Séminaires

Upcoming seminars

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: May 10, 2022 – TUESDAY
Time: 14h
Location: salle Lien Hua – E350
By: Pablo Zurita (Universidad Complutense Madrid)
Title: Abrupt transition to superrotation in an idealized GCM with terrestrial parameters
Abstract: Some planetary atmospheres exhibit prograde winds at the equator, which is known as superrotation. Because tropical-extratropical interactions are fundamentally altered in this setting, it has been argued that the transition to strong superrotation may occur abruptly. One of the mechanisms thought to drive superrotation in small planets and/or slow rotators is the resonant interaction between extratrotropical Rossby waves and equatorial Kelvin waves. Using simulations with an idealized GCM, we will show that this instability can also spinup superrotation with terrestrial parameters when extratropical baroclinic eddies are weak. The transition to superrotation occurs abruptly in this model, and two different stable climates are possible over the transition region. Our results may have implications for the superrotation of past terrestrial climates.

Laboratoire de Météorologie Dynamique – Laboratoire de Géologie

Date: May 17, 2022 – TUESDAY
Time: 11h
Location: salle Lien Hua – E350
By: Margaret Evans (University of Arizona)
Title: Forests, climate, and tree rings: forecasting the future state of complex systems
Abstract: We have questions about the future state of ecological systems – the future role of forests in the global carbon cycle, including the growth (carbon sequestration) of trees experiencing changing climate and their geographic distributions – yet ecological systems are complex. My goal in this talk is to illustrate how the combined use of tree-ring and forest inventory data can help address these questions and grapple with this complexity. I will begin with a review of the ecology and policy of forest-based climate mitigation. I will then make the case for systematic collection of tree-ring data in national forest inventories to improve carbon accounting and prediction of forest carbon dynamics. I’ll then illustrate ecological forecasting of tree growth using a Bayesian state-space model, focusing on three best practices aimed at improving model skill: data fusion (of tree-ring and forest inventory data), the use of incoming data to confront model predictions, and forecast uncertainty quantification. Finally, I’ll highlight the use of tree-ring data to parameterize an empirical forestry (growth and yield) model, the Forest Vegetation Simulator, which forms the basis for a number of forest carbon calculators. Systematically generating tree-ring data in a forest inventory context and systematically using those data to improve forest carbon forecasting is a powerful and urgently needed approach to support forest-based climate mitigation in the face of ecological complexity.

LRC Yves Rocard

Date: May 16, 2022
Time: 9h-16h
Location: salle Lien Hua – E350
Title: Réunion plénière 2022 du LRC Yves Rocard
Programme : Exposés scientifiques

Bureau des Longitudes

Date: June 1st, 2022
Time: 14h30
Location: TBA
By: Paolo TANGA (OCA/Lagrange)
Title: Gaia et les objets du Système Solaire

Colloque CERES

Date: June 2nd, 2022
Time: 9h-19h
Location: salle Dussanne, 45 rue d’Ulm
Organisation: Corinne Robert, Julie Beauté, Chris Bowler, Chloé Chabeaud, Marc Fleurbaey, Alessandra Giannini, Faustine Honoré, Clara Marino, Elliot Meunier, Pierre-Antoine Précigout, Gaëlle Ronsin
T
itle: Troisième Journée David Claessen pour l’environnement – Coopération et compétition : quels impacts sur les dynamiques des systèmes dans un monde en transition ?
More info: programme and inscription here: http://environnement.ens.fr/Troisieme-Journee-David-Claessen-pour-l-environnement-2-juin-2022.html

Département de Géosciences

Date: June 20, 2022
Time: 11h
Location: salle Froidevaux – E314
By: Benoit Meyssignac (LEGOS)
Title: TBA – Sea level variations

Laboratoire de Géologie

Date: September 27, 2022
Time: 11h
Location: salle Froidevaux – E314
By: Philippe Steer (Géosciences Rennes)
Title: Detecting and modelling clusters of landslides at high-resolution to better understand landscape dynamics

Past seminars

Bureau des Longitudes

Date: Mai 4, 2022
Time: 14h30
Location: Salle Dussane – 45 rue d’Ulm, 75005 Paris
By: François MIGNARD (Observatoire de la Côte d’Azur, Bureau des longitudes)
Title: Globes et cartes : les représentations du Monde
Abstract: Le ciel, la Terre ont fait l’objet de descriptions bien avant que l’histoire n’en conserve une mémoire écrite, puis cela fut consigné dans des représentations picturales, sur des parois ou des supports moins durables. La forme sphérique de la voûte céleste s’impose d’elle-même, quant à celle de la Terre le chemin pour y parvenir a été plus incertain, mais elle a fini par s’imposer dans la monde méditerranéen dès le Ve siècle avant notre ère. De là est née la représentation directe sous forme de sphères avec l’apparition des globes et des outils de mesure fondamentalement sphériques. Elle sera suivi de la résolution d’un problème bien plus difficile qu’est la représentation sur un plan qui a donné naissance à la cartographie qui prend sa forme scientifique avec Ptolémée au IIe siècle. Les globes n’ont pas pour autant disparu et ont même été très en vogue jusqu’au XVIIIe siècle, même si leur place dans le développement de la science géographique ou astronomique est bien moindre que celles des cartes planes qui sont entrées dans une nouvelle ère avec les ressources de l’imagerie numérique.
Au cours de l’exposé je retracerai l’histoire de ces représentations en illustrant les problèmes qu’elles posent sur le plan technique, les différences fondamentales entre les représentations de la Terre et du Ciel, qu’elles soient planes ou sphériques. Ce sera aussi l’occasion de présenter des animations illustrant  les projections cartographiques usuelles.

Laboratoire de Géologie

Date: May 3, 2022
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: John Rudnicki (Northwestern University, USA)
Title: Effects of Fluid Pressurization Rate on Frictional Stability in Experiments

Département de Géosciences – Groupe Diversité & Égalité

Date: May 2, 2022
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Marylène Patou-Mathis (Histoire Naturelle de l’Homme Préhistorique – Département Homme et Environnement du MNHN)
Title: L’invisibilité des femmes dans l’histoire de l’évolution humaine

Laboratoire de Géologie

Date: April 19, 2022
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Audrey Niboyet (AgroParisTech)
Title: Impacts des changements globaux sur le cycle biogéochimique de l’azote dans les sols
Abstract: Le cycle biogéochimique de l’azote est étroitement couplé avec les cycles biogéochimiques du carbone et du phosphore et est déterminant pour le fonctionnement des écosystèmes terrestres, la production primaire nette de ces écosystèmes étant fréquemment limitée par l’azote. Les effets combinés ou interactifs de multiples composantes du changement global sur les transformations microbiennes au cours du cycle biogéochimique de l’azote restent mal connus. Dans ce séminaire, je vous présenterai des travaux issus d’expérimentations conduites sur des écosystèmes herbacés et simulant différentes facettes du changement global (augmentation de la teneur atmosphérique en CO2, élévation de la température, modification des régimes de précipitation, augmentation des dépôts d’azote, feux) sur le cycle biogéochimique de l’azote. Je m’intéresserai plus particulièrement à la réponse des processus microbiens de nitrification et de dénitrification qui contrôlent pour partie la disponibilité en azote minéral dans les sols et sont à l’origine des émissions de N2O par les sols, des modifications de ces processus sous changement global pouvant ainsi rétroagir sur le climat.

Soutenance de Thèse

Date: April 14, 2022
Time: 14h
Location: Froidevaux – E314 / lien visio
By: Valentine Lefils (LGENS)
Title: Expérience MADAM : Caractérisation d’une microplaque en formation (Grèce)
Abstract: L’Ouest de la Grèce est une zone de transition entre une subduction océanique et une collision continentale. Au Sud, les reliques de la lithosphère océanique de l’océan Téthys subductent sous l’Anatolie avec un taux de convergence N-S atteignant ≥ 35 mm/an. Au Nord, la collision entre l’épaisse plateforme Apulienne et la plaque Eurasienne accommode un raccourcissement NE-SW d’environ 5 mm/an. Le bloc des ı̂les Ioniennes et Akarnanie (IAB) est une microplaque située à l’Ouest de la Grèce qui accommode les déformations complexes entre ces deux systèmes. Aujourd’hui l’IAB reste peu étudiée en comparaison avec les grandes structures tectoniques environnantes comme le Golfe de Corinthe. De nombreuses questions se posent encore sur l’IAB notamment sur le lien avec les structures voisines, sur la localisation des déformations mais également sur les limites de cette microplaque. La frontière entre le bloc IAB et la Grèce continentale reste encore aujourd’hui un sujet de discussion. Pour mieux caractériser cette frontière, une campagne sismologique locale (MADAM) a été menée. Notre réseau sismique temporaire a été conçu pour enregistrer au mieux la sismicité Akarnanienne. Dans cette thèse, je présente le traitement et l’analyse de ces données sismologiques. À l’aide d’un programme de détection des événements et de pointé semi-automatique, nous avons détecté plus de 15000 séismes sur 39 mois entre 2015 et 2018. Pour contraindre au mieux la localisation des événements nous avons déterminé un nouveau modèle de vitesse 1D robuste pour la région. Grâce à notre base de données et à notre modèle de vitesse, nous avons été capables de localiser 12723 événements sismiques et de déterminer 571 mécanismes au foyer. Actuellement, cela représente le plus grand catalogue de sismicité pour l’Akarnanie. L’activité sismique de la région est caractérisée par la présence de clusters. L’étude de ces clusters montre deux processus de formation et d’évolutions différentes avec d’une part un processus de mainshock-aftershocks et d’autre part un processus de migration de fluides éventuellement associé à du séisme lent. Un grand plan sismique sous l’Ouest du golfe de Corinthe est aussi souligné par la sismicité. Son étude permet de le présenter comme un plan de décollement immature à pendage Nord qui participe à l’ouverture du golfe de Corinthe et rejoint la limite fragile-ductile de la croûte en profondeur. La sismicité de fond est minoritaire mais permet de préciser la cartographie des failles actives de la région et d’apporter des informations sur la déformation qui se caractérise par de l’extension globalement N-S et un grand système décrochant sénestre. Finalement nous avons pu mieux caractériser la région Akarnanienne et proposer un modèle géodynamique cohérent avec le cadre géodynamique régional.
Jury: Anne Deschamps : Rapportrice​ / Aurélia Hubert-Ferrari : Rapportrice​ / Robin Lacassin : Examinateur​ / Jacques Déverchère : Examinateur​ / Mary Ford : Examinatrice​ / Alexis Rigo : Directeur​ / George Kaviris : Invité​

Laboratoire de Géologie

Date: April 12, 2022
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Annemiek Stegehuis (ENS)
Title: Summer temperatures and land-atmosphere interactions in Europe
Abstract: In this seminar I’ll talk about my work on summer temperatures and land atmosphere interactions in Europe, were we tried to quantify the role of atmospheric circulation and soil moisture on summer temperatures. Furthermore we evaluated a regional climate model for simulating heatwaves and studied the effect of different atmospheric parameterizations. Afterwards I’ll go back to land-atmosphere feedbacks and look at the impact of hot summers on vegetation and that of vegetation on the atmosphere.

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: April 11, 2022
Time: 11h
Location: salle Serre / lien visio
By: Alice Portal (LMD)
Title: Influence of reduced winter land-sea contrast on the mid-latitude atmospheric circulation
Abstract: Long-term projections of the NH winter mid-latitude climate predict a faster warming of the land-surface temperature compared to the sea-surface temperature, hence a reduced winter thermal contrast between the cold continents and the warm oceans. In this work we devise a set of idealised perpetual-winter experiments where the extratropical land-sea contrast (LSC) is strongly reduced in order to detect the mechanisms by which it may influence the mid-latitude circulation. Consistently with previous literature, the results indicate that winter extratropical LSC influences the position and strength of the Atlantic and Pacific jet stream, and the large-scale planetary waves. When we distinguish between Pacific and Atlantic LSC, we find that the former has a stronger impact on the global mid-latitude circulation and that the two have a nearly opposite effect on the strength of the stratospheric polar vortex, itself relevant for the mean state and variability of the mid-latitude troposphere. The results of this idealised study may come useful for extending our understanding of atmospheric-circulation changes in climate projections and of atmospheric variability at interannual time scales.

