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Fiche détaillée Thèses
Université Joseph-Fourier - Grenoble I (22/12/2006), Jacques Verron (Dir.)
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Apports des données gravimétriques GRACE pour l'assimilation de données altimétriques et in-situ dans un modèle de l'Océan Pacifique Tropical.
Frédéric Castruccio1

L'objectif de ce travail est d'estimer les apports d'une topographie dynamique moyenne (MDT) déduite des données gravimétriques GRACE, pour la reconstruction de la circulation océanique du Pacifique Tropical par assimilation de données.
Les récentes avancées de notre connaissance du géoïde nous ont conduit à étudier l'impact de l'utilisation d'un signal altimétrique absolu. Un modèle (OPA) de l'Océan Pacifique Tropical, où des observations in-situ et quasi-synoptiques sont disponibles (réseau TAO), et un filtre de Kalman en rang réduit (SEEK) ont été mis au point et utilisés dans différentes configurations. La première suppose une situation pré-GRACE et utilise une MDT artificielle. La deuxième utilise une MDT observée déduite du géoïde GRACE. Conjointement à l'altimétrie, les profils de température TAO sont assimilés.
Ce travail montre l'importance d'une bonne référence pour les résidus altimétriques. Le résultat le plus important concerne la capacité du système d'assimilation utilisant GRACE à mieux composer avec des données mixtes: satellites et in-situ. Ici, l'assimilation conjointe d'altimétrie et de données TAO est plus performante grâce à la meilleure compatibilité des données.
En outre, une analyse physique, qui considère l'apport de l'assimilation à l'amélioration de la représentation de la dynamique du Pacifique Tropical, a été conduite. L'originalité de ce travail est de montrer comment l'assimilation contribue à améliorer notre compréhension des mécanismes physiques en action dans ce bassin.
De manière intéressante et rétrospective, cette analyse révèle aussi une zone (8°N) où les données GRACE semblent avoir des faiblesses qu'il serait judicieux de corriger.
1 :  LEGI - Laboratoire des écoulements géophysiques et industriels
Océanographie physique – Modélisation numérique – Assimilation de données – Filtre de Kalman – Données altimétriques – Données gravimétriques – Pacifique Tropical – Variabilité ENSO

Contribution of the GRACE gravimetric data to the assimilation of altimetric and in-situ data in a Tropical Pacific Ocean model.
The objective of this work is to evaluate the contribution of a Mean Dynamic Topography (MDT) deduced from the GRACE gravimetric data, in order to reconstruct the Tropical Pacific Ocean circulation via data assimilation.
Recent advances in our knowledge of the geoid have driven us to investigate the impact of using a fully observed absolute altimetric signal. The OPA model of the Tropical Pacific Ocean, where in-situ and quasi-synoptic data are available (TAO array), and a reduced order Kalman filter (SEEK) have been developed and used under different configurations. The first one assumes a pre-GRACE situation using an artificial MDT from the model itself, while the second one uses a fully observed MDT computed with the GRACE geoid. TAO temperature profiles are jointly assimilated into the model.
This work points out the importance of the mean reference reliability to assimilate sea level anomaly. The main result concerns the improved ability of the assimilation system using GRACE to deal with both satellite and in-situ observations. The joint assimilation of altimetry and TAO data is more efficient thanks to a better compatibility brought by the use of GRACE data.
Furthermore, a physical analysis has been conducted, considering the data assimilation contribution on the simulated dynamics of the Tropical Pacific Ocean. This work specifically aims at illustrating how data assimilation can contribute to improve our understanding of the wide amount of physical mechanisms driving the ocean dynamics in this region.
Interestingly and retrospectively, this analysis also reveals an area (along 8°N) where the GRACE data may have a limitation that should be fixed.
Physical oceanography – Numerical Modeling – Data assimilation – Kalman filter – Altimetric data – Gravimetric data – Tropical Pacific – ENSO variability