Dissection multi-échelle de quelques systèmes naturels : de la cryosphère Antarctique aux pulsations solaires
Annales de la Faculté des sciences de Toulouse : Mathématiques, Serie 6, Volume 15 (2006) no. 1, p. 79-105

The aim of this paper is to illustrate the multi-scale nature of some natural systems in universe sciences. We first present an application of the Empirical Mode Decomposition (EMD) to the detection of the Antarctic circumpolar wave, one of the strongest demonstration of the Southern variability. This variability is analyzed from data of meteorological coastal stations of Antarctica continent providing temperature time-series since 1955. This wave is detected for the first time on the ground. Then, we analyze the Sun activity through the “sunspot data” on the photosphere over a period of two centuries (1796-1996). A “ matching pursuit” algorithm compared to EMD of temperature data in Antarctica will allow us to suggest a large-scale temperature variation on South Pole linked to the solar cycle. We thus show how a multi-scale analysis of these naturels systems provides some answers on the physical quantities acting on the Earth climate.

L’objectif de cet article est d’illustrer la nature multi-échelle de quelques systèmes naturels en sciences de l’univers. Nous nous intéressons tout d’abord à l’onde circumpolaire Antarctique, une des manifestations les plus marquantes de la variabilité australe. Sa variabilité est analysée à partir de relevés de stations de météorologie côtières du continent Antarctique, fournissant des données de température depuis 1955. Grâce à une « décomposition modale empirique » (DME) couplée à une analyse par ondelettes, cette onde est ainsi détectée pour la première fois au sol. Puis, nous analysons l’activité solaire à travers le « nombre de groupes de taches » sur la photosphère solaire sur une période de deux siècles (1796-1996). Un algorithme de « poursuite adaptée » comparé à la DME des données de température en Antarctique permettra de suggérer une variation de température à grande échelle au pôle sud en lien avec le cycle solaire. Nous montrons ainsi comment une analyse multi-échelle de ces systèmes naturels apporte des éléments de réponse sur les grandeurs physiques actrices potentielles du climat terrestre.

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Roques, Sylvie; Rémy, Frédérique. Dissection multi-échelle de quelques systèmes naturels : de la cryosphère Antarctique aux pulsations solaires. Annales de la Faculté des sciences de Toulouse : Mathématiques, Serie 6, Volume 15 (2006) no. 1, pp. 79-105. doi : 10.5802/afst.1114. http://www.numdam.org/item/AFST_2006_6_15_1_79_0/

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