Bureau des Longitudes

Date: April 6, 2022
Time: 14h30
Location: TBA
By: Francis BERNARDEAU (IAP)
Title: Les enjeux scientifiques de la mission spatiale Euclid
Abstract: Les modèles actuels de cosmologie requièrent l’existence d’une quantité importante d’énergie noire. Si les preuves directes et indirectes de son existence s’accumulent, sa nature reste très mystérieuse. Lors de cet exposé je ferai une description des solutions théoriques possibles, et proposerai une exploration de leurs manifestations cosmologiques les plus spectaculaires. Je présenterai ensuite comment le projet Euclid a été conçu pour tenter de répondre à ces questions et plus généralement quels sont les enjeux de cette mission.

Laboratoire de Géologie

Date: April 5, 2022
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: François Pétrélis (LPENS)
Title: Modèles de tremblements de Terre : de la distribution spatiale de la contrainte aux lois de Gutenberg-Richter et Omori

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: April 4, 2022
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Pierre Sepulchre (LSCE)
Title: The fate of paleoclimate modelling
Abstract: Since the development of general circulation models in the 1970s, the numerical simulation of ancient climates has been a major issue, both to test the codes under extreme conditions and to understand the mechanisms behind the climate changes that have marked the history of the globe as testified by various proxies. The modeling of ancient climates has explored the consequences of major shifts in the forcing of climate dynamics on all time scales, from mountain range uplift to orbital variations to abrupt changes in greenhouse gas concentrations. Today, the study of ancient climates is more valuable than ever, as shown by its increasing share in IPCC reports but also by the strong demand for quantification of past climate changes from other disciplinary fields, notably those interested in the evolution of biodiversity. Nevertheless, great challenges, both theoretical and technological, await paleoclimate modeling in the years to come, which may invite us to rethink our way of understanding paleoclimates.

Laboratoire de Géologie

Date: March 29, 2022
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Florent Gimbert (IGE Grenoble)
Title: Observing and modeling glacier bed friction and its modulation by water… and why this may be inspiring beyond the glacier application

Soutenance de Thèse

Date: March 25, 2022
Time: 14h
Location: Froidevaux – E314 / https://zoom.us/j/4838967199
By: Eva Kanari (SU / LGENS)
Title: Understand and use the estimation of soil organic carbon persistence by Rock-Eval® thermal analysis
Abstract: One of the most important solutions to climate change lies literally right under our feet. Soils store twice the amount of carbon that is found in atmosphere and vegetation combined. They act as a buffer between solid earth and atmosphere and exercise a major control on the atmospheric concentration of CO2 through the release or sink of greenhouse gases. Moreover, organic carbon in soils in the form of organic matter is essential to soil health and fertility, to nutrient availability and water quality. My work is centred around the most valuable tool at our disposal for understanding and predicting the evolution of this reservoir in the future: soil organic carbon (SOC) dynamics models. A missing key influencing the accuracy of SOC model projections and a major challenge in soil science is our ability to estimate the proportion of SOC that will remain unchanged over projection-relevant timescales. This important amount of carbon that has been present in soils for centuries or millennia, and is therefore considered to be “stable”, can vary greatly from one location to another. The goal of my thesis project was to explore a new approach based on thermal analysis of SOC and machine learning, to characterise SOC, estimate the proportion of “stable” carbon in soil samples, and eventually use this information to improve the accuracy of SOC dynamics models. In a second step, I focused on the Rock-Eval® thermal analysis technique in the heart of this approach to understand better the important information it offers, based on model laboratory experiments. The main results of my thesis consist, on the one hand, of a complete and validated operational approach improving the accuracy of SOC models with a clear and significant value for “climate-smart” soil management. On the other hand, an experimental part offers new insights into the working principle, limitations and possibilities of the Rock-Eval® thermal analysis technique.
Jury: Daniel RASSE (NIBIO): Rapporteur / Eric VERRECCHIA (Université de Lausanne): Rapporteur / Claire CHENU (AgroParisTech, INRAe): Examinatrice / Josette GARNIER (CNRS): Examinatrice / Thomas EGLIN (ADEME): Invité / François BAUDIN (Sorbonne Université): Directeur de thèse / Pierre BARRÉ (LMDENS): Co-directeur de thèse / Lauric CÉCILLON (INRAe): Co-directeur de thèse

Laboratoire de Géologie

Date: March 22, 2022
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Stéphane Rondenay (University of Bergen)
Title: The legacy of MEDUSA: Tracking subduction fluids and earthquakes deep beneath western Greece
Abstract: What causes instraslab earthquakes in subduction zones? The Hellenic subduction system provides a natural laboratory for exploring this question owing to its complex structure straddling two subduction regimes. I will discuss key results from data collected across western Greece, primarily from the MEDUSA dense teleseismic array. This work has provided important new insight both into the subduction dynamics of the Western Hellenic Subduction Zone and into fluid processes operating in subduction zones globally. High-resolution seismic images show that subduction in western Greece transitions from rapidly retreating oceanic slab subduction in the south to slow-converging continental slab subduction in the north. Intraslab seismicity stops exactly at the transition from oceanic to continental subduction, pointing to fluids as playing a key role in the generation of these earthquakes. Closer inspection of the earthquakes reveals the existence of localized seismicity clusters at the plate interface and in the mantle wedge. These patterns of seismicity, also detected in other subduction zones worldwide, suggest that earthquakes in cold subduction zones track the migration of fluids from their source in the slab to their sink in the mantle wedge.

Département de Géosciences

Date: March 21, 2022
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Carole Dalin (UCL)
Title: Measuring Food Sustainability: Environmental sustainability indicators for global food production
Abstract: Agriculture feeds us and provides many other benefits, but its use of land, water and fertiliser as well as its emissions of greenhouse gases continue to cause significant environmental degradation. Agriculture is the first threat to biodiversity, the largest water-consuming sector, and an important contributor to pollution and climate change. While food demand is projected to increase, it is urgent to mitigate the negative environmental outcomes of food production. Here we provide the first consistent, high-resolution (5 arc-minute, or 9 km at the equator) global estimation of resources used for, and greenhouse gases emitted by, food production; covering 85% of human calorie intake. Importantly, our results provide comparable estimates of land, nitrogen, phosphorus, potassium (fertilisers), soil-, surface- and ground-water use, and greenhouse gas emissions for a range of crops and animal products, considering animal feed and its geographical origin. We identify areas and foods with particularly high resource- or greenhouse gas emission-intensity, quantify the role of international feed trade in these intensities, and reveal synergies or trade-offs between different environmental stressors of food production worldwide.

Soutenance de Thèse

Date: March 18, 2022
Time: 15h
Location: Froidevaux – E314 / https://zoom.us/j/4838967199
By: Anna Lea Albright (LMD)
Title: The trade-wind boundary layer and climate sensitivity
Abstract: The response of trade-wind clouds to warming remains uncertain, raising the specter of a large climate sensitivity. Decreases in cloud fraction are thought to relate to interplay among convective mixing, turbulence, radiation, and the large-scale environment. The EUREC4A (Elucidating the role of cloud-circulation coupling in climate) field campaign made extensive measurements that allow for deeper physical understanding and the first process-based constraint on the trade cumulus feedback, as described in this talk.
I first use EUREC4A observations to improve understanding of the characteristic vertical structure of the trade-wind boundary layer and the processes that produce this structure. This improved physical understanding  is then applied to the evaluation of trade cumulus feedbacks. Ideas developed support new conceptual models of the structure of the trade-wind boundary layer and a more active role of clouds in maintaining this structure, and show little evidence for a strong trade cumulus feedback to warming.
Jury: Kerry EMANUEL (Massachusetts Institute of Technology): Rapporteur / Cathy HOHENEGGER (Max Planck Institute for Meteorology): Rapportrice / Florent BRIENT (Sorbonne Université): Examinateur / Francis CODRON (Sorbonne Université): Examinateur / Marie LOTHON (Laboratoire d’Aérologie, CNRS): Examinatrice / Bjorn STEVENS (Max Planck Institute for Meteorology): Co-Directeur / Sandrine BONY (Laboratoire de Météorologie Dynamique, CNRS): Directrice

Laboratoire de Géologie

Date: March 15, 2022
Time: 11h
Location: online
By: Bar Oryan (ENS)
Title: Long-term and short-term processes affecting inelastic deformation above subduction zone interfaces

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: March 14, 2022
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://zoom.us/j/4838967199
By: Paul Watkinson (Ministère de la transition écologique et solidaire) & Mounia Mostefaoui (LMD-IPSL)
Title: Conférence-débat avec Paul Watskinson sur le contexte des négociations sur le climat et le rôle de la science pour l’appui aux décisions, animée par Mounia Mostefaoui
Abstract: Paul Watkinson est un conseiller de haut niveau au Ministère de la transition écologique et solidaire, diplômé de l’ENA. Négociateur et facilitateur international très expérimenté, expert de haut niveau sur le changement climatique, il a notamment été le président du SBSTA au sein de la CCNUCC, ainsi que le négociateur climat pour le gouvernement français durant plusieurs années. Il dialoguera notamment avec nous sur le contexte géopolitique des travaux sur le climat et sur les liens entre l’information scientifique et la décision politique.

Laboratoire de Géologie

Date: March 8, 2022
Time: 11h
Location: https://cnrs.zoom.us/j/99236345633?pwd=dHFsK1BOazN1Mm1NY2JaVVBWRFJWQT09
ID de réunion : 992 3634 5633 / Code secret : HH0krd
By: Ghassan Shahin (Hopkins)
Title: Compaction Banding in Sedimentary Rocks: Insights into Inception and Propagation Mechanisms

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: March 7, 2022
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Camille Li (Univ. of Bergen)
Title: Weather-to-climate drivers of Arctic amplification
Abstract: The Arctic is highly sensitive to ongoing climate change owing to a host of closely coupled processes and feedbacks that contribute to warming at high latitudes. One such process is the poleward transport of energy, much of which is accomplished by atmospheric waves. We investigate how atmospheric waves influence Arctic climate from two viewpoints: first, through the impact of travelling weather systems in the Atlantic corridor, and second through planetary-scale waves under the effects of ocean warming and greenhouse forcing. The results together highlight the importance of combining the weather and climate perspectives to better understand mechanisms of Arctic warming and how they will change in the future.

Bureau des Longitudes

Date: March 2, 2022
Time: 14h30
Location: salle Dussane – 45 rue d’Ulm
By: Mickael Rigault (IP2I Lyon)
Title: Tension en Cosmologie sur la valeur de la constante de Hubble-Lemaître, nouvelle physique ou biais astrophysiques ?
Abstract: La mesure de la vitesse d’expansion de l’Univers a toujours été au cœur de la cosmologie moderne : depuis sa première mesure par Hubble et Lemaître il y a un siècle, jusqu’à la révélation de son accélération il y a 20 ans et la découverte de l’énergie noire qui compose 70% de notre Univers. Aujourd’hui encore, le taux actuel de cette expansion, nommée la constante de Hubble-Lemaître, est au cœur des débats qui agitent la communauté cosmologique : la mesure directe de cette constante est en effet incompatible avec les prédictions de notre modèle standard de la cosmologie. Alors qu’en est-il, nouvelle physique fondamentale ou biais analytiques ? Problème de mesures ou de prédiction ? Nous allons ensemble explorer cela en regardant de près le fonctionnement des Supernovae de type Ia qui sont, depuis 30 ans, au cœur de cette science fondamentale.

