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Theses Year : 2010

Atmospheric gravity waves observed by an international network of microbatographs

Ondes de gravité atmosphériques observées par un réseau mondial de microbaromètres

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Julien Marty
  • Function : Author

Abstract

The Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization (CTBTO) manages an international network of forty-two operational infrasound stations recording the pressure fluctuations produced at the ground surface by infrasonic waves. This thesis demonstrates that most of these stations also accurately detect the pressure fluctuations in the entire gravity wave band. This work includes carrying out and analyzing several metrological laboratory experiments and a field campaign (M2008) in Mongolia in 2008. The layout of the experiments as well as the interpretation of their results gave rise to the development of a new linear spectral numerical model able to simulate the generation and propagation of gravity waves. This model was used to quantify the gravity waves produced by the atmospheric cooling that occurs during solar eclipses. The pressure fluctuations expected at ground level were estimated and compared to the data recorded during the 1 August 2008 solar eclipse by the CTBTO and M2008 stations. A detailed data analysis reveals two waves with similar time-frequency characteristics to those simulated for a stratospheric and tropospheric cooling. This constitutes, to our knowledge, a unique result. The validation of worldwide and pluriannual pressure measurements in the entire gravity wave band allowed the statistical study of gravity wave spectra and atmospheric tides. The work presented throughout this thesis has led to the publication of two articles. A third one is in the drafting process.
L'organisation du traité d'interdiction complète des essais nucléaires (OTICE) dispose actuellement d'un réseau mondial de quarante-deux stations opérationnelles qui enregistrent les fluctuations de pression atmosphériques produites au niveau du sol par les ondes infrasonores. Cette thèse démontre que la plupart de ces stations détectent également, avec une grande précision, les fluctuations de pression dans toute la bande des ondes de gravité. Ce travail inclut la réalisation et l'analyse de plusieurs expériences de métrologie en laboratoire et d'une campagne de mesure temporaire (M2008) déployée en Mongolie en 2008. La planification puis l'interprétation des données de ces expériences a conduit au développement d'un nouveau modèle linéaire spectral numérique pour simuler la génération et la propagation des ondes de gravité. Ce modèle est notamment utilisé pour quantifier les ondes de gravité induites par le refroidissement atmosphérique produit lors d'une éclipse de Soleil. Les fluctuations de pression attendues au niveau du sol lors de l'éclipse du 1er août 2008 sont estimées et comparées aux données enregistrées par les stations infrasons de l'OTICE et du réseau M2008. Une analyse détaillée de ces données a montré l'existence de deux ondes avec des caractéristiques temps-fréquence similaires aux ondes simulées pour des refroidissements stratosphérique et troposphérique. Ceci constitue à notre connaissance un résultat original. La validation des enregistrements de pression dans toute la bande des ondes de gravité a permis de mener des études statistiques pluriannuelles et d'échelle mondiale sur les spectres d'ondes de gravité et les marées atmosphériques. Ces travaux de thèse ont conduit à la publication de deux articles. Un troisième est en préparation.
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Dates and versions

tel-00740700 , version 1 (10-10-2012)

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  • HAL Id : tel-00740700 , version 1

Cite

Julien Marty. Ondes de gravité atmosphériques observées par un réseau mondial de microbaromètres. Océanographie. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. Français. ⟨NNT : 2010PA066307⟩. ⟨tel-00740700⟩
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