1,720,986 research outputs found
Methods and applications of satellite gravimetry for monitoring the redistribution of water masses : from hydrology to cryosphere
No full textLe changement climatique aggrave la pénurie d'eau douce, menaçant les populations et les écosystèmes. La fonte des glaces, les précipitations irrégulières et l'évaporation plus rapide exercent une pression importante sur les ressources agricoles et hydriques. De plus, la redistribution de l'eau des continents vers l'océan contribue à l'élévation du niveau de la mer, menaçant les zones côtières. Une approche multidisciplinaire est essentielle pour surveiller l'évolution des ressources en eau douce. La Géodésie, l'étude de l'évolution de la forme de notre planète, est un outil clé dans ce contexte. Les missions satellites Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) et Follow-On (GRACE-FO) fournissent des mesures mensuelles du champ de gravité terrestre depuis 2002, révélant les redistributions de masse hydrologique à grande échelle. Cependant, ces observations souffrent d'une résolution spatiale limitée, d'un bruit corrélé important et d'observations manquantes, ce qui entraîne de grandes incertitudes dans les estimations de bilans de masse hydrologiques aux échelles régionales et globales. Dans cette thèse, je développe des méthodes innovantes pour réduire le bruit et estimer avec précision les bilans de masse hydrologiques à partir des observations GRACE/-FO. Le chapitre 1 fournit une introduction détaillée aux missions GRACE/-FO, aux techniques de traitement des données et à leurs applications variées en géophysique. L'amélioration de la résolution spatiale et temporelle de ces données est désormais essentielle pour permettre encore plus d'applications. Dans le chapitre 2, je propose une méthode de filtrage, s'appuyant sur les travaux de Prevost et al., 2019, qui améliore la résolution spatiale et comble objectivement les observations manquantes des données GRACE/-FO. Ceci est accompli à l'aide d'une méthode statistique : la "Multichannel Singular Spectrum Analysis" (M-SSA) qui exploite les corrélations spatio-temporelles. Cette méthode filtre efficacement les données, révélant ainsi des signaux à petite échelle tels que certains lacs de barrage ou glaciers. Le chapitre 3 présente une méthode pour estimer le bilan de masse hydrologique de sources spécifiques à partir des données GRACE/-FO et corrige de l'erreur de filtrage. Nous isolons ainsi des sources hydrologiques à partir de mesures gravimétriques intégrées. Nous appliquons la méthode pour déterminer les variations de masse de la mer Caspienne entre 2003 et 2021 et cherchons à valider nos observations par comparaison avec des données marégraphiques et altimétriques. L'excellent accord entre toutes ces estimations démontre l'efficacité de la méthode. Dans le Chapitre 4, nous étendons cette méthode à la calotte Cook, dans l'archipel des Kerguelen. Une comparaison avec des estimations de la masse de glace obtenues à partir de la différenciation de modèles numériques de terrain suggère une contribution viscoélastique au bilan de masse issu de GRACE/-FO, en lien avec la fonte récente de la calotte. Pour confirmer cette hypothèse, nous modélisons la déformation du sol causée par les changements d'élévation de la glace. La comparaison de ces résultats avec les mesures de RADAR interférométrique à synthèse d'ouverture (InSAR) suggère aussi une déformation viscoélastique transitoire en réponse à la fonte décennale des glaces.Freshwater scarcity, driven by climate change, threatens populations and ecosystems. Melting ice, erratic rainfall, and faster evaporation stress agricultural and water resources. Moreover, land-to-ocean water redistribution contributes to sea level rise, endangering coastal areas. Harnessing multi-disciplinary scientific knowledge is now essential to monitor freshwater changes. Geodesy, the study of the changing shape of our planet over time, emerges as a powerful tool in this context. Notably, the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) and Follow-On (GRACE-FO) satellite missions have provided monthly global gravity measurements since 2002, revealing large-scale hydrological mass redistribution. However, these observations suffer from limited spatial resolution, large correlated noise and missing observations, leading to large uncertainties in regional and global hydrological mass balance estimates. In this thesis, I develop innovative methods to reduce noise and accurately retrieve hydrological regional mass balance from the GRACE/-FO observations. Chapter 1 provides a detailed introduction to the GRACE/-FO missions, data processing techniques, and their wide-ranging geophysical applications. For even broader applications, improving spatial and temporal resolution is now essential. In Chapter 2 I propose a post-processing filtering method, based on previous work by Prevost et al., 2019, that increases spatial resolution and objectively fill missing observations. This is accomplished using a data-driven mathematical method, namely the Multichannel Singular Specturm Analysis (M-SSA) that exploits spatio-temporal correlations in the gravity time series. This method efficiently filters gravity fields, revealing smaller scale signals like reservoir impoundments and glaciers that are often smeared or masked out with other filtering approaches. Chapter 3 introduces a method for retrieving hydrological mass balance of specific sources from GRACE/-FO data, objectively accounting for filter-specific error. By simulating and reverting the impact of filters, we isolate hydrological sources from integrated gravity measurements using prior information about their shape. We apply the method to determine the 2003-2021 mass variations of the Caspian Sea and