Assimilation de données géomagnétiques

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Séminaire Modèles et Algorithmes Déterministes: EDP-MOISE

23/06/2011 - 11:00 Mr Nicolas Gillet (Institut des Sciences de la Terre, Université Joseph Fourier (Grenoble)) Salle 1 - Tour IRMA

Le champ géomagnétique est enregistré de façon continue par des satellites en orbite basse depuis 1999. Ces données sont sans précédent tant en terme de qualité que de quantité. Après la mission Swarm de l'ESA (lancement prévu en 2012), la période satellitaire couvrira deux décennies. Cependant, les séries d'observatoires, les mesures historiques, et les reconstitutions archéomagnétiques indiquent que les phénomènes physiques dans le noyau s'organisent sur des périodes longues comparées à la durée des données satellitaires.

Ce n'est que récemment qu'a été proposé un modèle dynamique capable de rendre compte des variations géomagnétiques décennales à centennales. Ce modèle, supporté par des calculs numériques directs et les observations géophysiques, repose sur l'hypothèse quasi-géostrophique : quand les forces de rotation dominent, les écoulements de grande échelle et courte période sont invariants le long de l'axe de rotation. Cette structure colonnaire relie le champ magnétique reconstruit à la surface du noyau au champ interne au noyau. Ce dernier, invisible directement dans les observations, porte la dynamique.

A travers ce modèle il devient envisageable d'imager pour la première fois ce champ interne au noyau à partir des mesures à la surface terrestre, et de rétro-propager l'information contenue dans les données récentes. Et comme le modèle est bi-dimensionnel, il peut être exploré dans le régime de paramètres adapté au cas terrestre. Cependant nous sommes très ignorants de l'état du noyau : cette physique est fortement nonlinéaire, et nous ne disposons d'aucun état de référence (équivalent de la moyenne climatique en météorologie), qui reste à construire.