctic. Furthermore, a variance component estimation was applied to combine the normal equations from the different sources to build a global gravity field model called IGGT_R1C. Then, this model’s accuracy was evaluated by comparison with other gravity field models in terms of difference degree amplitudes, gravity anomaly differences as well as external checking by obit adjustment and gravity data in the GOCE polar gap areas. This gravity field model performed well globally according to these checking results; especially, the RMS of the residuals between the filtered gravity data and that calculated from IGGT_R1C was the smallest (2.6 mGal in the Arctic and 5.4 mGal in Antarctica) compared with that of the relevant satellite-only gravity field models, e.g., GOCO05s. Therefore, the disturbing impact of the GOCE polar data gap problem could be solved by adding the polar ground gravity data. Numéro de notice : A2020-155 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1007/s00190-020-01361-z Date de publication en ligne : 25/02/2020 En ligne : https://doi.org/10.1007/s00190-020-01361-z Format de la ressource électronique : url article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=94805
in Journal of geodesy > Vol 94 n°3 (March 2020)[article]Analyse des surcharges hydrologiques observées par géodésie spatiale avec l’outil Multi Singular Spectrum Analysis / Louis Bonhomme (2020)
Titre : Analyse des surcharges hydrologiques observées par géodésie spatiale avec l’outil Multi Singular Spectrum Analysis Type de document : Mémoire Auteurs : Louis Bonhomme, Auteur Editeur : Le Mans : Ecole Supérieure des Géomètres et Topographes ESGT Année de publication : 2020 Importance : 73 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie
Mémoire présenté en vue d'obtenir le diplome d'Ingénieur CNAM Spécialité Géomètre et TopographeLangues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Termes IGN] Amérique du sud
[Termes IGN] analyse de données
[Termes IGN] analyse spectrale
[Termes IGN] bassin hydrographique
[Termes IGN] déformation de la croute terrestre
[Termes IGN] données GRACE
[Termes IGN] effet de charge
[Termes IGN] modèle hydrographique
[Termes IGN] série de Taylor
[Termes IGN] série temporelle
[Termes IGN] station GPS
[Termes IGN] surcharge atmosphérique
[Termes IGN] surcharge hydrologique
[Termes IGN] surcharge océaniqueIndex. décimale : ESGT Mémoires d'ingénieurs de l'ESGT Résumé : (auteur) Ce travail repose sur le développement et la validation préalable d'un outil d'analyse statistique MSSA (Multichannel Singular Spectrum Analysis) de séries temporelles. Cet outil d'analyse a ensuite été appliqué aux séries temporelles de position issues de 267 stations permanentes GPS situées en Amérique du sud en vue d'étudier les déformations géophysiques saisonnières induites par les surcharges océaniques, atmosphériques et hydrologiques. En particulier, il s’agit de valider de nouveaux modèles de déformations de surcharge affinés pour inclure les contributions des rivières et des lacs des trois bassins versants les plus importants de cette région du monde (Amazone, Orénoque et Rio Paraná). En effet, les modèles classiques de surcharge n’expliquent pas la totalité des signaux observés, les écarts entre les variations des positions GPS et les prédictions pouvant atteindre 50% en Amérique du sud, là où les effets induits par les rivières sont extrêmement importants. L'analyse statistique conjointe de ces nouveaux modèles avec les séries temporelles de position GPS a confirmé la contribution significative des rivières dans l'amplitude des surcharges hydrologiques qui affecte chaque station individuelle. En outre, l'analyse de l'amplitude annuelle moyenne des surcharges sur les bassins versants a permis de vérifier la validité des nouveaux modèles de surcharge à l'échelle des bassins versants de l’Amazone et du Rio Paraná. Ces résultats sont également en accord avec les observations de la mission spatiale GRACE. Les résultats obtenus confirment l'intérêt de produire de nouveaux modèles à résolution spatiale plus fine et d’améliorer la modélisation des effets semi-annuels. Note de contenu : I- Présentation des données et de la zone d’étude
II- Méthode et outils d’analyse des séries temporelles
III Validation des outils
IV- Application de l’outil MSSA en Amérique du Sud
V- Analyse des surcharges hydrologiques
ConclusionNuméro de notice : 28646 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Mémoire ingénieur ESGT Organisme de stage : Laboratoire Géomatique et Foncier DOI : sans En ligne : https://dumas.ccsd.cnrs.fr/dumas-03035549/document Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=99736 Caractérisation de la contribution des charges hydrologiques, atmosphériques et océaniques aux séries temporelles de position GNSS : analyse comparée des modèles de charge et de mouvement du géocentre / Elie-Alban Lescout (2020)
