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Cours de thèse de l’ED129 – Bref descriptif des UE (2 ECTS)
TITRE : Modélisation Numérique de l'Écoulement Atmosphérique et Assimilation
d'Observations
CONTENU INDICATIF :
1. Modélisation numérique de l'écoulement atmosphérique. Les équations 'primitives'. Modes
de discrétisation. La prévision météorologique numérique. Performances actuelles.
2. Description du système d'observation météorologique. Le problème de l'assimilation.
Estimation bayesienne. Variables et fonctions aléatoires. Exemples météorologiques.
3. L’interpolation optimale. Principales propriétés. Applications météorologiques. La théorie
du ‘Best Linear Unbiased Estimator’
4. Les méthodes d'assimilation avancées.
a. Filtre de Kalman. Filtre de Kalman d’ensemble. Performances actuelles et perspectives
b. Équations adjointes et assimilation variationnelle. Performances actuelles et
perspectives
5. Filtres bayésiens. Théorie, Performances actuelles et perspectives
PREREQUIS :
Notions des équations primitives de l’écoulement atmosphérique
EVALUATION : examen écrit
ENSEIGNANT RESPONSABLE : Dr. Olivier Talagrand
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TITRE : Biogéochimie Marine pour le climat et l'écologie
CONTENU INDICATIF :
- Les Productivités biologiques dans l'océan: phytoplancton, zooplancton,...
- Couplage physique-biologie dans l'océan: la grande échelle
- Couplage physique-biologie: importance des petites échelles spatiales
- Cycle du carbone océanique
- Impact du Changement climatique sur la biogéochimie marine
- TD d'introduction a la modélisation de la biogéochimie marine
PREREQUIS :
- Notions de base concernant la circulation générale dans l'océan.
- Pas de pré-requis en biologie.
EVALUATION : A voir avec l’enseignant
ENSEIGNANT RESPONSABLE : Dr. Laurent Bopp et Dr. Marina Lévy
----------------
TITRE : Satellites : orbites et missions
CONTENU INDICATIF :
Le but de ce cours est de fournir à l'étudiant les outils qui lui
permettront de comprendre quels sont les atouts et les inconvéniants de
l'orbite des satellites qu'il va utiliser dans son travail.

Après une étude générale de mécanique spatiale, on insiste sur les
particularités des divers types de satellites, principalement sur les
"héliosynchrones", les plus utilisés dans nos domaines de recherche.
On étudie l'échantillonnage (quand le satellite est vu pour un lieu donné)
et l'adéquation de l'orbite à la mission.
Les satellites "préférés" de chaque étudiant peuvent être étudiés en détail.
20 h, réparties en 15 h de cours proprement dit et 5 h de TD (utilisiation du logiciel Ixion, en
salle informatique)
PREREQUIS :
Connaissances de base d'un étudiant en physique : systèmes de coordonnées,
dérivation, intégration.
EVALUATION : examen écrit
ENSEIGNANT RESPONSABLE : Dr. Michel Capderou
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TITRE : L'analyse statistique de séries chronologiques en sciences du climat
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CONTENU INDICATIF :
1 Rappels des concepts de base de la statistique
2 Inférence et estimation des modèles chronologiques univariés stationnaires
3 Etude et analyse de séries chronologiques multivariées et non-stationnaires
4 Projets et applications
PREREQUIS :
Notions de base de statistiques et de probabilités
EVALUATION : A voir avec l’enseignant
ENSEIGNANT RESPONSABLE : Dr. Philippe Naveau
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TITRE : Interactions océans-atmosphère et variabilité climatique
CONTENU INDICATIF :
Le cours présentera les principaux mécanismes de variabilité climatique aux échelles de
temps allant de la saison à plusieurs décennies, en insistant sur le rôle des interactions entre
l'océan et l'atmosphère extra-tropicale. On étudiera quelques théories et modèles simples de
ces interactions et on passera en revue les observations et les résultats des modèles de
climat. Les méthodes d'analyse statistique utilisées pour ces études seront brièvement
décrites.

1. Introduction
Climate variability on monthly to centennial time scales. Patterns of short-timescale climate
changes. Distinguishing between external forcing and natural climate variability. Is the ocean
active or passive? )
2. The natural variability of the atmosphere at mid latitudes
The mean atmospheric circulation. Spatial and temporal scales of the atmospheric
fluctuations. Modes of low-frequency variability, synoptic eddy-mean flow interactions, storm
tracks, and the main dynamics. Teleconnections from the Tropics.
3. The response of the oceanic surface layer to the atmosphere
Climatology of the upper ocean. Sea surface temperature (SST) variability. The oceanic
surface mixed layer. Stochastic climate model. Relation between SST and the main
atmospheric modes. Heat budget near the western boundary currents. Sources of additional
SST anomaly persistence.
4. The large-scale response of the ocean interior to the atmospheric forcing
Oceanic low-frequency variability. Response to wind stress and heat flux forcing. The Pacific
Decadal Oscillation. Gulf Stream and Kuroshio variability. The meridional overturning
circulation and the Atlantic multidecadal oscillation.
5. Oceanic influence on the climate
Atmospheric response to diabatic heating: linear dynamics, effects of the transients eddies.
Observed and simulated impact of sea surface temperature anomalies. Air-sea interactions
at the oceanic mesoscale. Climatic impact of oceanic fronts. The SST signature of the
Atlantic Meridional Overturning circulation and its influence on the atmospheric circulation.
PREREQUIS :
Bonnes notions des dynamiques atmosphérique et océanique.
EVALUATION : A voir avec l’enseignant
ENSEIGNANT RESPONSABLE : Pr. Claude Frankignoul
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TITRE : Cours de modélisation statistique (e-learning)
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DESCRIPTIF*DES*COURS*
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Cours*4*:*Mise!en!œuvre!d’un!réseau!de!neurones!multicouche!dans!le!contexte!
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