Département de Géosciences

Date: March 1st, 2022
Time: 16h !!!
Location: lien visio ici
ID de réunion : 937 2827 5505 / Code secret : rycJ3K
By: Greg Beroza (Standford)
Title: Improved Earthquake Monitoring with AI

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: February 28, 2022
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Théo Mandonnet (ENSTA / ENS)
Title: Extreme heatwaves in Europe 1950-2020: analysis of the links between meteorology, population, and impacts
Abstract: There is high confidence that heatwaves will become more frequent and more intense under the influence of climate change. Different definitions of heatwaves exist based on the statistical distribution of temperature, in general using thresholds and duration and extension criteria. If one observes the overlap between these definitions and the actual human and material damage produced by heatwaves, it appears that there is low consistency between the two. In other terms, a large amplitude heatwave in the physical climatological sense may not be equivalently as large in terms of impacts.
By crossing meteorological (E-OBS), demographic (WorldPop, GHS-POP), and impact (EM-DAT) databases at the European scale, we developed indices to classify heatwaves and select extreme ones in terms of impacts. We also proposed a method to evaluate the classification abilities of these indices. Including demographic data in the indices seems central to understand the links between meteorological conditions and observed impacts.

Laboratoire de Géologie

Date: February 25, 2022 – FRIDAY
Time: 11h
Location: Lien Hua – E350
et en visio ici
ID de réunion : 959 3647 8639
Code secret : 8wd2vz
By: Bertrand Potin (Departamento de Geofísica, Universidad de Chile)
Title: Sismicité des Andes chiliennes: de la donnée aux grandes structures de la croûte et du manteau
Abstract: La subduction chilienne et les Andes du sud constituent un gigantesque terrain de jeu pour les sismologues. Plusieurs centaines de séismes s’y produisent chaque jour, dans une zone de plusieurs milliers de kilomètres de long et quelques centaines de large. Cela représente toutefois un défi de taille: notre capacité limitée d’observation et de traitement de données est un facteur qui bride les études à échelle régionale. De nouveaux outils numériques et matériels sont nécessaires pour pallier ces contraintes.

Laboratoire de Géologie

Date: February 22, 2022
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Núria Catalán (LSCE)
Title: Effects of global change on organic carbon processing in inland waters
Abstract: Organic carbon (OC) is exported from terrestrial to freshwater ecosystems where it is degraded and lost as CO2, and seemingly, at faster rates than in soils or marine systems. Across freshwaters, variations in OC degradation have been related to compositional changes in OC. Recent evidence has highlighted that anthropogenic disturbances are likely to increase and modify the source of the lateral OC transfers along hillslopes of upland catchments and through streams and rivers. Such disturbances affect contrastingly different geographical regions and might shift C sinks into sources. Thus, there is an urgent need to constrain, understand and predict the fate of the lateral C fluxes.
Here, I will give an overview of how my past, current, and planned research of organic carbon transformations in freshwaters contribute to that need. A major emphasis of my research is to understand the spatial and temporal distribution of these transformations. Although there seems to be a gradual decrease in the half-life of organic carbon with increasing time spent in the aquatic continuum, organic carbon reactivity appears to be passive or active, depending on when and where it is examined. I will show how reactivity is linked to the chemical composition of organic matter but also how other indirect controls (e.g. inorganic nutrients) modulate these transformations. We will also see some examples on how chemical diversity might be modified in conjunction with landscape elements such as the connectivity of Arctic lakes. Because of climate and land use changes, hydrological conditions are also fluctuating and are predicted to redistribute decay rates of organic carbon. Flow intermittency duration and extent is increasing and some ecosystems might eventually undergo permanent drying. Our first assessments indicate that these areas are still biogeochemically active and might represent a loss of a long-term C sink. All in all, this knowledge points future research towards focusing on the transference between terrestrial and aquatic ecosystems, the need for an integrative catchment and regional perspective and the relevance of highly vulnerable ecosystems and C pools with the aim to constrain global lateral C fluxes.

Département de Géosciences

Date: January 21, 2022
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Núria Catalán (LSCE)
Title: Gender & Science AIL group: Challenges & achievements to foster women in freshwater sciences
Abstract: The study of freshwaters is full of fascinating women who have vastly contributed to our understanding of these precious ecosystems. However, as in many other fields, their contributions have been traditionally neglected.
The Gender & Science AIL group started in 2014 with the aim of acting as an observer of the gender bias within freshwater sciences. We study the barriers that female scientists face during their career, and lead different activities to accomplish gender equity in the field of Limnology. Here we will present the main challenges we face as well as the activities developed to foster their visibility in our research field.

Laboratoire de Géologie

Date: February 15, 2022
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Julia Le Noë (LGENS)
Title: L’accélération de la croissance des forêts est le principal facteur compensant partiellement les émissions de carbone par la déforestation
Abstract: Les forêts offrent un grand potentiel de solutions fondées sur la nature pour atténuer le changement climatique. En effet, à l’échelle globale, les forêts absorbent le CO2 atmosphérique et l’intensité de ce flux de carbone croît depuis plusieurs dizaines d’années. Toutefois, l’importance relative de l’accélération de la croissance des forêts par rapport à d’autres mécanismes dans l’absorption du carbone par la biomasse restait peu quantifiée.
Dans ce séminaire je présenterai les résultats d’une étude que j’ai publiée avec d’autres collègues en Octobre 2021 dans la revue Nature Communications et qui comble cette lacune scientifique. Dans cette étude nous avons déterminé l’importance relative de l’accélération de la croissance des forêts dans l’absorption de carbone atmosphérique par rapport à trois autres facteurs : les changements de surface forestière, les changements d’intensité de la récolte du bois et les changements de surfaces forestières affectées par des incendies. Nos résultats sont clairs : c’est bien l’accélération du rythme de croissance des forêts qui a partiellement compensé les émissions de carbone par les forêts mondiales durant la période 1990-2020, principalement causées par la déforestation dans les tropiques.
Cependant, la pérennité de cet effet des perturbations environnementales sur l’accélération de la croissance des forêts est très incertaine. En conclusion, notre étude insiste sur l’urgence à mettre en œuvre des stratégies plus sûres pour préserver le puits de carbone constitué par l’ensemble des forêts de la planète, à commencer par la fin de la déforesta-tion et l’abaissement du niveau des récoltes de bois.

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: February 14, 2022
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Marie Mazoyer (Meteo France)
Title: Impact of clouds parameterization on warm conveyor belts and jet-stream dynamics. A modeling and observational approach.
Abstract: In midlatitudes, the jet stream structure is modulated by diabatic processes occurring in the warm conveyor belt of extratropical cyclones. This study investigates clouds processes along the warm conveyor belts of two extratropical cyclones observed during the North Atlantic Waveguide and Downstream Impact Experiment (NAWDEX). Radically different microphysical schemes are evaluated within a convection permitting model as well as distinct schemes for mixed-phase clouds representation. Comparison with data from the NAWDEX campaign helps to determine the most accurate representation. We highlight the strong sensitivity of upper-level dynamics to ice-related and mixed-phase cloud related processes. These findings point out the need of a better understanding of these processes for an improved prediction of upper-level dynamics.

Laboratoire de Géologie

Date: February 8, 2022
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Rémi Coltat (LGENS)
Title: Fluid-Rock interactions in oceanic domains: Insights from ophiolites

CERES – changement climatique : sciences, politique et société

Date: February 4, 2022
Time: 14h-16h
Location: salle Dussane – 45 rue d’Ulm
By: Bruno Latour (Sciences Po)
Title: Quel est l’intérêt de parler de changement de cosmologie pour aborder le nouveau régime climatique?
Abstract: Beaucoup des tentatives pour faire réagir à la catastrophe climatique en cours portent sur des changements d’attitude ou de comportement qui doivent ensuite aider à rendre applicables les différentes politiques. Une autre approche est de parler d’un changement de cosmologie – au sens que les anthropologues donnent à ce nom. Si l’on se retrouve dans un autre monde, est-ce qu’alors on réagit enfin différemment et de façon mieux ajustée à la situation d’urgence ?
Discutante: Amy Dahan, mathématicienne et historienne des sciences, directrice de recherche émérite au CNRS.

Projection / Débat

Date: February 2, 2022
Time: 18h
Location: Amphi Jaurès
Title: Projection, suivi d’un débat du film documentaire Alors, tu trouves ?
Abstract: Camille, jeune climatologue, enchaîne les contrats de travail au CNRS. Mais comprendre comment fonctionne le climat en soi et ne dessiner que des courbes annonçant les catastrophes à venir derrière son écran ne lui suffisent plus. Elle décide de se rapprocher des terres et des populations, toutes aussi lointaines que proches de son laboratoire.
Le voyage qu’elle entreprend en Chine, au Mali, en Polynésie, en Bretagne et dans l’Essonne, où se situe son laboratoire, lui permettra de découvrir que des solutions face à la crise climatique existent déjà. Elle sera alors conduite à prendre une décision personnelle, inattendue mais logique.
Inscription: iciThe film will have English subtitles.

Bureau des Longitudes

Date: February 2, 2022
Time: 14h30
Location: lien visio ici
ID de réunion : 438 670 3347 Code secret : BDL

By: Jacqueline BOUTIN (LOCEAN / IPSL)
Title: La salinité des océans
Abstract: Le 2 novembre 2021 a marqué le douzième anniversaire du lancement de la mission spatiale SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity). Douze ans ? Pour autant, le satellite, décidé initialement pour 3 ans, reste en excellente santé et devrait poursuivre ses acquisitions pendant au moins 3 années supplémentaires.
Au cours de cette présentation, j’illustrerai les principales découvertes permises par les observations SMOS de la salinité et présenterai les perspectives offertes par les futurs capteurs en cours d’étude.

Mesurer la salinité depuis l’espace est un énorme défi technologique, tant la précision radiométrique requise est exigeante. Le projet européen SMOS, suivi par deux autres missions – Aquarius et SMAP (Soil Moisture Active Passive) – a démontré que c’était possible. SMOS fournit la plus longue série temporelle de salinité satellitaire à ce jour.

SMOS permet de cartographier l’extension des eaux dessalées provenant des panaches de fleuves, où l’épaisseur de la couche de surface océanique, qui conditionne les échanges avec l’atmosphère, est contrôlée par la salinité de surface (SSS) (présence d’une couche barrière). Combinée aux autres mesures satellitaires et in-situ (température de surface, couleur de l’eau, courants, pluie), la SSS permet d’améliorer le suivi des précipitations au-dessus de l’océan, de détecter des modifications des flux d’eau douce et de la circulation océanique reliées aux événements climatiques tels qu’El Niño, de caractériser les masses d’eau transportées à la surface de l’océan par les tourbillons, notamment entre les eaux côtières et les eaux du large ou au travers de grands bassins océaniques. Des tests d’assimilation des SSS SMOS, dans un modèle couplé, ont montré une amélioration de la prévision des températures de surface océaniques reliée aux événements El Niño Southern Oscillation. Enfin, mieux caractériser l’origine et l’évolution des masses d’eau à la surface de l’océan permet de mieux contraindre les processus à l’origine de la variabilité observée des flux air-mer de CO2 à l’échelle régionale, ainsi que l’alcalinité de l’eau de mer.

Eu égard aux contraintes imposées par la plateforme et les moyens techniques et financiers disponibles, la mission a été optimisée. Pourtant, quelques points de faiblesse ont été identifiés. Des erreurs systématiques sont aujourd’hui repérées et corrigées soigneusement, mais parfois selon une approche qui reste empirique. Par ailleurs, alors que SMOS utilise une bande de fréquences totalement protégée et réservée à des observations astronomiques, de forts signaux parasites, dus à l’activité humaine (RFI, Radio Frequency Interference), détériorent fortement le signal en certaines régions du globe.
Enfin la résolution spatiale, liée à la résolution angulaire et donc in fine à la taille de l’antenne, laisse sur leur faim beaucoup d’utilisateurs qui rêvent de descendre à une résolution inférieure. De nouveaux concepts technologiques sont à l’étude pour poursuivre et améliorer les mesures satellitaires de salinité. D’une part, le projet Copernicus CIMR vise à acquérir sur une même plateforme mesures de salinité (avec une résolution spatiale légèrement inférieure à celle de SMOS et SMAP, de l’ordre de 60km), température de surface, vitesse du vent et caractéristiques de la glace. D’autre part, le projet CNES SMOS-Haute Résolution étudie une nouvelle géométrie des mesures basée sur la technologie SMOS, pour atteindre une résolution spatiale de 10km.

