Feedback mechanisms and optimal inputs in polar ice sheets

par Firas Mourad

Projet de thèse en Automatique - productique

Sous la direction de Emmanuel Witrant.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble) , en partenariat avec Grenoble Images Parole Signal Automatique (laboratoire) et de Systèmes linéaires et Robustesse (SLR) (equipe de recherche) depuis le 01-10-2016 .


  • Résumé

    L'objectif sera d'améliorer la modélisation des calottes glaciaires en Antarctique en utilisant des mesures disponibles. Les problèmes examinés viseront à trouver des structures feedback optimales (par exemple la viscosité ou phénomènes de frottement) ou des entrées optimales (par exemple des conditions limites). De nouvelles méthodes seront dérivées pour analyser la stabilité et / ou optimalité des conditions sur une dynamique simplifiées (linéarisées et découplées), qui sont ensuite utilisées pour initialiser des algorithmes d'optimisation numérique pour affiner les résultats. Ce travail sera appliqué, par exemple, à la modélisation des champs de friction basale, ce qui permet d'initialiser le modèle avec des quantités observées de l'épaisseur de la glace et de la vitesse de surface. L'avènement des nouvelles plates-formes satellites, comme l'ESA Sentinel conduira à une multitude de données pour contraindre les modèles de calottes de glace grâce à l'optimisation. L'utilisation des champs de changement de vitesse de surface observée de la calotte glacière sera donc également incorporé dans l'ensemble de l'optimisation du modèle, qui a été omis auparavant en raison du manque de séries temporelles d'observation. Les optimisations seront mises en œuvre dans un modèle de calotte glacière marine nouvellement développé (Pattyn, en préparation).

  • Titre traduit

    Feedback mechanisms and optimal inputs in polar ice sheets


  • Résumé

    The objective of the Ph.D. candidate will be to improve Antarctica ice sheet modelling using available measurements. The problems considered will aim at finding optimal distributed feedback structures (e.g. viscosity or friction phenomena) or optimal inputs (e.g. boundary conditions). New methods will be derived to analyse stability and/or optimality conditions on simplified dynamics (i.e. linearized and decoupled), which are then used to initialise numerical optimisation algorithms to refine the results. This work will be applied, for example, to model basal friction fields, enabling to initialise the model with observed quantities of ice thickness and surface velocity. The advent of new satellite platforms, such as ESA Sentinel will lead to a wealth of data to constrain ice sheet models through optimisation. The use of fields of rate of change of observed ice sheet surface will therefore also be incorporated in the set of model optimisation, which has previously been omitted due to lack of observational time series. The optimisations will be implemented in a newly developed marine ice sheet model (Pattyn, in prep).