Effets des charges atmosphérique, océanique et ......Modèles de circulation océanique barocline...
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Effets des charges atmosphérique, océanique et hydrologique observés par GPS A. Mémin 1,2 , J.-P. Boy 3 , A. Santamaría-Gómez 2,4 , M. Gravelle 4 , C. Watson 2 , P. Tregoning 5 GRGS, Sorèze, 7-8/09/2015 2 3 4 1 5
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Effets des charges atmosphérique, océanique et hydrologique observés par GPS
A. Mémin1,2, J.-P. Boy3, A. Santamaría-Gómez2,4, M. Gravelle4, C. Watson2, P. Tregoning5
GRGS, Sorèze, 7-8/09/2015
2 3 41 5
Motivations
Introduction Conclusions
Effets des charges atmosphérique, océanique et hydrologique observés par GPS
2/13
La surface de la Terre solide se déforme de façon continue à cause des redistributions de masse en surface (air, eau, glace…)
Pas de recommandation de l’IERS pour rendre compte de ces déformations
Charges Observations GPS des effets de charges
Caractériser le signal lié aux effets de charge dans les observations GPS et dans plusieurs bandes de fréquences
1. Modèles de redistribution des masses en surface2. Variabilité du mouvement vertical causé par les charges3. Comparaison entre mouvement vertical prédit et celui
observé par GPS
01/2002 – 12/2009 Déplacement vertical
Charge atmosphérique
Conclusions 3/13
ECMWF Operational 3 hr & 0.15° à 0.35°
WRMS ATMIB WRMS ATMMO
Réponse dynamique des océans, MOG2D/TUGO-m (ATMMO) Carrere & Lyard (2003) Modèle d’océan barotrope forcé
par la pression et les vents de l’ ECMWF
3 hr & 0.25° Couverture globale
Approximation du Baromètre Inversé (ATMIB)
Réponse de l’ocean à la pression
Modèle d’atmosphère
Introduction Charges
Effets des charges atmosphérique, océanique et hydrologique observés par GPS
Observations GPS des effets de charges
Charge océanique
Conclusions 4/13
ECCO Wunch et al. (2009) Forcé par les champs de NCEP 12 hr & 0.3 à 1° quasi global (73°S - 73°N)
WRMS ECCO + ATMIB WRMS GLRORYS + ATMIB
GLORYS2v1 Ferry et al. (2012) Forcé par les champs de l’ECMWF Journalier et 0.25° couverture globale
Modèles de circulation océanique barocline (vents, flux d’eau douce et chaleur)
Ne peuvent pas être combinésà MOG2D
Introduction
Effets des charges atmosphérique, océanique et hydrologique observés par GPS
Charges Observations GPS des effets de charges
Charge hydrologique
Conclusions 5/13
GLDAS/Noah (+ canopée) Rodell et al. (2004) 3 hr & 0.25° Couverture globale
WRMS GLDAS + ATMIB WRMS MERRA + ATMIB
MERRA-land Reichle et al. (2011) 1 hr & 0.50x0.67° Couverture globale
Modèles hydrologiques humidité du sol, neige, pas de calotte, pas de glacier
Introduction
Effets des charges atmosphérique, océanique et hydrologique observés par GPS
Charges Observations GPS des effets de charges
Variabilité du mouvement vertical du sol induit par les charges
Conclusions 6/13
WRMS moyennéspar bande de 10° de latitude
Introduction
Comment la variabilité se distribue entre : Longues périodes: T > 2 mois avec/sans la composante saisonnière Périodes intermédiaires: 2 mois > T > 7 jours Courtes périodes: T < 7 jours
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Effets des charges atmosphérique, océanique et hydrologique observés par GPS
Charges Observations GPS des effets de charges
7 jours < T < 2 mois
1 jour < T < 7 jours
T > 2 moisSaisonnier retiré
T > 2 mois
Conclusions 7/13
Variabilité par bande de fréquences
mm
mm
mm
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WRMS moyennés par bande de 10° de latitude
Introduction
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10 32 5410 32 54
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]Effets des charges atmosphérique, océanique et hydrologique observés par GPS
Charges Observations GPS des effets de charges
Nombre de sites par bande de
10° de latitude
GPS stats
Séries GPS, mouvement vertical
Conclusions 8/13Introduction
Séries journalières : 337 de l’Université de La Rochelle 210 de Tregoning & Watson (2009)
Intervalle de temps : 01/2002 – 12/2009
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2 4 6 8 10 12 140mm
Effets des charges atmosphérique, océanique et hydrologique observés par GPS
Observations GPS des effets de chargesCharges
Conclusions 9/13
Réduction du WRMS des séries GPS
+MERRA +GLDAS
T > 2 moisSaisonnier retiré
≈ interannuel
Introduction
Pas de réduction autour de l’équateur Plus importante sur la côte Antarctique Moins importante avec ATMIB > 50°N Aucun effet notable de MERRA/GLDAS
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Effets des charges atmosphérique, océanique et hydrologique observés par GPS
Charges Observations GPS des effets de charges
Pas d’hydrologie
Introduction Conclusions 10/13
+MERRA +GLDAS
Jusqu’ à 10 % (+5%) MOG2D/ECCO/GLORYS mieux que IB Réduction supplémentaire de 5%
avec MERRA/GLDAS (> 40°S) Pas de différences notables entre
MERRA/GLDAS
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T > 2 mois
Effets des charges atmosphérique, océanique et hydrologique observés par GPS
Charges Observations GPS des effets de charges
Réduction du WRMS des séries GPS
Pas d’hydrologie
Conclusions 11/13
+MERRA +GLDAS
Introduction
Jusqu’ à 20 % (+10 %) 25 % avec MERRA/GLDAS En moyenne, ATMIB conduit à la plus
faible réduction
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T > 7 jours
Effets des charges atmosphérique, océanique et hydrologique observés par GPS
Charges Observations GPS des effets de charges
Réduction du WRMS des séries GPS
Pas d’hydrologie
Pas d’hydrologie
+MERRA +GLDAS
Conclusions 12/13Introduction Observations GPS des effets de charges
Réduction supplémentaire : 2 %
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T > 1 jour
Effets des charges atmosphérique, océanique et hydrologique observés par GPS
Charges
Réduction du WRMS des séries GPS
Conclusions 13/13
Résumé
Introduction Charges
Plus grande réduction du WRMS des séries GPS avec ECMWF+MOG2D qu’avec ECMWF+IB, et dans toutes les bandes de fréquences
Pas d’amélioration notable à utiliser GLORYS ou ECCO (barocline) plutôt que MOG2D (barotrope), même pour le saisonnier
Pas de différence significative entre MERRA-land et GLDAS/Noah
Reste une grande part de variabilité non expliquée par les effets de charges aux basses latitudes (bande tropicale)
Effets des charges atmosphérique, océanique et hydrologique observés par GPS
Observations GPS des effets de charges
Merci
Contact:
Effets des charges atmosphérique, océanique et hydrologique observés par GPS
