Sur la prévision des perturbations atmosphériques

Résumé Le mémoire commence par une analyse des relations qui existent entre les notions d'analyticité, de non analyticité et d'unicité des solutions d'équations d'évolution d'un certain type et les notions de déterminisme, d'indéterminisme et de prédéterminabilité des phénomènes correspondants.Ces résultats sont ensuite appliqués au cas des perturbations atmosphériques et l'on montre, en s'appuyant sur la théorie des distributions, que les solutions d'une équation différentielle spatio-temporelle de ces perturbations, déduite par l'auteur dans des mémoires antérieurs, jouissent de la propriété d'unicité, ce qui justifié théoriquement l'application de cette équation en prévision du temps.Finalement, ou expose brièvement un nouveau procédé permettant une détermination facile du facteur de non-analyticité qui intervient dans la solution générale de l'équation des perturbations.

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Summary The paper begins with an analysis of the relations existing between the notions of analyticity, non-analyticity and unicity of the solutions of equations of evolution of a certain type and the notions of determinism, indeterminism and predeterminability of the corresponding phenomena.These results are then applied to the atmospheric perturbations and it is shown, by means of the distribution theory, that the solutions of a spatio-temporal differential equation of these perturbations, previously deduced by the author in other papers, have the unicity property. This is the theoretical proof that such equation can be applied in weather forecasting.Finally, a new procedure is outlined for an easy determination of the non-analyticity factor appearing in the general solution of the perturbation equation.

     

Un calculateur électronique analogique pour la prévision methématique du temps

Résumé On montre d'abord que la théorie des perturbations, due à l'un de nous, conduit à une équation aux dérivées partielles pour les variations de pression au niveau de la mer. Cette même équation peut aussi être déduite par une méthode purement analytique en se basant sur quelques propriétés générales de l'intégrale de Fourier de la perturbation de pression. La méthode utilisée montre d'ailleurs que d'autres fonctions (température, vent, etc.) satisfont aussi à l'équation dont il s'agit. Cette équation de base peut être résolue dans le cas analytique et dans le cas général non analytique et les opérations mathématiques que comporte la solution (opération d'advection par un champ vectoriel horizontal, opération d'intégration pondérée suivant les méridients et son inverse) peuvent être effectuées rapidement et simultanément par l'électronique, ce qui nous a conduit à la construction d'un calculateur analogique approprié à la prévision mathématique du temps à courte et assez longue échéance.

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Summary The first part of the paper is devoted to the theory of the partial differential equation which is the mathematical foundation of the computer, as well as to the deduction of its general solution.The basic equations of our hydrodynamical theory of perturbations are first of all derived and then associated with the equations of motion and continuity, thus giving the fundamental system of the equations of the atmospheric perturbations. A new form of the kinematical condition on the sea level surface is then derived and applied to give the final equation of the pressure variations. This equation, with its advective and development terms, has two horizontal vectorial coefficients: the one is an advection vector defined as the geostrophic velocity associated with the field of the mean temperature (for a period such that the time variations of the corresponding mean are negligible compared with the variations of the observed temperature); the other coefficient is an horizontal vector having the dimensions of a length, varying as cotg , directed towards north, its streamlines being the geographical meridians.The same partial differential equation can also be deduced by a pure analytical method based on some properties of the Fourier transform of the pressure perturbation. This method also shows that other functions than pressure (temperature, wind, for instance) fulfill the same basic equation on any level surface of gravity.The solution of this equation can be written both in the analytical and in the general non analytical cases, and the second part of the paper shows that the mathematical operations appearing in its expression (advection operation by an horizontal vector field, weighted meridional intergration and its inverse) can be rapidly and simultaneously performed by electronic means, thus leading to the construction of an analogue computer for the short and extended range mathematical weather forecasting.

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Certaines parties de ce mémoire ont été communiquées le 10 Avril 1953 à la 1.ère Assemblée de la «Società Italiana di Geofisica e meteorologia» (Gênes, 10–12 Avril 1953).     