seek validation by comparison with in situ tide gauge stations and satellite altimetry measurements of sea level variations. We account for steric contribution and solid Earth deformation resulting from variations in surface hydrology. The excellent agreement among estimates demonstrates the method efficiency and suggests its potential for various hydrological mass balance applications. Finally, in Chapter 4, we extend this method to the small-scale Cook ice cap on Kerguelen Island. A comparison with independent ice mass estimates obtained from differencing of Digital Elevation Models reveals significant differences. We explore the potentially contribution of a viscoelastic deformation related to the recent ice cap melting to the GRACE/-FO-derived mass balance. Namely, we model ground deformation induced by ice unloading inferred from ice elevation change observations. Comparing these results with Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) measurements suggest transient viscoelastic deformation in response to decadal ice melting
Ecoulements doublement diffusifs hors de l'approximation de Boussinesq (cas particulier de la convection dans le manteau terrestre)
No full textPARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocCentre Technique Livre Ens. Sup. (774682301) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF
Les forces résistantes de la tectonique des plaques (apport des données gravimétriques dans les modèles numériques)
No full textCette étude a pour principal objectif d'apporter des contraintes sur la structure! mécanique des zones de subduction et sur l'intensité des forces qui s'opposent à la tectonique des plaques. A l'aide de modèles dynamiques 2D de zone de subduction, cartésiens et instantanés, avec des rhéologies Newtoniennes ou en loi de puissance, nous montrons dans une première partie que les données gravimétriques ne peuvent être reproduites que si le couplage entre les plaques est limité, et que la résistance de la lithosphère subductante lors de la flexure est relativement faible. La gravité et les anomalies de géoïde (de longueurs d'ondes comprises entre 100 km et 4000 km environ) sont en général correctement reproduites dans le cas où les contraintes déviatoriques sont modérées. Nos résultats indiquent que seule une petite portion du poids de la plaque plongeante est transmise à la lithosphère en surface. Près de 10% de l'énergie est dissipée dans la zone de contact entre les plaques, 10-20% dans la région de flexure, et plus de 70% dans le manteau sub-lithosphérique. Les tractions en base de plaques induisent un déplacement net de la lithosphère, qui se traduit par une asymétrie des vitesses en surface. Dans le cas d'une circulation mantellique globale, les anomalies de géoïde déterminées numériquement présentent une "bosse" à des longueurs d'onde intermédiaires ( 2000-4000km), qui n'est pas observée. Nous montrons qu'il est possible de réconcilier les observations avec les prédictions du modèle si l'on tient compte de forces de résistance au flux mantellique associées aux transitions de phases du manteau profond. Afin de mieux comprendre l'origine de ces forces, nous nous sommes intéressés par la suite aux variations volumiques accompagnant les changements de phase. A l'aide de modèles analytiques et numériques simples, nous montrons que les changements de volume "macroscopiques" (à l'échelle du manteau) peuvent altérer de manière significative le flux mantellique et les observables de surface comme la gravimétrie, dans le cas d'une discontinuité fine et visqueuse. En partant du modèle de croissance de grain de Morris [2002], nous montrons par ailleurs que les changements de volume à l'échelle microscopique sont susceptibles d'engendrer des déflections des zones de transitions de plusieurs kilomètres, y compris dans le cas de rhéologies non-Newtoniennes pour lesquelles la viscosité effective est relativement faible.ln this study, we use short -and intermediate- wavelengths gravity and geoid anomalies ( 100-4000km) to provide constraints on the mechanical structure of subduction zones and on the forces involved. We perform 2D instantaneous dynamically self-consistent models with Newtonian or power-law rheologies, and show that both strong decoupling of the two convergent plates and weakened bending lithosphere are necessary to reproduce the observed geoid and gravity data. Good fit are found for relatively low failure stresses. Only a small fraction of the downgoing slab weight is transmitted to the surface plates. About 10% of the energy is dissipated in the contact zone between the two plates, 10% to 20% in the bending region, and more than 70% in the sub-lithospheric mantle. The basal tractions induce a net motion of the plates, with the subducting lithosphere moving faster than predicted by the no-net motion principle. A marked positive geoid anomaly is predicted above subduction zones at intermediate wavelengths ( 2000-4000km) in the case of pure whole mantle convection. Such large geoid highs are not observed. We show that partial layering associated to phase transitions in the deep mantle allows to reconcile modeI prediction and observations for these wavelengths. ln an effort to understand the physical mechanisms involved, we studied the kinetic effects of volumes changes during phase transformations. Using simple analytical and numerical models we show that macroscopic volumes changes can reduce the mantle flow significantly in the case of a thin and viscous discontinuity. Building on the nucleus growth model of Morris [2002], we also show that volume changes on a microscopic scale can induce a deflection of the phase transition zones by several kilometers even in the case of non-Newtonian rheologies and for quite low values of viscosity.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Get PDFThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Etude numérique de l'interaction manteau convectif/lithosphère illustrée par deux exemples (amincissement d'une lithosphère continentale et écoulement en base de la lithosphère océanique)