Titre : Caractérisation de la contribution des charges hydrologiques, atmosphériques et océaniques aux séries temporelles de position GNSS : analyse comparée des modèles de charge et de mouvement du géocentre Type de document : Mémoire Auteurs : Elie-Alban Lescout , Auteur ; Kristel Chanard , Encadrant ; Paul Rebischung , Encadrant ; Alexandre Couhert, Encadrant Editeur : Champs-sur-Marne : Ecole nationale des sciences géographiques ENSG Année de publication : 2020 Importance : 30 p. Format : 21 x 30 cm Note générale : Bibliographie
Rapport de projet pluridisciplinaire, cycle ING2Langues : Français (fre) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Applications de géodésie spatiale
[Termes IGN] analyse comparative
[Termes IGN] déformation de la croute terrestre
[Termes IGN] données environnementales
[Termes IGN] données GNSS
[Termes IGN] données GRACE
[Termes IGN] positionnement par GNSS
[Termes IGN] série temporelle
[Termes IGN] surcharge atmosphérique
[Termes IGN] surcharge hydrologique
[Termes IGN] surcharge océaniqueIndex. décimale : PROJET Mémoires : Rapports de projet - stage des ingénieurs de 2e année Résumé : (Auteur) Les séries temporelles de position GNSS présentent, en plus des déplacements liés aux déformations tectoniques, des déplacements associés à des phénomènes environnementaux qui engendrent des redistributions de masse à la surface de la Terre. Cependant, une fraction des signaux GNSS provient d’erreurs systématiques de mesure, ou possiblement d’autres phénomènes géophysiques, qu’il est important d’isoler et de mieux caractériser afin d’améliorer la précision de mesure. Ce travail conduit une analyse comparée de solutions GRACE et de modèles environnementaux dans l’optique de mieux estimer leur capacité à décrire les signaux de charge observés par GNSS. Une attention particulière est donnée aux charges de coefficients d’harmoniques sphériques de degré-1, comparés indépendamment des autres, du fait qu’il contiennent les déplacements de masse de grande longueur d’onde. Le mouvement du géocentre est également dérivé du degré-1 et estimé par inversion des résidus d’un réseau GNSS. Il est ensuite comparé avec des estimations géophysiques et des mouvements du géocentre dérivées de modèles environnementaux. Une analyse comparative des différentes contributions des charges atmosphérique, océanique et hydrologique, annuelles, semi-annuelles ou de leurs résidus avec les séries temporelles de différents réseaux et traitements GNSS est en cours. Note de contenu : 1. Introduction
2. Données et modèles employés
2.1 Données GNSS
2.2 Modèles de charge
3. Méthodologie
3.1 Pré-traitements GRACE
3.2 Pré-traitements des modèles environnementaux
3.3 Calcul des déformations dues aux effets de charge
3.4 Inversion des charges de degré-1
3.5 Extraction des signaux pour comparaison
4. Développements informatiques
4.1 Amélioration du serveur de calculs de déformations ALIEDOCS
4.2 Librairies Python
5. Résultats
5.1 Charges de degré-1 et mouvement du Géocentre
5.2 Comparaisons déplacements GNSS-modèles de charge pour les degrés 2 et supérieurs
6. ConclusionNuméro de notice : 26390 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Mémoire de projet pluridisciplinaire Organisme de stage : Géodésie (Institut de Physique du Globe de Paris IPGP) Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=96010 Documents numériques
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Caractérisation de la contribution des charges... - pdf auteurAdobe Acrobat PDF Data-adaptive spatio-temporal filtering of GRACE data / Paoline Prevost in Geophysical journal international, vol 219 n° 3 (December 2019)
[article]
Titre : Data-adaptive spatio-temporal filtering of GRACE data Type de document : Article/Communication Auteurs : Paoline Prevost, Auteur ; Kristel Chanard , Auteur ; Luce Fleitout, Auteur ; Eric Calais, Auteur ; Damian Walwer, Auteur ; Tonie M. van Dam, Auteur ; Michael Ghil, Auteur Année de publication : 2019 Projets : 2-Pas d'info accessible - article non ouvert / Article en page(s) : pp 2034 - 2055 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Traitement du signal
[Termes IGN] analyse de spectre singulier
[Termes IGN] données géophysiques
[Termes IGN] données GRACE
[Termes IGN] filtrage spatiotemporel
[Termes IGN] harmonique sphériqueRésumé : (auteur) Measurements of the spatio-temporal variations of Earth’s gravity field from the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) mission have led to new insights into large spatial mass redistribution at secular, seasonal and subseasonal timescales. GRACE solutions from various processing centres, while adopting different processing strategies, result in rather coherent estimates. However, these solutions also exhibit random as well as systematic errors, with specific spatial patterns in the latter.