Intégration d'un filtre de Kalman dans le modèle hydrologique HBV pour la prévision des débits

Résumé

Un filtre de Kalman standard a été développé en vue de la mise à jour de certaines variables d'état de la fonction du sous-sol et de la sortie du modèle HBV. La version globale du modèle HBV, fonctionnant au pas de temps horaire, a été calée par essais et erreurs sur les bassins tunisiens des Oueds Barbara et Mellila. Le pas de temps journalier a été considéré pour évaluer la qualité de la reconstitution. Le modèle a été ensuite couplé avec le filtre en reformulant le modèle conceptuel en un système d'équations d'état dynamiques et en implémentant la procédure du filtre de Kalman. L'hydrogramme des débits horaires constitue la mesure introduite pour la correction des états. Malgré un choix suivant la littérature des erreurs sur les mesures et les états du système, ce filtre a permis de réduire nettement l'incertitude sur le débit engendré par le processus pluie—débit et la pluie d'entrée.     

Définition Morphologique de la phase de la Composante Annuelle des Températures en Italie

Résumé Les moyennes mensuelles des températures publiées parF. Eredia pour 482 stations ont servi au calcul de la phase de la composante annuelle par la technique deYakovlev plus expéditive que la méthode d'analyseLabrouste. L'examen de la répartition géographique de la phase calculée fait ressortir les influences de l'orographie, de l'orientation des côtes et de la latitude sur la mise en place dans le temps de la fraction permanente de la marche annuelle des températures.

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Summary The monthly average values of temperature, published byF. Eredia for 482 stations, enabled the authors to calculate the phase of the annual component byYakovlev's method more expeditif asLabrouste method. The geographical repartition of the phase of annual component shows the bearings of orographie, coast orientation and latitude on time distribution of this permanent fraction of temperature variations.

     

Définition morphologique de la phase de la composante annuelle des pluies en italie

Résumé Les moyennes mensuelles des pluies publiées parM.F. Eredia pour 3.601 stations ont servi à l'extraction de la composante annuelle par la méthode des combinaisons linéaires d'ordonnées de M. et MmeH. Labrouste. L'examen de la répartition géographique de la phase de cette composante fait ressortir les différentes influences du relief continental et de l'orientation des côtes sur la mise en place dans le temps de cette fraction permanente des pluies.

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Summary The monthly average values of rain, published byF. Eredia for 3.601 stations enabled the autors to calculate the annual component by the linear combinations method (established by M. and MmeH. Labrouste). The geographical repartition of the phase of this component shows the different bearings of continental relief and coast orientation on time-distribution of this permanent fractions of rain.

     

Définition morphologique de la phase des composantes de l'écoulement en italie

Résumé Les moyennes mensuelles des débits mesurés à 229 stations de jaugeage des cours d'eau italiens ont permis le calcul de la composante annuelle et de la composante semi-annuelle par la méthode des combinaisons linéaires d'ordonnées de M. et MmeH. Labrouste. L'examen de la répartition géographique de la phase de chacune de ces composantes fait ressortir les différentes influences du relief continental et de la forme des côtes sur la mise en place dans le temps de ces deux fractions permanentes de l'écoulement.

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Summary The monthly average values of the run-off of italian rivers, measured in 229 gauging stations enabled the autors to calculate the annual component and the semi-annual component by the linear combinations of ordinates method (established by M. and MmeH. Labrouste). The geographical repartition of the phase of each component shows the different bearings of continental relief and coast outline on the time-distribution of these two permanent fractions of the flow.

     

La détermination de la pesanteur normale en Géodésie

Résumé On Cherche le développement de la théorie de l'adoption de l'ellipsoöde de révolution dans la méthode gravimétrique pour la détermination de la figure de la Terre, exposée par l'auteur dans un ouvrage antérieur. La conclusion justifie complètement les actuels méthodes pratiques pour le calcul de la pésanteur ellipsoïdique.

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Summary This article contains the development of the theory of the adoption of the ellipsoid of revolution in the gravimetric method, for the determination of the earth's shape, presented by the author in a former work. The conclusion completly justifies the actual practical methods for the calculation of the ellipsoidic gravity.

     

Sur l'influence de la loi de répartition des densités à l'intérieur de la Terre dans les variations luni-solaires de la gravité en un point

Résumé Les observations des variations luni-solaires de la gravité en divers points du globe ne donnent pas des valuers très concordantes pour le facteur lié au module de rigidité de la Terre. On démontre ici que la répartition croissante des densités vers le centre de la Terre a pour conséquence d'amplifier encore les effets dus à l'élasticité. En adoptant la répartition deBullen, on aurait =1+0.244h>1, (h étant le premier nombre deLove). En outre une relation simple lie les facteurs et (déviations de la verticale). La valuer deh déduite de telles observations ne peut conduire directement à une valeur significative du module de rigidité du globe car il faut encore tenir compte des variations de la période et de l'amplitude du mouvement chandlérien du pôle.

