Que nous dit la géophysique des transport de masse « superficiels » et « interne »?

1. Que nous dit la géophysique des transport de masse « superficiels » et « interne »? rebond post-glacière Atmosphère • Détermination partielle des redistributions de masse gophysique: celles de l’enveloppe fluide superficielle • Redistributions internes non observables (indirectement par le champ magnétique) Manteau Eaux douces Noyau séismes Océans Graine

2. Progrès accomplis dans la modélisation des couches fluides • Multiplication mesures (satellite) • Capacité croissante du stockage de données séries temporelles des moments cinétiques fluides de plus en plus précises Satellites altimétriques Topex-Poséïdon / Jason (niveau des océans) Océans Atmosphère 2010 1980 1990 2000 Eaux douces Satellite GRACE (changement du champ de gravité) Aapparition des premières séries temporelles de moment cinétique complètes

3. Intercomparaison des séries de Moments cinétiques atmosphériques (Atmospheric Angular Momentum AAM) • NCEP - Reanalysis • ECMWF - ERA Interim • Intervalle commun 1989-2010En accès libre, « labellisées » IERS

4. Séries temporelles lissées

5. Termes équatoriaux: comparaison spectrale Très bon accord spectral

6. Termes équatoriaux: variance d’Allan

7. Termes axiaux: comparaison spectrale Niveau comaparable pour les fluctuations rapides (< 100 jours). Très bon accord saisonnier

8. Termes axiaux: variance d’Allan Très bon accord sauf au-delà de 1000 jours (> 3 ans) pour le terme de masse

9. Intercomparaison des séries de moments cinétiques océanique (Oceanic Angular Momentum, OAM) • ECCO (données TOPEX assimilées) • OMCT (forcés par ERA Interim) • Intervalle commun 1993-2010 • En accès libre, « labellisées » IERS

10. Séries temporelles lissées

11. Termes équatoriaux: comparaison spectrale Bon accord saisonnier OMCT plus puissante que ECCO aux fréquences rapides (< 30 jours).

12. Termes équatoriaux: variance d’Allan

13. Termes axiaux: comparaison spectrale Bon accord saisonnier pour le terme de courant seulement OMCT plus puissante que ECCO aux fréquences rapides (< 100 jours).

14. Termes axiaux: variance d’Allan

15. Diagnositic par les irrégularités de la rotation terrestre 10 m y 5 août 2011 182 jours 13.6 jours 20 déc. 2011 10 m x 1 oct. 2010 1’’ z <0,5’’ 3 cm 0.001’’ = 1 mas 2. Mouvement du pôle 40’’ y 18.6 ans x 3. Variations de UT1/durée du jour: semi-irrégulières 25800 ans 23° Précession-nutation

16. Diagnositic par les irrégularités de la rotation terrestre • Aux échelles de temps infra-décennalles, mouvement du pôle du à • AAM à 60% (pression / vent) • OAM à 30% (masse / courant) • HAM à 10 % (masse, surtout saisonnier) • Aux échelles de temps infra-décennalles, durée du jour due à: • AAM à 95% (vent) • OAM à 5% • HAM à ?% (saisonnier) • Excitation de la nutation libre du noyau par la composante équatoriale rétrograde diurne des AAM / OAM

17. Théorie reliant paramètres de rotation de la Terre et moment cinétique des couches fluides Equations Différentielles LINEAIRES Excitation «géophysique» / «astronomique» Excitation « observée» • Théorème du moment cinétique • système {Terre non rigide + fluides} • linéarisé dans le repère terrestre + • modèle de Terre (rhéologie/structure interne) • Observations / modèles: • Météorologique • Océanographique • hydrologique … • Marées luni-solaires Astrogéodésie spatiale: variations de la rotation terrestre

18. Excitations observée et géophysique: composantes équatoriales Dans le plan équatorial : digitalisation Fonction de moment cinétique effective (excitation) (moment cinétique a-dimensionné de la redistribution)≤ 5 10-8 radians ~ 50 milli-arc-second (50 mas)Incrément de moment d’inertie c+Moment cinétique relatif h Excitation observée = Transfert p(s) / (s)

19. Excitation équatoriale: principalement atmosphérique et océanique x-Atmos x- Atmos + Océans y- Atmos y- Atmos + Océans

20. NCEP (A) - ECCO (O) - CPC (H) / ECMWF (A) - OMCT (O) LSDM (H)Analyse de variance d’Allan après désaisonnalisation: composantes équatoriales G : excitation « géodésique » (observée à partir du mouvement du pôle) AO : atmosphérique + océanique

21. Variations saisonnières : excitations équatoriales G(observée) / Atmos. + Océans (NCEP + ECCO / ECMWF + OMCT) Amplitude et phase estimées sur fenêtre glisssante de 3 ans

22. La considération des modèles hydrologiques (CPC / LSDM) n’améliore pas la compréhension de l’excitation équatoriale observée

23. Excitations observées et géophysique: composantes axiales Fonction de moment cinétique effective (moment cinétique a-dimensionné de la redistribution)≤ 5 10-8 radians ~ 50 milli-arc-second (50 mas)Incrément de moment d’inertie c3+Moment cinétique relatif h3 Excitation observée: Variations de la durée du jour =

24. Excitation axiale < 6 ans : effet prédominant des vents http://hpiers.obspm.fr/eop-pc

25. NCEP (A) - ECCO (O) - CPC (H) / ECMWF (A) - OMCT (O) LSDM (H)Analyse de variance d’Allan après désaisonnalisation: composantes axiales G : excitation « géodésique » (observée à partir des variations de la durée du jour) AO : atmosphérique + océanique

26. Variations saisonnières : excitations axiales annuel Semi-annuel

27. Modèles de marées pour les variations de la rotation de la Terre Récapitulatif : http://hpiers.obspm.fr/eop-pc/index.php?index=models&lang=en • Mouvement du pôle : • 0.5/1 jour: Effets des marées océaniques~ 0,5 mas (modèle IERS Ray et al. 1994) • Effets de marées océaniques en 13.6 j, 27 j, annuel ~ 0.1 mas (modèle empirique de Gross) • Nutation: ~ 1 mas • Effets de marées océaniques rétrogrades diurnes calculés pour le modèle IAU 2000 d’après Chao et al. (1996) [Diurnal/semidiurnal polar motion excited by oceanic tidal angular momentum variations, JGR, 101, 20151-20163]. • Durée du jour & UT1 • 0.5/1 jour: effets des marées océaniques(modèle IERS Ray et al. 1994) : 0,1 ms • De 5 jours à 18,6 ans: effets de marées solides + océaniques(modèle IERS 2010) : 1 ms