No full textJ'ai utilisé deux codes numériques de convection à 2-D et à 3-D, pour étudier l'interaction entre le manteau convectif et la lithosphère continentale et océanique. Dans une première partie, je me suis intéressée aux mécanismes d'amincissement d'une lithosphère continentale, en étudiant d'une part les temps caractéristiques d'une déstabilisation convective et d'autre part les paramètres influençant l'initiation de la délamination, définie comme le décollement soudain de l'ensemble du manteau lithosphérique de la croûte par le biais de la propagation d'une zone de cisaillement fortement localisée. J'ai montré à 2-D que le retour à l'équilibre thermique d'une lithosphère continentale épaissie de façon homogène s'effectue sous l'effet d'une convection à petite échelle. Cette convection, sous la forme d'instabilités de l'interface lithosphère/asthénosphère, est fortement controlée par la dépendance en température de la viscosité, que j'ai donc fait varier dans une gamme réaliste. Ces instabilités sont dues au contraste de densité latéral au bord de la racine et/ou au gradient de densité à la base de la racine. J'ai montré que la prédominance de l'un ou l'autre de ces mécanismes dépend de la géométrie de la racine. J'ai de plus établi des lois empiriques permettant d'estimer le temps de retour à l'équilibre. Il apparaît que ces lois ne sont fonction que de paramètres locaux, tels que l'épaisseur de la lithosphère à l'équilibre, le facteur d'épaississement et le saut de température en base de lithosphère. De plus, ces mécanismes d'érosion par convection à petite échelle s'avèrent peu efficaces sur l'échelle des temps caractérisant les orogènes. En ce qui concerne l'étude à 2-D et à 3-D de l'initiation de la délamination, un critère a été établi fonction de la viscosité au Moho de la croûte et du manteau. La délamination peut s'initier sur Terre pour une température au Moho élevée (> 800ʿC) associée à des viscosités de croûte et de manteau suffisamment faibles. Deux modes de détachement du manteau lithosphérique ont été observés, par "slabs" ou par "blobs", fonction de la résistance de la croûte et du manteau au Moho. Une deuxième partie de cette thèse a été consacrée à l'étude à 3-D de l'écoulement en base de lithosphère océanique. En effet, bon nombre de questions se posent encore sur le lien entre le mouvement d'une plaque lithosphérique et l'écoulement à sa base. De plus, peu d'études prennent en compte la présence de failles transfomantes le long de l'axe d'accrétion. Notre étude souligne l'influence des failles transformantes sur la géométrie de l'écoulement. Pour une ride continue et perpendiculaire à la direction de la vitesse de plaque, nous montrons que des instabilités, issues de la déstabilisation de la lithosphère sous l'effet d'une convection à petite échelle, apparaissent parallèlement à l'axe de la ride, aux âges jeunes, et perpendiculairement à l'axe de la ride aux âges vieux.I have used two numerical codes of 2-D and 3-D convection to study the interaction between the convective mantle and the continental and oceanic lithospheres. In a first part I focused on the thinning mechanisms of a continental lithosphere: I studied characteristic times of convective destabilisation and, on the other hand, parameters influencing the initiation of delamination, defined as a sudden sinking of lithospheric mantle at the favour of a crustal decoupling level. I showed in 2-D that a homogeneously thickened continental lithosphere, as it could be the case in orogenic settings, comes back to its thermal equilibrium state because of small-scale convection. This convective flow is generated by instabilities of the lithosphere/asthenosphere interface, the amplitude of which is strongly controlled by the temperature dependance of the viscosity. This convective flow is due to the finite density perturbations induced by the topography of the isotherms at the base and/or at the sides of the root. The controlling mechanism depends on the root geometry. We derive two general parameterizations of convective removal duration as a function of local parameters, like the equilibrium thickness, the thickening factor, the root width, and the rheological temperature scale. Convective removal duration is too long for these mechanisms to explain the characteristic time of root removal during an orogen. The 2-D and 3-D study of delamination initiation at the favor of a crustal decoupling level shows that initiation takes place where the Moho temperature is the highest (> 800ʿC), as soon as the crust and mantles viscosities are sufficiently low. Moreover, two kinds of mantle lithosphere peeling have been observed, by slabs or by blobs, depending on crustal and mantle strength at the Moho. A second part of this thesis was dedicated to the study of 3-D mantle flow beneath mid-ocean ridges. Indeed, a key issue is the link between plate direction velocity and the flow geometry beneath the oceanic lithosphere. Furthermore only a few studies take into account transform faults along the oceanic ridge. Our study clearly shows the influence of transform faults on the flow geometry. For a linear ridge perpendicular to the plate motion, we first observe a series of downgoing instabilities parallel to the ridge axis at young ages and then a series of downgoing instabilities nearly perpendicular to the ridge axis.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF
Variations on the Author
Get PDF“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
- …