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Summary Observations of luni-solar variations of gravity at various points of the Earth do not give values in agreement for the factor bound to the Earth's modulus of rigidity. It is shown here that the law of increasing of density toward the center of the Earth emphasizes the effect of elasticity: following the law ofBullen, we should have =1+0.244h>1, (h is the firstLove's number). Further, there is a simple relation between the factors and (deviations of the vertical). The value ofh deduced from such observations could not give directly a significative value of the modulus of rigidity because we must take into account the variations of period and amplitude of the chandlerian motion of the pole.

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Riassunto Le osservazioni delle variazioni luni-solari della gravità in diversi punti della Terra non dànno valori concordanti per il fattore legato al modulo di rigidità del Globo. Si dimostra che la ripartizione crescente della densità verso il centro della Terra ha per conseguenza di amplificare ancora gli effetti dell'elasticità; adottando la legge diBullen, abbiamo =1+0.244h>1, (h essendo il primo numero diLove). Inoltre, una semplice relazione lega i fattori e (deviazioni della verticale). Il valore dih dedotto da tali osservazioni non può condurre ad un valore significativo del modulo di rigidità del Globo poiché bisogna considerare anche le variazioni del periodo e dell'ampiezza del moto polare diChandler.

     

Approvisionnement futur en plantes forestières en suisse: préparation de compost

Sans résumé Institut fédéral de recherches forestières     

La phase de la composante annuelle des niveaux des rivières de la plaine de l'Est Européen

Résumé L'étude publiée intéresse l'ensemble des échelles hydrométriques de la plaine de l'Est européen. Les moyennes mensuelles des niveaux ont été élaborées par la méthode d'analyse par combinaisons linéaires d'ordonnées, due à M. et MmeLabrouste, afin de définir la phase de la composante annuelle. La carte de la répartition de la phase et les profils de celle-ci le long des cours d'eau, montrent que cette répartition est commandée par le relief, ainsi que par la marche saisonnière des températures, ce qui permet d'expliquer les particularités constatées par les causes naturelles: altitudes, forme et extension du bassin, etc.

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Summary The research deals with the hydrographic observations of the East-Europe's plain. The monthly means of the water level have been elaborated after the method of Mr. and Mrs.Labrouste with the aim to determine the phase of the yearly component. The map of the phase distribution and the profiles along the streams shows that this distribution is governed by the physiography, as well as by the seasonal course of the temperatures, what can permit to explain the observed particularities.

     

La détermination du climat de la radiation par la mesure de la durée de l'insolation

Résumé Après avoir précisé les conditions dans lesquelles les mesures de la radiation solaire directe, de la radiation globale, de la radiation du ciel et de la durée d'insolation sont effectuées au Service du Rayonnement, à Uccle, une étude du climat solaire est présentée. On montre sous quelle forme on peut calculer l'énergie du rayonnement solaire direct à partir de la durée d'insolation. On détermine ensuite la radiation globale pour toutes les conditions d'insolation. Les nouvelles formules proposées permettent de fixer les limites de validité des formules classiques.

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Summary The conditions for the measurement of the intensity of the solar and sky radiation and the sunshine by the Department of Radiation at Uccle are given. A study of the radiation climate is presented. In connection with a determination of the sunshine, a comparison of observationnal results is made with that calculated from new formulas. The intensity of direct solar radiation and of total solar and sky radiation on a horizontal surface is known by a computation. The limitations of the classical formulas are given.

     

Les réseaux de neurones et la régression multiple en prédiction de l’érosion spécifique: cas du bassin hydrographique Algérois-Hodna-Soummam (Algérie)

Résumé

Dans ce travail, des modèles de prévision de l’érosion spécifique des bassins versants en insuffisance voire en absence de jaugeages ont été élaborés, en fonction des paramètres climatiques, hydromorphométriques et de la couverture végétale, au droit des sites de barrages et retenues collinaires dans le bassin très érodé qu’est l’Algérois-Hodna-Soummam. Les paramètres régissant l’érosion ont été soigneusement sélectionnés sur la base d’une recherche bibliographique et regroupés en deux catégories distinctes par le biais de l’analyse en composantes principales. Deux méthodes statistiques ont été appliquées: la première, basée sur la régression multiple et la deuxième sur les réseaux de neurones artificiels. Des résultats très satisfaisants sont obtenus en testant, par validation croisée, la validité du modèle neuronal composé de: lame écoulée, densité de drainage, pente moyenne du bassin et précipitation moyenne annuelle comme variables d’entrées avec un coefficient de détermination de 0,81 et une erreur quadratique moyenne de 0,19.