Bureau des Longitudes

Date: February 2, 2022
Time: 14h30
Location: lien visio ici
ID de réunion : 438 670 3347 Code secret : BDL

By: Jacqueline BOUTIN (LOCEAN / IPSL)
Title: La salinité des océans
Abstract: Le 2 novembre 2021 a marqué le douzième anniversaire du lancement de la mission spatiale SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity). Douze ans ? Pour autant, le satellite, décidé initialement pour 3 ans, reste en excellente santé et devrait poursuivre ses acquisitions pendant au moins 3 années supplémentaires.
Au cours de cette présentation, j’illustrerai les principales découvertes permises par les observations SMOS de la salinité et présenterai les perspectives offertes par les futurs capteurs en cours d’étude.

Mesurer la salinité depuis l’espace est un énorme défi technologique, tant la précision radiométrique requise est exigeante. Le projet européen SMOS, suivi par deux autres missions – Aquarius et SMAP (Soil Moisture Active Passive) – a démontré que c’était possible. SMOS fournit la plus longue série temporelle de salinité satellitaire à ce jour.

SMOS permet de cartographier l’extension des eaux dessalées provenant des panaches de fleuves, où l’épaisseur de la couche de surface océanique, qui conditionne les échanges avec l’atmosphère, est contrôlée par la salinité de surface (SSS) (présence d’une couche barrière). Combinée aux autres mesures satellitaires et in-situ (température de surface, couleur de l’eau, courants, pluie), la SSS permet d’améliorer le suivi des précipitations au-dessus de l’océan, de détecter des modifications des flux d’eau douce et de la circulation océanique reliées aux événements climatiques tels qu’El Niño, de caractériser les masses d’eau transportées à la surface de l’océan par les tourbillons, notamment entre les eaux côtières et les eaux du large ou au travers de grands bassins océaniques. Des tests d’assimilation des SSS SMOS, dans un modèle couplé, ont montré une amélioration de la prévision des températures de surface océaniques reliée aux événements El Niño Southern Oscillation. Enfin, mieux caractériser l’origine et l’évolution des masses d’eau à la surface de l’océan permet de mieux contraindre les processus à l’origine de la variabilité observée des flux air-mer de CO2 à l’échelle régionale, ainsi que l’alcalinité de l’eau de mer.

Eu égard aux contraintes imposées par la plateforme et les moyens techniques et financiers disponibles, la mission a été optimisée. Pourtant, quelques points de faiblesse ont été identifiés. Des erreurs systématiques sont aujourd’hui repérées et corrigées soigneusement, mais parfois selon une approche qui reste empirique. Par ailleurs, alors que SMOS utilise une bande de fréquences totalement protégée et réservée à des observations astronomiques, de forts signaux parasites, dus à l’activité humaine (RFI, Radio Frequency Interference), détériorent fortement le signal en certaines régions du globe.
Enfin la résolution spatiale, liée à la résolution angulaire et donc in fine à la taille de l’antenne, laisse sur leur faim beaucoup d’utilisateurs qui rêvent de descendre à une résolution inférieure. De nouveaux concepts technologiques sont à l’étude pour poursuivre et améliorer les mesures satellitaires de salinité. D’une part, le projet Copernicus CIMR vise à acquérir sur une même plateforme mesures de salinité (avec une résolution spatiale légèrement inférieure à celle de SMOS et SMAP, de l’ordre de 60km), température de surface, vitesse du vent et caractéristiques de la glace. D’autre part, le projet CNES SMOS-Haute Résolution étudie une nouvelle géométrie des mesures basée sur la technologie SMOS, pour atteindre une résolution spatiale de 10km.

CERES – changement climatique : sciences, politique et société

Date: January 21, 2022
Time: 14h-17h
Location: salle Dussane – 45 rue d’Ulm
By: Myanna Lahsen (INPE) et Gaëlle Le Treut (CIRED)
Title: Le changement climatique vu du Brésil
Details:
Décarboner l’économie en Amérique latine : transformations, implications, et enjeux de développements. Zoom sur l’Argentine
par Gaëlle Le Treut (CIRED)
Pour limiter le réchauffement climatique en dessous de 2 °C, les pays sont invités à intensifier leurs engagements climatiques et à développer des stratégies nationales pour décarboner leurs systèmes énergétiques d’ici 2050. Dans beaucoup de pays d’Amérique latine, cela nécessiterait des transformations rapides qui auront des implications économiques de grande envergure. Ces impacts doivent être compris par les décideurs pour pouvoir articuler les enjeux socio-économiques et de développement à l’urgence climatique. L’exposé sera principalement illustrée par le cas argentin.
Is climate skepticism mostly a Northern phenomenon? Examining Assumptions through the Case of Brazil
par Myanna Lahsen (Linkoping University (Sweden), INPE (Brazil))
« Climate skepticism” has become a defining feature of a broader phenomenon of anti-environmentalism. According to current sociological knowledge, the phenomenon is predominantly found in the United States and a few other highly fossil-fuel intensive wealthy countries of the Global North, manifesting itself especially little in less developed countries and exceptionally little in Brazil. Whereas current analysts of climate change coverage in Brazilian media find anti-environmental forces to play a minimal role in Brazil as in other countries the global South, and even hold Brazil’s media’s climate coverage up as a positive foil to that of the United States, I argue that they fail to detect the exceptionally powerful and effective ways in which Brazil’s political and economic elites place limits on public understanding, debate and vitally needed policies to address both climate change and natural resource depletion. I suggest that these anti-environmental forces have escaped social scientists’ detection because of US-centric assumptions and methods ill-suited for detecting their particular forms and structural power in Brazil.

CERES – changement climatique : sciences, politique et société

Date: January 7, 2022
Time: 14h-17h
Location: salle Jaurès – bâtiment Jaurès – 29 rue d’Ulm ou 24 rue Lhomond
By: Adrien Comte (CIRED), Rémi Prudhomme (CIRAD) et Sandra Lavorel (Laboratoire d’Écologie Alpine)
Title: Biodiversité et changement climatique : alliance ou rivalité ?
Details:
How humans can work with nature to adapt to climate change – Comment les humains peuvent travailler à la nature pour s’adapter au changement climatique
par Sandra Lavorel (Laboratoire d’Écologie Alpine)
Nature contributes multiple benefits to people’s good quality of life. These are impacted directly by climate change, and indirectly through its impacts on biodiversity. Yet, nature also holds solutions for mitigation and adaptation to climate change. In this presentation I will introduce the concept of Nature’s Contributions to Adaptation. I will briefly illustrate some of these contributions, and associated synergies and trade-offs among goals of climate mitigation and adaptation. Moreover, these contributions don’t flow automatically from nature to people, but require co-production through anthropogenic capitals. Adaptation pathways involve windows of agency where transformation of this co-production is required.
Comment intégrer la biodiversité dans les politiques climatiques d’atténuation ?
par Adrien Comte (CIRED) et Rémi Prudhomme (Université Paris-Est Créteil)
Des politiques d’atténuation du changement climatique ont été promues et adoptées au cours des dernières décennies, qu’il s’agisse de politiques basées sur le marché (taxes et marchés) ou des réglementations (technologies, comportements, utilisation des terres). Ces politiques ont potentiellement des impacts importants sur la biodiversité, notamment la concurrence pour l’utilisation des terres, l’extraction des ressources naturelles et l’utilisation des écosystèmes pour la séquestration et le stockage du carbone. Dans ce contexte, l’évaluation de ces politiques publiques nécessite d’explorer les compromis et les synergies entre biodiversité et atténuation du changement climatique, ainsi que les moyens de mieux intégrer les préoccupations en matière de biodiversité dans les politiques d’atténuation du climat existantes.

Bureau des Longitudes

Date: January 5, 2022
Time: 14h30
Location: en visioconférence, ici
By: Benoit MEYSSIGNAC (LEGOS / CNES)
Title: Le déséquilibre énergétique de la planète, responsable du changement climatique, observé par géodésie spatiale
Abstract: Au cours des dernières décennies, la communauté scientifique et les agences spatiales n’ont cessé de développer de nouvelles missions géodésiques dans le but général de mesurer les déformations de la surface de la Terre et le champ de gravité. Deux techniques sont apparues particulièrement efficaces pour cet objectif : l’altimétrie radar pour mesurer les déformations de la surface de l’océan et des glaces et la gravimétrie spatiale pour mesurer le champ de gravité terrestre. Les deux techniques ont montré des progrès constants et rapidement, dans les années 1990, elles se sont révélées capables de mesurer les changements subtils, imprimés par le changement climatique, dans la forme de la Terre et le champ de gravité. Cela a été une révolution pour la science du climat parce que soudainement de nombreuses conséquences du changement climatique comme la hausse du niveau de la mer ou la perte de masse des calottes polaires étaient visibles de l’espace avec une couverture mondiale et une haute répétitivité.
Après 20 ans de progrès constants, ce système d’observation a atteint un niveau de maturité et une précision sans précédent si bien qu’aujourd’hui il ouvre une nouvelle voie de recherche. En effet, en combinant précisément les données de gravimétrie spatiale avec les données d’altimétrie radar, il est maintenant possible de dériver des estimations du stockage océanique de chaleur et du déséquilibre énergétique de la Terre (c’est-à-dire le déséquilibre radiatif au sommet de l’atmosphère qui est responsable du changement climatique, aussi connu sous le nom d’EEI en anglais). Il fournit ainsi une estimation indépendante de l’EEI qui détermine le biais des mesures historiques du rayonnement au sommet de l’atmosphère (ERBE, ScaRaB, CERES) et permet de contraindre les bilans globaux d’eau et d’énergie responsables du changement climatique.

Cette utilisation du système d’observation géodésique est un changement de paradigme parce que le système a été optimisé pour surveiller l’impact du changement climatique et maintenant il est utilisé pour comprendre les causes du changement climatique. Ce changement de paradigme s’accompagne de nouvelles opportunités scientifiques en science du climat. Dans le même temps, ces nouveaux objectifs scientifiques apportent de nouvelles exigences sur la précision du système d’observation géodésique.

Dans cette présentation, je montrerai comment le système d’observation géodésique a progressé et comment il peut être utilisé maintenant pour estimer le déséquilibre énergétique de la Terre. Je montrerai également comment, le système d’observation géodésique permet aujourd’hui (avec d’autres mesures de flux d’énergie) de contraindre les bilans globaux d’eau et d’énergie conduisant à de nouvelles informations sur la réponse radiative de la Terre et la sensibilité climatique.

