This thesis explores a new way to improve weather forecasts in the middle atmosphere (10-100 kilometers), where current models lack sufficient data. To this end, we use infrasound, low-frequency sound waves recorded worldwide by an international network of sensors. Infrasound can be considered as tracers of the atmospheric state through which they propagate. A method was developed to compare oceanic infrasound observations with numerical simulations. Based on this method, we present assessments of weather model performances, including during extreme atmospheric events. Finally, a data assimilation approach was implemented to correct atmospheric models using oceanic infrasound observations. First results of synthetic atmospheric state corrections are demonstrated.

Cette thèse explore une nouvelle manière d’améliorer les prévisions météorologiques dans la moyenne atmosphère (10-100 kilomètres), là où les modèles actuels manquent de données. Dans ce but, nous utilisons des infrasons, des ondes sonores basses fréquences, enregistrées partout sur Terre par un réseau international de capteurs. Les infrasons peuvent être vus comme des traceurs de l’état de l’atmosphère dans laquelle ils se propagent. Une méthode permettant de comparer des observations d’infrasons d’origine océanique à des simulations numériques a été développée. à partir de cette méthode, nous présentons des évaluations sur les performances des modèles météorologiques, notamment pendant des événements atmosphériques extrêmes. Enfin, une approche permettant de corriger les modèles d’atmosphère à partir d’observation d’infrasons océaniques a été implémentée à partir de méthodes d’assimilations de données. Des premiers résultats de correction d’états atmosphériques synthétiques sont présentés.

Lieu
École Nationale des Ponts et Chaussées, amphithéâtre Cauchy, bâtiment Carnot

• Javier AMEZCUA, Universidad Iberoamericana, Rapporteur
• Jean-François MAHFOUF, Météo-France, Rapporteur
• Claudia STPEHAN, University of Rostock, Examinatrice
• Régis MARCHIANO, Institut Jean Le Rond d’Alembert, Examinateur
• Riwal PLOUGONVEN, LMD (école Polytechnique), Examinateur
• Marc BOCQUET, CEREA (ENPC), Directeur de thèse
• Constantino LISTOWSKI, CEA, Co-encadrant
• Alban FARCHI, CEREA (ENPC) / ECMWF, Invité
• Alexis LE-PICHON, CEA, Invité