Editeur Z.W. Kundzewicz; Editeur associé G. Mahé

Citation Salhi, C., Touaibia, B., et Zeroual, A., 2013. Les réseaux de neurones et la régression multiple en prédiction de l’érosion spécifique: cas du bassin hydrographique Algérois-Hodna-Soummam (Algérie). Hydrological Sciences Journal, 58 (7), 1573–1580.     

Contribution de la gravimétrie à l'étude de la structure de la plaine de Mornag (nord est de la Tunisie): implications hydrogéologiques

Résumé

Cette étude est basée sur l'analyse des données gravimétriques; elle a pour but d'améliorer la connaissance de la structure de la plaine de Mornag. La carte de l'anomalie résiduelle a d'abord été calculée à partir de la carte de l'anomalie de Bouguer en enlevant un gradient régional. La résiduelle calculée fournit des informations sur la variation de la densité dans le bassin de Mornag. Afin de mettre en évidence les différentes structures dans le bassin, nous avons calculé la magnitude du gradient horizontal (MGH). Cette technique a permis de déterminer des linéaments gravimétriques représentant l'emplacement des contrastes de densité, et de déduire une carte structurale de la zone d'étude. Cette carte constitue un document très utile pour orienter l'exploration des ressources en eau dans la plaine de Mornag.

Citation Farhat, B., Benassi, R., Jallouli, C. & Ben Mammou, A. (2010) Contribution de la gravimétrie à l'étude de la structure de la plaine de Mornag (nord est de la Tunisie): implications hydrogéologiques. Hydrol. Sci. J. 55(8), 1396–1404.     

Application du réseau des neurones artificiels à la prévision des débits horaires: Cas du bassin versant de l’Eure,France

RÉSUMÉ

Les modèles pluie–débit sont fortement utilisés dans la gestion des risques hydrologiques et la prévision des crues. Dans cette étude, nous présentons un modèle pluie–débit pour la prévision des débits horaires basé sur la technique des réseaux de neurones artificiels (RNA). Ce modèle a été développé et appliqué sur le bassin versant de l’Eure au Nord-Ouest de la France afin de dépasser les problèmes dus à la non-linéarité de la relation pluie–débit et à l’imprécision des données collectées. La création de ce modèle a nécessité plusieurs étapes pendant lesquelles nous avons pu déterminer les paramètres du modèle permettant la compréhension de la complexité hydrologique et la production des informations nécessaires à la prévision. Elles ont abouti à un modèle de réseau de neurones artificiels capable d’effectuer, en quelques secondes, des prévisions des crues efficaces jusqu’à un horizon de prévision de 48 h. Ces résultats confirment que les modèles RNA peuvent jouer un rôle important dans le domaine de la prévision car capables de modéliser la non-linéarité des relations pluie–débit rencontrées sur certains bassins hydrologiques.

Editor Z.W. Kundzewicz Associate editor E. Gargouri     

Génération stochastique d'averses et de leurs index d'érosivité pour la simulation de la dynamique érosive en Tunisie centrale

Résumé

Le modèle proposé est un générateur stochastique d'averses couplé à un modèle empirique de calcul de leurs érosivités, calé à une série pluviographique de 15 ans d'observations. Notre objectif est de développer une démarche probabiliste, qui permettrait d'étudier les conséquences érosives des pluies dans le temps, en cumulant l'érosivité consécutive des pluies simulées durant plusieurs années, supposée proportionnelle à la dégradation des sols, ou au transport solide en suspension sur la même période. Cette génération peut en effet se faire sur plusieurs années calendaires, et nous permettrait de ce fait d'éviter d'être limité par la taille des échantillons. L'ensemble pouvant être utilisé en mode opérationnel, pour reconstituer de très longus séries d'épisodes pluvieux dans l'objectif d'étudier le cumul de leur érosivité dans le temps. Cette démarche ne contredit pas les approches expérimentales, qui ont une réalité concrète de terrain, bien au contraire elle les conforte et permet d'avancer davantage dans la réflexion posée par la problématique de l'érosion hydrique.