Laboratoire de Géologie

Date: December 21, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Mathieu Soret (Université d’Orléans)
Title: Timescales of subduction initiation and thermo-mechanical evolution : the Neotethys rock record (Oman-UAE)

Laboratoire de Géologie

Date: December 14, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Pamela Burnley (UNLV)
Title: The secret inner life of a deforming rock, revelations from synchrotrons x-rays

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: December 13, 2021
Time: 11h
Location: Lien Hua – E350
By: Claudia Pasquero (Università di Milano Bicocca)
Title: Linking ocean and atmosphere boundary layer processes with air-sea fluxes: from the large scales of tropical cyclones to the small scales of Langmuir circulation

CERES – changement climatique : sciences, politique et société

Date: December 10, 2021
Time: 14h-17h
Location: amphi Galois – bâtiment Rataud – 45 rue d’Ulm
By: Guillaume Blanc (Université Rennes 2) et Benjamin Sultan (IRD)
Title: Le changement climatique vu d’Afrique

Soutenance – Thèse

Date: December 7, 2021
Time: 15h30
Location: Froidevaux – E314
https://cnrs.zoom.us/j/93798646580?pwd=Ti9vcG00UTB2djNDMDNOWjVSUjVjdz09
Meeting ID: 937 9864 6580
Passcode: 6wjC60
By: Manon Dalaison (ENS)
Title: Illuminating fault slip with InSAR: Strain release along the Chaman plate boundary
Abstract: How does a fault accumulate the energy necessary for seismic rupture? Synthetic Aperture Radar Interferometry (InSAR) can measure with a millimetre-precision ground displacements along continental faults between successive passes of satellites at the same location. In this thesis, I identify when and how strain is accommodated across the Chaman plate boundary between India and Eurasia in Pakistan and Afghanistan, a region struck by large earthquakes that remains enigmatic. Nowadays, satellites acquire continuous high-resolution images with the potential to inform us about the evolution of deformation in (almost) real time, a challenge for classic processing techniques. In this thesis, I present a new method for computing InSAR time series, named KFTS, which allows us to iteratively update a pre-existing time series through the appropriate combination of data, models and their respective uncertainties, as satellite images become available. The method is tested on synthetic data as well as interferometric networks on Etna (Italy) and on the Chaman plate boundary. KFTS estimates phase delays and strain rates in agreement with commonly used methods and also computes associated uncertainties. Subsequently, I interpret InSAR time series along the Chaman plate boundary between 2014 and 2020. I find that most of the Chaman fault (CF) slides aseismically and continuously with a loading rate between 0.7 and 1.2 cm/yr and three 80-130 km-long creeping sections. I propose a new segmentation of the CF and discuss the interplay between earthquakes, aseismic slip and fault trace geometry. I image three moderate magnitude earthquakes, which exhibit significant induced aseismic slip. Using InSAR velocities, I map deformation gradients in the fault and fold belt east of the CF. They are interpreted as the surface expression of left-lateral strike-slip on three to four vertical faults. It turns out that most of the current plate boundary deformation focusses to the east of the CF, along the continuation of the Ornach Nal fault to the south and along the Quetta-Kalat fault which is thought to have hosted the 1935 Quetta earthquake of magnitude 7.7. Our description of partitioning is consistent with the geology and suggests an eastward migration of the plate boundary.
Jury: Virginie PINEL (Université de Grenoble) : Rapportrice / Roland BÜRGMANN (University of California) : Rapporteur / Jessica C. HAWTHORNE (University of Oxford) : Examinatrice / Laetitia LE POURHIET (Sorbonne Universités) : Examinatrice / Raphaël GRANDIN (IPGP) : Examinateur / Romain JOLIVET (ENS) : Directeur de thèse / Cécile LASSERRE (Université de Lyon) : Invitée

Département de Géosciences

Date: December 7, 2022
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Aude Vincent (University of Iceland)
Title: Aquifères proglaciaires et sous-glaciaires dans le sud-est de l’Islande : nouvelles données et modèles numériques pour caractériser leur évolution sous le changement climatique
Abstract: L’évolution des eaux souterraines dans les bassins versants glaciaires est nécessaire à la prévision de l’évolution des ressources en eau et des risques liés à l’eau avec le changement climatique. Le projet IceAq vise à comprendre et quantifier des systèmes aquifères peu ou pas connus, à prédire leur réponse hydrodynamique au changement climatique, ainsi qu’à explorer le rôle des interactions glaciers-aquifères dans les mécanismes de recharge profonde et de formation des stocks d’eau douce offshore.
En effet si la recherche concernant l’évolution des glaciers avec le changement climatique est bien développée, et inclut non seulement les changements de bilans de masse mais aussi les effets associés dont ceux sur l’hydrologie de surface, le compartiment souterrain est rarement considéré.
Le projet IceAq se focalise sur 4 glaciers émergeant au sud-est du Vatnajökull, la principale calotte glaciaire islandaise, dont la retraite sous le changement climatique est bien documentée. Outre le rassemblement des données existantes, de la géologie à la météorologie, de nouvelles données sont acquises sur le terrain, principalement pour caractériser les aquifères. Un réseau d’observation de 20 piézomètres a été établi, utilisant des forages abandonnés et de nouveaux forés pour le projet, dans l’aquifère des basaltes et dans celui des tills et sables. Des sources et des zones de résurgences intermittentes sont également suivies. Des modèles numériques hydrogéologiques locaux sont développés à l’aide de l’interface ModelMuse pour Modflow. La poursuite du projet en 2022 prévoit la poursuite de l’acquisition de données, avec notamment des campagnes de mesures géophysiques, et la création d’un modèle numérique régional.

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: December 6, 2021
Time: 11h
Location: Lien Hua – E350
By: Eviatar Bach (ENS)
Title: Towards the combination of physical and data-driven forecasts for Earth system prediction
Abstract: Due to the recent success of machine learning (ML) in many prediction problems, there is a high degree of interest in applying ML to Earth system prediction. However, because of the high dimensionality of the system, it is critical to use hybrid methods which combine data-driven models, physical models, and observations. I will present two such hybrid methods: Ensemble Oscillation Correction (EnOC) and multi-model data assimilation (MM-DA).
Oscillatory modes of the climate system are one of its most predictable features, especially at intraseasonal timescales. It has previously been shown that these oscillations can be predicted well with statistical methods, often with better skill than dynamical models. However, they only represent a portion of the signal, and a method for beneficially combining them with dynamical forecasts of the full system has not previously been developed. Ensemble Oscillation Correction (EnOC) is a method which corrects oscillatory modes in ensemble forecasts from dynamical models. We show results of EnOC applied to chaotic toy models with significant oscillatory components, as well as to forecasts of South Asian monsoon rainfall.
A more general method for combining multiple models and observations is multi-model data assimilation (MM-DA). MM-DA generalizes the variational or Bayesian formulation of the Kalman filter. However, previous implementations of this approach have not estimated the model error, and have therewith not been able to correctly weight the separate models and the observations. Here, we show how multiple models can be combined for both forecasting and DA by using an ensemble Kalman filter with adaptive model error estimation. This methodology is applied to the multiscale chaotic models and results in significant error reductions compared to the best model and to an unweighted multi-model ensemble.

CERES – changement climatique : sciences, politique et société

Date: December 3, 2021
Time: 14h-17h
Location: salle Dussane – 45 rue d’Ulm
By: Stefan Aykut (Université de Hambourg) et Franck Lecocq (CIRED)
Title: Quelle crédibilité pour les trajectoires de décarbonation ?

Soutenance – Thèse

Date: December 2, 2021
Time: 16h30
Location: Froidevaux – E314
Videoconference link: https://cnrs.zoom.us/j/93550164135?pwd=WFJNdisyOWN6b1hkclZXcklpR1dQdz09
Meeting ID: 935 5016 4135
Passcode: HdmL4x
By: Claudia Hulbert (ENS / CEA)
Title: Listening to silent earthquakes with machine learning
Abstract: The stress generated by the relative motion of tectonic plates is accommodated by active faults through a spectrum of slip modes. While some faults accumulate stress and release it abruptly in the form of devastating earthquakes, others slip continuously or slowly and gently release stress over time without radiating seismic waves. Within this later category, slow slip events remain to this day poorly understood, with key questions regarding their quasi-dynamic rupture propagation, the scaling laws that they follow, and the mechanisms controlling their occurrence in a broad range of tectonic environments.
Of particular interest are the potential interactions between slow slip events and « classic » earthquakes. Numerical models and laboratory experiments suggest that earthquakes begin with an aseismic phase of variable duration, yet this preslip nucleation phase is rarely observed in natural settings. In a few cases, slow slip events have also been found to trigger large earthquakes, yet most of them do not cause a dynamic rupture. Reaching a better comprehension of the underlying drivers behind slow slip would improve our understanding of their connection to other slip modes and the overall physical mechanisms controlling the behavior of active faults.
We introduce new methodologies to detect and characterize slow slip events, analyse aseismic nucleation, and probe the connection between slow slip and large earthquakes. New and complementary methods for automatic tectonic tremor detection are proposed. The associated tremor detections are used as a proxy for slow slip in order to analyze aseismic nucleation in Cascadia, and the triggering of major earthquakes by slow slip events in the Mexican subduction zone.
Jury: Emily Brodsky (UCSC) : Rapportrice / Nikolai Shapiro (Université Grenoble Alpes) : Rapporteur / Alexandre Schubnel (ENS, Paris) : Examinateur / Parisa Shokouhi (Penn State University) : Examinatrice / Romain Jolivet (ENS) : Directeur de thèse / Harsha Bhat (ENS) : Co-encadrant / Clara Duverger (CEA) : Invitée

Bureau des Longitudes

Date: December 1st, 2021
Time: 14h30
Location: Amphi IPGP – 1 rue Jussieu
By: Anne Le Friant (IPGP)
Title: La crise sismo-volcanique de Mayotte : mise en place d’un réseau de surveillance volcanologique et sismologique (REVOSIMA)
PASSE SANITAIRE OBLIGATOIRE

ENS@ETNA2021

Date: November 30, 2021
Time: 19h
Location: Salle des Actes – 45 rue d’Ulm
By: ENS@ETNA2021
Title: Stage de terrain, entre Volcanologie, Histoire et Sciences Sociales
Inscriptions recommandées sur https://www.etna.ens.fr/
PASSE SANITAIRE OBLIGATOIRE

Soutenance – Thèse

Date: November 30, 2021
Time: 14h
Location: Amphi 7 de l’AgroParisTech, 19 avenue du Maine 75014 Paris / https://bbb.visio.inrae.fr/b/lse-uf4-d0f-jbf – code d’accès 725046
By: Laura Sereni (ENS / INRAE)
Title: Effets d’une contamination diffuse des sols sur leurs émissions de gaz à effet de serre : cas du cuivre pour la prise en compte d’une contamination dans les modèles de surface continentale et l’évolution des risques en contexte de changement climatique
Abstract: Dans le contexte du changement climatique la compréhension des facteurs modulant les émissions de gaz à effet de serre (GES) (CO2, N2O, Nox…) des sols est essentielle. Parmi ceux-ci, les facteurs pédo-climatiques sont majoritairement étudiés. La contamination des sols n’est en revanche pas considérée malgré les grandes surfaces déjà concernées. Pourtant, il est connu qu’une contamination peut affecter les activités des organismes des sols à l’origine des émissions de GES mais la résultante sur les émissions à l’échelle globale reste peu renseignée. Pour répondre à cette question, nous avons étudié le cuivre (Cu) du fait de ses nombreuses utilisations agricoles et de sa réactivité vis-à-vis des constituants du sol et avons travaillé selon deux axes : i) associer, à l’échelle continentale, une contamination des sols en Cu à ses différentes formes et à leur risque pour l’environnement ; ii) intégrer des fonctions réponses au Cu pour les émissions de GES liées aux cycles de C et N dans les modèles de surfaces continentales. Une première partie étudiant la (bio)disponibilité du Cu à l’échelle de l’Europe et les effets d’un double stress (humidité et contamination) sur la nitrification des sols a pu montrer que les conditions pédo-climatiques historiques, présentes et futures influençaient l’ampleur de l’impact d’une contamination. Dans la deuxième partie nous avons confirmé la nécessité de prendre la contamination en compte dans les estimations de flux de GES des sols par les modèles de surface continentales. Nous avons établi des fonctions reliant la concentration en Cu des sols à leurs émissions de CO2 puis à leurs émissions d’espèces azotées en re-paramétrant le modèle biogéochimique DNDC en un nouveau modèle DNDC-Cu. Ce modèle DNDC-Cu a ensuite été utilisé pour estimer les émissions azotées de sols contaminés sous diférentes humidités du sol.
Jury: Thierry Lebeau, Université de Nantes : rapporteur / Gwenael Imfeld, CNRS : rapporteur / Samuel Abiven, ENS Paris : examinateur / Benoît Gabrielle, AgroParisTech : examinateur / Florence Manoury-Danger, Université de Lorraine : examinatrice / Nicoals Vuichard, CEA : examinateur / Isabelle Lamy, INRAe : directrice / Bertrand Guenet, CNRS : directeur

Laboratoire de Géologie

Date: November 30, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Chris Marone (Penn State / La Sapienza Università di Roma)
Title: The Mechanics of Slow Earthquakes and the Spectrum of Fault Slip Modes – Insights from the  Lab

Laboratoire de Géologie

Date: November 23, 2021
Time: 11h
Location: visio
https://cnrs.zoom.us/j/91708199379?pwd=TUhsaElOOHJkQXZBT283cnNDTDV2UT09
ID de réunion : 917 0819 9379
Code secret : b6887q
By: Virginie Durand (ETH)
Title: Interactions between seismic and aseismic processes : At the origin of the rupture

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: November 22, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Basile Gallet (CEA)
Title: A quantitative scaling theory for meridional heat transport by baroclinic turbulence
Abstract: Baroclinic instability of large-scale atmospheric and oceanic flows induces turbulence that redistributes heat in the meridional direction. In an idealized model where planetary curvature is neglected, this turbulence takes the form of coherent vortices that mix the meridional temperature profile. However, the Earth’s curvature favors the emergence of Rossby waves and zonal jets that restrict the meridional wandering of the fluid columns, thereby reducing the mixing efficiency across latitudes. We introduce a quantitative scaling theory for the turbulent heat transport induced by equilibrated baroclinic turbulence, obtained by combining the dynamics of interacting coherent vortices with the zonal-jet phenomenology of Rhines and Held and Larichev. The theory turns the phenomenology into a quantitative parameterization providing the meridional temperature profile in terms of the externally imposed heat flux (or wind stress) in an idealized model of planetary atmosphere or ocean.