In order to dampen the noise and enhance the geophysical signals in the GRACE data, we propose an approach based on a data-driven spatio-temporal filter, namely the Multichannel Singular Spectrum Analysis (M-SSA). M-SSA is a data-adaptive, multivariate, and non-parametric method that simultaneously exploits the spatial and temporal correlations of geophysical fields to extract common modes of variability.
We perform an M-SSA analysis on 13 yr of GRACE spherical harmonics solutions from five different processing centres in a simultaneous setup. We show that the method allows us to extract common modes of variability between solutions, while removing solution-specific spatio-temporal errors that arise from the processing strategies. In particular, the method efficiently filters out the spurious north–south stripes, which are caused in all likelihood by aliasing, due to the imperfect geophysical correction models and low-frequency noise in measurements.
Comparison of the M-SSA GRACE solution with mass concentration (mascons) solutions shows that, while the former remains noisier, it does retrieve geophysical signals masked by the mascons regularization procedure.Numéro de notice : A2019-276 Affiliation des auteurs : Géodésie+Ext (mi2018-2019) Thématique : MATHEMATIQUE/POSITIONNEMENT Nature : Article nature-HAL : ArtAvecCL-RevueIntern DOI : 10.1093/gji/ggz409 Date de publication en ligne : 19/09/2019 En ligne : https://doi.org/10.1093/gji/ggz409 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=95381
in Geophysical journal international > vol 219 n° 3 (December 2019) . - pp 2034 - 2055[article]Combination of GRACE monthly gravity fields on the normal equation level / Ulrich Meyer in Journal of geodesy, vol 93 n° 9 (September 2019)PermalinkMonitoring of extreme land hydrology events in central Poland using GRACE, land surface models and absolute gravity data / Joanna Kuczynska-Siehien in Journal of applied geodesy, vol 13 n° 3 (July 2019)PermalinkOn 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)PermalinkClimate variability and climate change impacts on land surface, hydrological processes and water management / Yongqiang Zhang (2019)PermalinkReconciling upper mantle seismic velocity and density structure below ocean basins / Isabelle Panet (2019)PermalinkPermalinkA Terrestrial Reference Frame realised on the observation level using a GPS-LEO satellite constellation / Daniel Koenig in Journal of geodesy, vol 92 n° 11 (November 2018)PermalinkMigrating pattern of deformation prior to the Tohoku-Oki earthquake revealed by GRACE data / Isabelle Panet in Nature geoscience, vol 11 n° 5 (May 2018)PermalinkToward a global horizontal and vertical elastic load deformation model derived from GRACE and GNSS station position time series / Kristel Chanard in Journal of geophysical research : Solid Earth, vol 123 n° 4 (April 2018)PermalinkConstraints on transient viscoelastic rheology of the asthenosphere from seasonal deformation / Kristel Chanard in Geophysical research letters, vol 45 n° 5 (15 March 2018)PermalinkBruit de scintillation dans les séries temporelles de positions GNSS : origines et conséquences / Paul Rebischung (2018)PermalinkContribution actuelle de la calotte Antarctique à la variation du niveau marin / Clémence Chupin (2018)PermalinkDéformation saisonnière de la Terre : observations, modélisations et implications / Kristel Chanard (2018)PermalinkHydrological excitation of polar motion by different variables from the GLDAS models / Malgorzata Winska in Journal of geodesy, vol 91 n° 12 (December 2017)PermalinkOn the estimation of physical height changes using GRACE satellite mission data – A case study of Central Europe / Walyeldeen Godah in Geodesy and cartography, vol 66 n° 2 (December 2017)PermalinkHydrologically-driven crustal stresses and seismicity in the New Madrid seismic zone / Timothy J. Craig in Nature communications, vol 8 (2017)PermalinkMulti-scale modeling of Earth's gravity field in space and time / Shuo (2) Wang in Journal of geodynamics, vol 106 (May 2017)PermalinkGRACE era variability in the Earth's oblateness: a comparison of estimates from six different sources / Thierry Meyrath in Geophysical journal international, vol 208 n° 2 (February 2017)PermalinkMass evolution of Mediterranean, Black, Red, and Caspian Seas from GRACE and altimetry : accuracy assessment and solution calibration / B. D. Loomis in Journal of geodesy, vol 91 n° 2 (February 2017)PermalinkTélédétection pour l'observation des surfaces continentales, Volume 2. Observation des surfaces continentales par télédétection micro-onde / Nicolas Baghdadi (2017)Permalink