Etudes des variations temporelles du champ de pesanteur terrestre à partir des données de la mission GRACE : application au bassin amazonien

par Flavio-Guilherm Vaz De Almeida

Thèse de doctorat en Géophysique

Sous la direction de Stéphane Calmant et de Denizar Blitzkow.


  • Résumé

    L'objectif de ce travail est d'analyser les variations temporelles du champ de gravité, déterminées par la mission spatiale Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), et ses relations avec la dynamique des eaux dans la région Amazonienne. À ce titre, nous avons cherché à développer une méthodologie pour les estimations des stocks d'eau dans des zones innondables non contrôlées ou difficilement accessibles. Pour ce faire, les coefficients de Stokes, calculés par le Groupe de Recherche de Geodesie Spatiale (GRGS) de Toulouse, ont été convertis en hauteur d'eau équivalente (HEE, Equivalent water Height - EWH en anglais) sur une période d'environ 4 ans (juillet de 2002 à mai 2006). Les valeurs d'HEE ainsi obtenues ont été comparées aux niveaux d'eau in-situ collectés par l'Agence Nationale de lEau brésilienne (ANA). Le choix du bassin Amazonien pour ce travail tient au fait qu'il présente en son centre, des amplitudes d'environ 1250mm de HEE, soit les plus grandes du monde. Cette amplitude est validée indirectement par comparaison entre les déplacements crustaux verticaux équivalents à cette charge superficielle et les mouvements verticaux de la stations GPS permanente de Manaus, à proximité du centre du bassin. Nous estimons que les erreurs associées à ces HEE sont au maximum de l'ordre de ~160mm HEE. Elles proviennent des erreurs des coefficients de Stokes, de la troncation du spectre et des erreurs de contamination (leakage) d'informations hydrologiques des bassins voisins. Finalement, HEE et les données de hauteur d'eau sont comparées dans les fleuves en terme d'hydrogéologie.


  • Résumé

    The objective of this work is to analyze the temporal variations of the gravitational field, determined by the space mission Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), and its relationships to the dynamics of water in the Amazon basin area. For this reason, was developed a methodology to estimate the water level in not controlled stocks or difficult to reach floodplains. With this intention, the Stokes coefficients, calculated by the Groupe de Recherche de Geodesie Spatiale (GRGS) Toulouse-FR, were converted into equivalent water height (EWH) for a ~4-year period (July-2002 to May-2006). In this basin, the amplitudes of EWH signal are the largest on Earth and can reach about 1250mm at the center of the basin. Analysis of the uncertainties indicate that it represents ~160 mm of EWH in this basin, including Stokes coefficient uncertainties (~130 mm), leakage errors (12 ~ 21 mm) and spectrum truncation (10 ~ 15 mm). This amplitude was indirectly validated by the comparison between equivalent vertical crustal displacements due to surface water load and the vertical movements of the Manaus GPS permanent monitoring stations, near to the center of the basin. The values of EWH thus obtained were compared with the in-situ water level collected by the Brazilian National Agency of Water (ANA) at 233 ground-based hydrometric stations (HS). Although EWH and HS measure different water bodies, high correlation, up to ~80% in most of the cases, is detected. This high correlation allows adjusting linear relationships between both series for the major tributaries of the Amazon. The regression coefficients decrease from upstream to downstream along the rivers reaching the theoretical value 1 at the mouth of the Amazon in the Atlantic Ocean.

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  • Détails : 1 vol. (147 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 141-147

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2009TOU30079

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 09 TOU3 0079
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