Laboratoire de Géologie

Date: November 16, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Stéphanie Durand (ENS Lyon / Université Claude Bernard)
Title: Rotational motions and seismology

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: November 15, 2021
Time: 11h
Location: Lien Hua – E350
By: Agostino N. Meroni (Univ. Milano-Bicocca)
Title: On the fast atmospheric response to mesoscale sea surface thermal structures in the Mediterranean Sea
Abstract: Sea surface temperature (SST) spatial variability is known to impact the overlying atmospheric dynamics over a wide range of spatio-temporal scales through two main mechanisms. The first mechanism involves the downward mixing of horizontal momentum over unstable warm SST patches, resulting in the generation of surface wind convergence over SST fronts. The second mechanism is mediated by the pressure adjustment to the SST structure, that produces wind convergence over SST maxima. By looking at 25 years of satellite observational products and reanalysis data, we study the long-term effects of the fast air-sea interactions (on daily and sub-daily scales) over the Mediterranean Sea. We find that the presence of strong SST gradients produces a statistically significant response in terms of surface wind convergence, cloud cover and precipitation. Ongoing work on the definition of some new metrics to detect the pressure adjustment mechanism in instantaneous wind field data will also be presented.

CERES – changement climatique : sciences, politique et société

Date: November 12, 2021
Time: 14h-17h
Location: salle Dussane – 45 rue d’Ulm
By: Christophe Bonneuil (CRH) et Jean-Baptiste Fressoz (CRH)
Title: Doutes, dénis, futurologies : quelques stratégies des acteurs du fossile face au changement climatique
Abstract:
Acteurs politiques et acteurs industriels (Elf et Total) face au réchauffement climatique en France, 1968-1997
par Christophe Bonneuil (CRH)
La découverte il y a deux ans d’un article alertant sur le réchauffement climatique dans la revue de Total en 1971 m’a conduit à une enquête sur ce que Elf et Total, champions pétroliers de la 5e République ont pu savoir du changement climatique d’origine anthropique depuis 1968. Cette enquête conduit à mieux comprendre, sans anachronisme ni  amnésie, ce qu’était l’enjeu climatique comme signal faible (avant de devenir un problème public majeur au plan mondial), notamment dans la période 1968-73 au moment de la création du ministère de l’environnement (1971) et de la participation française au sommet de Stockholm (1972). Elle permet aussi d’éclairer, grâce notamment aux sources d’archives de ces entreprises, les connaissances, discours et stratégies des entreprises pétrolières face à la mise à l’agenda international de politiques climatiques entre 1985 et 1997 (Convention Climat, 1992; projet européens d’écotaxe depuis 1989, Protocole de Kyoto).
La « transition énergétique » : de l’utopie atomique au déni climatique, USA, 1945-1980
par Jean-Baptiste Fressoz (CRH)
Le climato-scepticisme et les stratégies de production d’ignorance des compagnies pétrolières ont déjà fait l’objet d’importants travaux. Cet article contribue à cette question mais en décalant le regard. Il s’intéresse moins au climatoscepticisme qu’à une forme plus subtile, plus acceptable et donc beaucoup plus générale de déni du problème climatique : la futurologie de « la transition énergétique », au sein de laquelle l’histoire, un certain type d’histoire de l’énergie, a joué un rôle fondamental. La force de conviction de la transition tient de son caractère ambigu, ambidextre, à cheval entre histoire et prospective, dans cette manière de projeter un passé imaginaire pour annoncer un futur qui pourrait l’être tout autan.

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: November 8, 2021
Time: 11h
Location: Lien Hua – E350
By: Erik Johansson (ENS)
Title: Improving the understanding of cloud radiative heating
Abstract: Clouds play an essential role in regulating Earth’s radiation budget by reflecting and absorbing energy at different spectra. As they interact with radiation, they can radiatively heat or cool the adjacent atmosphere and the surface. The lack of high-resolution global observations has previously been a limitation for our understanding of the vertical structure of cloud radiative heating and for evaluating the cloud radiative effect in climate models. We have investigated and documented cloud radiative heating derived from space-based observations, focusing on two regions, the Arctic and the Tropics. In these two regions, cloud radiative heating plays an important but fundamentally different role.
In the Tropics, radiative heating at high altitudes influences the large-scale circulation. While investigating the Indian monsoon, we found that thick stratiform clouds will heat the upper troposphere (0.2 K/day) when the monsoon is most intense, while deep convective clouds cause considerable heating in the middle troposphere and, at the same time, cool the tropical tropopause layer. We further found that in the Tropics, the climate model, EC-Earth, can capture the seasonal variations in cloud radiative heating seen in the satellite observations.
Warm moist air is regularly transported from the mid-latitudes into the Arctic by low- and high-pressure systems. As the moist air enters the Arctic, it increases the cloudiness and warms the surface. This surface heating has the potential to affect the ice cover months after the intrusion. We found that during extreme moist intrusions, the surface temperature in the Arctic can rise by more than 5 K during the winter months, with an increase in cloudiness by up to 30% downstream from the intrusion.

Bureau des Longitudes

Date: November 3, 2021
Time: 14h30
Location: Amphi Galois – Bâtiment Rataud – 45 rue d’Ulm
By: Michel Viso (Innovaxiom)
Title: Six satellites en quête de planètes…
PASSE SANITAIRE OBLIGATOIRE

CERES – changement climatique : sciences, politique et société

Date: October 29, 2021
Time: 14h-17h
Location: salle Dussane – 45 rue d’Ulm
By: Adrien Abécassis (Paris Peace Forum) et Thibault Lameille (LATMOS)
Title: La géo-ingénierie solaire est elle gouvernable ?
Abstract:
Injection d’aérosols dans la stratosphère : considérations techniques, moyens d’étude et incertitudes
par Thibault Lameille (LATMOS)
L’injection d’aérosols dans la stratosphère est l’une des principales méthodes de géo-ingénierie solaire faisant l’objet de recherches académiques. Cette technique consisterait à injecter une certaine quantité d’aérosols, de l’ordre de plusieurs mégatonnes par an, au niveau de la basse stratosphère. Ces injections auraient pour objectif d’augmenter la fraction de rayonnement solaire retournant vers l’espace pour produire un refroidissement à l’échelle mondiale.
Cette présentation aura pour objectif de faire le point sur la recherche actuelle, concernant les paramètres techniques de cette méthode de géo-ingénierie, les moyens d’étude disponibles (observation, modélisation, expérimentation) pour explorer les potentiels effets de ces injections ainsi que les nombreuses sources d’incertitude associées. Cette présentation introduira également les discussions éthiques à propos de la recherche sur la géo-ingénierie solaire.
Qui contrôle le thermostat global ? Questions de gouvernance de la géoingénierie solaire
par Adrien Abécassis (Paris Peace Forum)
Un corpus scientifique croissant suggère que modifier la quantité de rayonnements solaires atteignant la Terre, à travers diverses techniques dont l’injection d’aérosols dans la stratosphère est la plus étudiée, refroidirait artificiellement l’atmosphère terrestre et réduirait ainsi un certain nombre d’effets du réchauffement climatique.
Cette technique comporte cependant à la fois des incertitudes scientifiques et des risques importants de gouvernance, parmi lesquels celui de désinciter à la réduction nécessaire d’émissions de gaz à effet de serre, ou de déclencher des instabilités géopolitiques. Cette présentation discutera les questions de gouvernance liées à la géoingénierie solaire.

Département de Géosciences

Date: October 26, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Michael Ghil & Hervé Le Treut (IPSL)
Title: First Nobel Physics Prize to Climate Science: Who Got It and Why It Matters
Abstract: The Royal Swedish Academy of Sciences has decided to award the Nobel Prize in Physics 2021 “for groundbreaking contributions to our understanding of complex physical systems” with one half jointly to Syukuro Manabe, Princeton University, USA and Klaus Hasselmann, Max Planck Institute for Meteorology, Hamburg, Germany “for the physical modelling of Earth’s climate, quantifying variability and reliably predicting global warming” and the other half to Giorgio Parisi, Sapienza University of Rome, Italy “for the discovery of the interplay of disorder and fluctuations in physical systems from atomic to planetary scales.” We shall summarize highlights from the work of Klaus Hasselmann and Syukuro Manabe. More importantly, we shall try to give a better idea of the importance of this prize for the climate sciences: how they are practiced and how they communicate with other sciences, physical, biological and socio-economic.

Laboratoire de Géologie

Date: October 19, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Jamie Farquharson (Lancaster Univ.)
Title: Fluid transport in volcanoes: from micro- to macro-scale

CERES – changement climatique : sciences, politique et société

Date: October 15, 2021
Time: 14h-17h
Location: amphi Galois – bâtiment Rataud – 45 rue d’Ulm
By: Jenny Andersson (Sciences Po) et Sébastien Treyer (IDDRI)
Title: Comment parler du futur en contexte de changement climatique ?

Laboratoire de Géologie

Date: October 12, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Carlos Villafuerte (LGENS)
Title: The unceasing interaction between aseismic slip processes and devastating earthquakes in the Mexican subduction zone

Soutenance – Thèse

Date: October 8, 2020
Time: 13h45
Location: Froidevaux – E314 / https://global.gotomeeting.com/join/710993933
By: Amin Kahrizi (ENS)
Title: 2D long-streamer seismic waveform tomography imaging: contribution to the study of the Sanak forearc Basin, Alaska Subduction Zone
Abstract: This thesis discusses the application of full waveform inversion (FWI) to two 45-km-long 2D seismic sections crossing the Sanak forearc basin in Alaska, where evaluating the recent activity of a previously imaged deep landward-dipping normal fault is crucial to understand the creeping Shumagin segment of the subduction zone. Conventional processing shows that the extension in part of the basin is mainly localized on seaward-dipping faults rather than landward-dipping fault. We also show that bottom currents affect the sedimentary record of the faults activity. As a result the nature and timing of the extension is unclear in the basin. After streamer traveltime tomography, FWI is first tried in frequency domain but muting of shelf guided waves led to time-domain FWI imaging. Variable water velocity in the water column also had to be dealt with. The final high resolution velocity models confirm the effect of bottom currents in one of the profile. FWI also image a velocity inversion from a bottom simulating reflector (BSR), explaining previously unexpected amplitude variations that were troublesome for seismic interpretation. Low velocity anomalies above several well defined basement highs are imaged that could indicate fluid escapes, but there are no major velocity discontinuities along the faults. All our results are then compiled with legacy data in order to redraw a structural map of the forearc around the Shumagin segment. We suggest that the oblique Central Sanak basin is a pull-apart basin resulting from the onset of the partitioning of the Aleutian oblique convergence. In this new context, it is possible that recent activity on landward-dipping sedimentary faults is not necessarily related to motion on the associated deep reflector and we conclude on the usefulness of FWI images to locate sampling of fluids in future investigations.
Jury: Sylvie LEROY (ISTeP-Sorbonne Université) : Rapportrice / Alessandra RIBODETTI (Geoazur-Université de Nice) : Rapportrice / Hélène CARTON (Geosciences Marines IPGP) : Examinatrice / Jacques DEVERCHERE (IUEM-Université de Bretagne Occidentale) : Examinateur / Javier ESCARTIN (LG-École Normale Supérieure) : Examinateur / Matthias DELESCLUSE (LG-École Normale Supérieure) : Directeur / Manuel PUBELLIER (LG-École Normale Supérieure) : Invité / Anne BÉCEL (LDEO-Columbia University) : Invitée

Bureau des Longitudes

Date: October 6, 2021
Time: 14h30
Location: Froidevaux – E314
By: François Mignard (Observatoire de la Côte d’Azur)
Title: Pourquoi fait-il noir la nuit ?
Abstract: Pourquoi fait-il noir la nuit ? La question peut paraître saugrenue et cependant y répondre avec précision n’est pas aisé. A partir de cette question d’apparence banale, on va s’apercevoir que les meilleurs esprits ont apporté des éléments de réponse au cours des siècles passés et que l’énigme nous entraîne au coeur de questions difficiles concernant l’infini, la distribution de la matière dans l’Univers et sa forme. Cet exposé donnera l’occasion de remonter dans l’histoire des conceptions anciennes sur l’Univers et ensuite de voir comment de grands astronomes comme Kepler, Halley, Olbers ont tenté de répondre à cette question avant que le romancier E.A. Poe n’indique le bon chemin qui a permis d’arriver à une réponse satisfaisante tout récemment.
PASSE SANITAIRE OBLIGATOIRE

Laboratoire de Géologie

Date: October 5, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
Visio: https://cnrs.zoom.us/j/97719394609?pwd=ejV1dWlaRVkxRGlXLzV4Z3lFWVlVQT09
Meeting ID: 977 1939 4609
Passcode: F6A7KE
By: Satoshi Ide (University of Tokyo)
Title: Broadband spectrum of slow earthquakes

Département de Géosciences

Date: MONDAY October 4, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Stéphanie Ruphy (ENS, Département de Philosophie)
Title: Qu’est-ce qu’un chercheur « responsable » aujourd’hui ?

Laboratoire de Géologie

Date: September 28, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Virginie Sellier (ENS)
Title: Développement de méthodes de traçage sédimentaire pour quantifier l’impact des mines de nickel sur l’hyper-sédimentation des rivières de Nouvelle-Calédonie

Laboratoire de Géologie

Date: September 21, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Jorge Jara (LGENS)
Title: From the quiet interseismic period to the sudden earthquake rupture: radiating elastic energy at all scales

CERES – changement climatique : sciences, politique et société

Date: September 17, 2021
Time: 14h-17h
Location: salle des Actes – 45 rue d’Ulm
By: Hervé Douville (CNRM) et Jean-Louis Dufresne (LMD)
Title: Publication du 6ème rapport du GIEC : quoi de neuf ?

Laboratoire de Géologie

Date: September 14, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Sergio Vinciguerra (UniTo)
Title: Thermo-mechanical processes and geophysical signatures in the laboratory, how can it help our understanding of active volcanos?

Laboratoire de Géologie

Date: August 31, 2021
Time: 11h
Location: https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Théa Ragon (Caltech)
Title: Estimates of on-fault deformation: can we mitigate the effect of our approximations?

Laboratoire de Géologie

Date: July 6, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Steve Miller (UniNE)
Title: Fluid-Driven Aftershocks and their analog to COVID-19 propagation

Laboratoire de Géologie

Date: June 30, 2021 – WEDNESDAY
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Gaspard Farge (IPGP)
Title: Migrations and episodicity of tectonic tremor as symptoms of the intermittence of permeable fluid transport systems in faults

Laboratoire de Géologie

Date: June 15, 2021
Time: 11h
Location: Serre / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Laure Gandois (CNRS, Laboratoire Écologie Fonctionnelle et Environnement)
Title: Impact de la fonte du pergélisol sur la dynamique du carbone des tourbières arctiques
Abstract: Aux hautes latitudes, le pergélisol, le sol restant gelé deux années consécutives, évolue rapidement sous la pression du changement climatique. Le pergélisol contient la moitié du stock de carbone organique mondial des sols. Si ce carbone, accumulé depuis des millénaires, est réémis vers l’atmosphère, cela constituerait un rétroaction positive au changement climatique. Les tourbières sont des milieux particulièrement importants en ce qui concerne l’étude de l’impact de la fonte du pergélisol. En effet, avec les plus fortes densités de carbone des biomes arctiques et subarctiques, elles contiennent un tiers des stocks de carbone organique du pergélisol. Leur rétroaction ou mitigation potentielle au changement climatique dépend de l’évolution de leur bilan de carbone après la fonte du pergélisol : puit ou source de carbone.

Département de Géosciences

Date: June 1st, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Coralie Chevallier (ENS – DEC)
Title: Mental accounting shapes citizens’ preference for green earmarking of carbon taxes

Laboratoire de Météorologie Dynamique – ENS

Date: May 26, 2021
Time: 11h
Location: https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Stephan Fueglistaler (Princeton University)
Title: From cloud feedbacks to predictions of heat stress maxima: A mechanistic perspective on tropical climate
Abstract: Tropical rainfall is highly unevenly distributed, and correspondingly the tropics show a wide range – from rainforests to deserts – of local climates. In this talk I explore to what extent constraints arising from convective quasi-equilibrium combined with weak temperature gradients in the free troposphere as a result of the weak Coriolis force provides the theoretical framework for a coherent interpretation of key aspects of tropical climate and changes therein: the coupling of land climate to the ocean; the contraction of tropical rainfall area with global warming; a strongly negative cloud radiative feedback in recent decades; and the prediction of future heat stress maxima. Reliable prediction of the heat stress extrema as a function of global mean warming are of paramount importance since there is an upper limit of human adaptability to heat stress.

Laboratoire de Géologie

Date: May 25, 2021
Time: 11h
Location: https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Laurence Bodelot (Polytechnique)
Title: Thermomechanical couplings and plastic localization in polycrystals: from experiments to statistical analyses
Abstract: In polycrystalline materials (here, metals), the microstructure is well-known to drive the macroscopic response. First, we will consider assessing thermomechanical couplings at the microstructural scale in an attempt to link thermal effects to plasticity-induced damage at the scale where it manifests. However, achieving a complete link would require an experimental/numerical dialog and we will see that using polycrystal-related experimental data as input in numerical models in not straightforward. Hence, a framework is developed to correctly handle orientation and misorientation data and to treat it statistically. These tools are further used to study the parameters at play in plastic localization.

Laboratoire de Géologie

Date: May 11, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Luce Fleitout (LG ENS)
Title: Some constraints and questions concerning mantle viscosities

Colloque CERES

Date: May 7, 2021
Time: from 9 am
Registration: https://framaforms.org/inscription-colloque-ceres-mai-2021-1613488436
Organised by: Marc Fleurbaey, Alessandra Giannini, Fanny Henriet, Magali Reghezza, Corinne Robert, Gaëlle Ronsin
Title: Atténuation ou adaptation ? Perspectives et prospectives environnementales et sociales
Programme:

Laboratoire de Géologie

Date: May 4, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Guilhem Mollon (INSA Lyon)
Title: Simulating melting in seismic fault gouge

Laboratoire de Météorologie Dynamique – ENS

Date: May 3, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Aurélien Ribes (CNRM)
Title: Merging models and observations to narrow uncertainty on past and future human-induced warming
Abstract: Many studies have sought to constrain climate projections and climate sensitivity based on recent observations. Until recently, these constraints had limited impact, and projected warming ranges were driven primarily by model outputs. Here, we use the newest climate model ensemble (CMIP6), improved observations, and a new statistical method to narrow uncertainty on estimates of past and future human-induced warming. Our new statistical method allows us to simultaneously attribute historical changes to specific forcings (attribution) and constrain projections. It provides a consistent picture of on-going changes, through merging model simulations and observations in a Bayesian fashion. Cross-validation suggests that our method produces robust results and is not overconfident. We derive consistent observationally constrained estimates of attributable warming to date and warming rate, the response to a range of future scenarios, and metrics of climate sensitivity. We find that historical observations narrow uncertainty on projected future warming by about 50%. Our results suggest that using an unconstrained multimodel ensemble is no longer the best choice for global mean temperature projections. In a somewhat paradoxical way, they also suggest that (i) the upper end of CMIP6 models projected warming cannot be reconciled with observations, and that (ii) the lower end of previous estimates of 21st century warming can now be excluded.

Laboratoire de Géologie

Date: April 13, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Mathilde Cannat (IPGP)
Title: On magma supply and spreading modes at slow and ultraslow mid-ocean ridges

Laboratoire de Géologie

Date: March 30, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Gianluca Gerardi (LG ENS)
Title: The effect of subduction zones on large-scale mantle convection and some perspectives on convection experiments based on colloidal systems
Abstract: Several authors have suggested that mantle convection is primarily resisted by strong subduction zones, which if true implies small or even negative values of the exponent β in the Nusselt number/Rayleigh number relation Nu ∼ Raβ. To evaluate this hypothesis, we use the boundary element method (BEM) to study the energetics of subduction in a two-dimensional system comprising two purely viscous plates, a subducting plate (SP) and an overriding plate (OP), immersed in an infinitely deep ambient fluid beneath a free-slip surface. For reasonable viscosity contrasts between the plates and the mantle, i.e. ηPM ∈ [250, 2500], our BEM solutions show that the dissipation is always dominated by the ambient mantle contribution. We demonstrate that a small value of the exponent β follows from an overestimation of the viscous dissipation related to the deformation of the SP and, in particular, from the adoption of the minimum radius of curvature for the characterization of the SP bending. Using the correct length scale (the “bending length”; Ribe, 2010), we find β ∈ [0.25, 0.34], which is not much different than the classical result of 1/3. We conclude that subduction zone dissipation is not large enough to change substantially the classical Nusselt number/Rayleigh number scaling law. As some recent studies suggest (e.g. Grigné & Combes, 2020; Seals & Lenardic, 2020), it is probably necessary to look elsewhere to reconcile geodynamical and geochemical arguments regarding the thermal history of the Earth. We, finally, run a convection experiment based on the drying of colloidal dispersions, which can generate an “Earth-like” thermal convection. This type of experiment seems to effectively captures the essence of Earth’s mantle convection and the particular features which characterized it as, for instance, the breakage of the upper boundary layer and the subsequent phenomenon of one-sided subduction. Exploring further these systems, especially for what concern the link between microscopic-scale phenomena, colloid rheology transitions and macroscopic properties of the material, seems a promising route to follow in order to get a clearer picture of how mantle convection works.

Laboratoire de Géologie

Date: March 23, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Louis de Barros (Université Côte d’Azur)
Title: Fluid-induced seismicity in natural and anthropic contexts

Laboratoire de Météorologie Dynamique – ENS

Date: March 22, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Tjarda Roberts (LPC2E-CNRS, Orléans)
Title: The Atmospheric Chemistry of Volcanic Plumes
Abstract: Volcanoes release gases and particles to the atmosphere, by explosive eruptions and by continuous passive degassing. The most commonly studied gas is SO2, which becomes oxidized into the atmosphere to form sulfate particles that impact climate. Volcanoes also release halogens (e.g. HBr, HCl, HI). These were assumed to simply be washed out of the atmosphere, but are now known to also undergo oxidation in the plume, as evidenced by observations of volcanic halogen radicals (BrO, OClO). To understand these observations, a suite of numerical models of the volcanic plume chemistry has been developed, from the hot crater to the regional scale. The models show how multi-phase chemical reactions in the plume lead to the formation of BrO and OClO. This volcanic plume halogen chemistry acts to destroy tropospheric ozone. It also impacts NOxy HOx and mercury chemistry, and can critically influence sulfur oxidation processes. The model results demonstrate the need to include volcanic halogens for a complete understanding of the formation of sulfate particles and chemistry-climate impacts of volcanic plumes.
To better characterize volcanic emissions, we have applied small low-cost sensors for SO2, H2S, HCl, CO and H2 and particles to measure the plume composition in-situ at the volcano summit. Here, the pollution levels are very high (e.g. tens of ppmv SO2) but decline rapidly as the plume disperses and dilutes in the atmosphere. Ongoing work is advancing these methods for long-term measurements in concentrated and dilute plumes, near and far from volcanoes. However, at low pollution levels, it becomes challenging to accurately measure gas abundances using small sensors. In a project in Fairbanks, Alaska, versions of the sensors for CO, NO, NO2, ozone and particles have been deployed to measure urban pollution. By cross-comparing the sensor output to Air-Quality monitors and developing algorithms of the sensor response functions it becomes possible to accurately measure urban pollutants (down to tens ppbv gas). A field-demonstrated and future application of the small sensors is to deploy on moving platforms to characterize and spatially map pollutant plumes.

Laboratoire de Géologie

Date: March 9, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Louise Jeandet (ISTeP)
Title: The impact of Large Erosional Events on the Seismicity of Faults

Laboratoire de Géologie

Date: March 16, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Benjamin Malvoisin (ISTerre)
Title: Interplay between reaction, fluid flow and deformation during serpentinization

Département de Géosciences

Date: March 2, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Michael Ghil (Laboratoire de Météorologie Dynamique (IPSL & CNRS), Ecole normale supérieure – PSL and Atmospheric & Oceanic Sciences Department, University of California at Los Angeles, CA, USA)
Title: Tipping Points Across the Climate Modeling Hierarchy
Abstract: Tipping points (TPs) are everywhere, in particular so in the climate sciences. We define TPs rigorously as a generalization of classical bifurcations to nonautonomous and random dynamical systems. Next, we explain the key concepts of dynamical systems with time-dependent forcing and the methods for a self-consistent study thereof. The obvious motivation for such a study of TPs and of the associated pullback attractors (PBAs) is describing, understanding and predicting the global change of a complex system with many scales of motion, in time and space, like the climate system.
Examples of application will go from the classical Lorenz convection system with multiplicative noise, through an El Niño–Southern Oscillation (ENSO) model subject to the seasonal cycle and a low-order model of the midlatitude oceans’ circulation driven by time-dependent wind, and on to an intermediate, coupled ocean–atmosphere model of the midlatitudes driven by ENSO forcing. If time permits, a brief excursion into coupled climate–economy modeling from this perspective will also be made.

Soutenance – Thèse

Date: February 9, 2021
Time: 14h
Location: Froidevaux – E314 / https://global.gotomeeting.com/join/257589773
By: Arnaud Montabert (ENS)
Title: Characterizing ground motion of historical earthquakes – Study of Sant’Agata del Mugello combining building archaeology, earthquake engineering and seismology
Abstract: A fault is charged during (hundred-) thousand years, then the accumulated elastic energy is released in few seconds when an earthquake occurs. To correctly assess seismic hazard it is of capital importance to study the seismic history. Over the last decades approaches such as historical seismology, archaeoseismology and paleoseismology have been developed chasing alternative sources of information. Among them, historical buildings witnessed ancient earthquakes as « stone seismometers » recorded in their walls as structural disorders and repairs. I develop an innovative methodology connecting building archaeology, seismology and earthquake engineering. I aim to show that archaeological characterization of post-seismic repairs on historical buildings can successfully infer key ground motion characteristics of historical earthquakes. The test case is the medieval church of Sant’Agata del Mugello, an exceptional site with many historical sources describing the damages induced by past earthquakes, and their renovation. The site is located in the Mugello basin (Central Apennines, Italy, Tuscany), characterized by a moderate seismicity. The largest known events occurred in 1542 (Mw 6) and 1919 (Mw 6.3). I first trace the seismic history of the church by combing a stratigraphic analysis of the building with an in-depth study of historical texts. A CAD-based model of the current church is designed from a laser scanner survey. A CAD-model of the church before and after each historical earthquake is then extrapolated from the current church and its deduced constructive history. I have developed an ad hoc meshing code to generate a finite element mesh from the CAD-based model. We perform two ambient vibration testing survey in the church. 8 modes of vibration (natural frequency, modal shapes and damping ratio) are estimated. A Vibration-Based model updating based on the identified experimental parameters and the constructive history of the church allows to calibrate the numerical model of the church in its linear part. A continuum damage model is used to identify the limit of the linear model of the church. I then focus on the study of the 1919 non damaging earthquake. A collection of waveforms compatible with the seismotectonic context is selected, corrected, and used to solicit the updated linear digital model of the church. I show preliminary results to discuss the ground motion characteristics of the 1919 earthquake.
Jury: Gianmarco DE FELICE (Department of Engineering, Roma Tre University): Opponent
Jean-François SEMBLAT (Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées, Institut Polytechnique de Paris): Opponent
Pascal BERNARD (Institut de Physique du Globe de Paris): Examiner
Cédric GIRY (Laboratoire de Mécanique et Technologie, Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay): Examiner
Laura PECCHIOLI (Humboldt Universität): Examiner
Hélène DESSALES  (Archéologie et philologie d’Orient et d’Occident, Ecole Normale Supérieure): Invited member (Co-supervisor)
Maria LANCIERI (Bureau d’évaluation des risques sismiques pour la sûreté des installations, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire): Co-supervisor
Hélène LYON-CAEN (Laboratoire de Géologie, Ecole Normale Supérieure): PhD Director

Laboratoire de Géologie

Date: February 9, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Damian Walwer (ENS Lyon)
Title: Magma ascent and emplacement below floor fractured craters on the Moon from floor uplift and fracture length

Département de Géosciences

Date: February 2, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Céline Guivarch (CIRED, Ecole des Ponts ParisTech)
Title: Le changement climatique vu à travers les lunettes d’une économiste

Laboratoire du LMD-ENS

Date: February 1st, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Claudine Wenhaji Ndomeni (LMD-ENS)
Title: Dynamical and thermodynamic changes in the historical response of Atlantic sector rainfall to anthropogenic emissions in the IPSL-5A model

Soutenance – HDR

Date: January 29, 2021
Time: 16h
Location: https://zoom.us/j/95778962430?pwd=UzJzeU5Ja0NSaXpNMGY5K1ZvTnJLUT09

Meeting ID: 957 7896 2430
Passcode: 8ZRfLV
By: Harsha S. Bhat (ENS)
Title: Supershear Earthquakes: Theory, Experiments & Observations
Jury: Alexandre Schubnel (Laboratoire de Géologie, Ecole Normale Supérieure) : Correspondant
Michel Bouchon (Institut des Sciences de la Terre, Université Grenoble Alpes) : Rapporteur
Djimedo Kondo (Institut Jean le Rond d’Alembert, Sorbonne Université) : Rapporteur
Paul A. Johnson (Los Alamos National Laboratories) : Rapporteur
Shamita Das (Oxford University) : Examinatrice
Ares J. Rosakis (California Institute of Technology) : Examinateur

Laboratoire de Géologie

Date: January 26, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: François Passelègue (EPFL)
Title: On the scale dependence in the dynamics of rupture

Changement climatique : sciences, politique, société

Date: January 21, 2021
Time: 14h-17h
Location: https://global.gotomeeting.com/join/266255181
By: Emmanuel Combet (ADEME) et Antonin Pottier (EHESS), économistes & Jean-Baptiste Comby (Université Paris 2 Panthéon Assas), sociologue
Title: Écologisation des comportements, inégalités et classes sociales
Abstract:
Qui émet du CO2 ? Regard critique sur le calcul et l’usage des panoramas d’inégalités écologiques par Emmanuel Combet (ADEME) et Antonin Pottier (EHESS)
Nous présentons de manière détaillée et critique les présupposés et conventions méthodologiques retenues pour le calcul des « émissions des ménages ». Nous décortiquons chaque étape en construisant un panorama des inégalités d’émission pour la France. Nous identifions trois écueils dans la façon dont l’information sur les inégalités écologiques diffuse dans l’espace public. D’abord cette information diffuse comme « une évidence », alors qu’il existe de multiple « conventions d’attribution » et panorama des émissions possibles. Ensuite, il existe un lien implicite entre le choix des conventions d’attribution et la conception des responsabilités que le panorama véhicule. Par exemple, l’empreinte carbone qui assigne aux ménages les émissions des produits consommés véhicule une conception particulière qui focalise l’attention sur les contributions des individus, sur leurs choix ; elle occulte le rôle des acteurs non individuels tout comme la composante collective des émissions de GES, et néglige les dimensions de la responsabilité qui ne sont pas liées à la consommation. Enfin, le lien entre inégalités écologiques et inégalités de revenu est aujourd’hui très médiatisé, alors que l’analyse fine souligne que les inégalités écologiques ne peuvent être identifiées aux inégalités de revenus. Il existe une forte variabilité, à tout niveau de revenu, selon des facteurs géographiques et techniques qui contraignent à recourir aux énergies fossiles. L’ensemble de ce travail souligne l’importance de penser plus précisément, avec un regard critique, les différentes propositions de « transition juste ».
Apports et limites des quantifications de la distribution sociale des émissions de GES pour analyser les rapports de classe en jeu sur le terrain écologique par Jean-Baptiste Comby (Université Paris 2 Panthéon Assas)
Les études économétriques qui se développent depuis une dizaine d’années pour éclairer les quantités de GES émises en différents points de l’espace social aident à documenter les inégalités de contribution aux dérèglements climatiques. Elles peinent cependant à rendre compte des logiques sociales au principe de ces émissions et de leurs différentiels. Plus, elles invisibilisent les tissus relationnels au sein desquels se forgent les comportements, les « modes de vie » et leur comptabilité carbone, laquelle ne peut être restreinte aux émissions du ménage. En mobilisant certains développements récents tant de la sociologie des « styles de vie » que des classes sociales, il est alors possible d’allonger la portée de ces données et de montrer comment la distribution sociale des rapports à l’enjeu écologique contribue à renforcer la hiérarchie entre les groupes sociaux. Un tel constat empirique n’est pas sans incidences sur les manières de penser la « transformation » des sociétés que les divers protagonistes de la cause environnementale appellent de leurs vœux.

Laboratoire du LMD-ENS

Date: January 18, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Jacopo Riboldi (LMD-ENS)
Title: Quantifying the effects of Arctic Amplification on midlatitude Rossby waves employing spectral analysis
Abstract: The reduction in the Arctic-to-midlatitude temperature gradient, related to the rapid progression of global warming over high latitudes, has the potential to reconfigure the background flow in which midlatitude Rossby waves form and propagate. Among the hypothesized effects of this phenomenon, known as Arctic Amplification, there are 1) a reduction in the eastward propagation of upper-level troughs and ridges, that would reverberate in an increased persistence of weather conditions, and 2) the development of quasi resonant, stationary Rossby waves with preferred wavenumbers. Both these problems can be tackled with spectral analysis, that provides a compact decomposition of the Rossby wave pattern in a series of wavenumber/phase speed harmonics and highlights at the same time which harmonics are active over the Northern Hemisphere in each considered time period. This analysis is also a first step to obtain a high frequency, global metric of Rossby phase speed, that is employed to investigate trends in the stationarity of weather patterns and its relationship with the Arctic amplification signal.

Laboratoire de Géologie

Date: January 12, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Anthony Sladen (Geoazur)
Title: On the potential of underwater DAS
Abstract: Distributed Acoustic Sensing (DAS) is a recent instrumental development allowing to turn optical fibers into long and dense seismo-acoustic arrays. In 2019, several studies have demonstrated the ability to get meaningful measurements from seafloor telecom cables. Therefore, DAS carries high hopes after decades of efforts to find an efficient and cost-effective solution to monitor geophysical signals on the sea-bottom. In this seminar, I will present some recent works investigating signals recorded from one cable in the South of France, and two cables in the South-West of Greece. For the most part, these cables are laid on the seafloor and not buried. This configuration is probably less ideal but representative of the vast majority of the global network of seafloor telecom cables. I will highlight some limitations of the approach, but also stress that the technology continues to hold promising prospects for tackling long-standing scientific questions and respond to pressing societal needs.

Changement climatique : sciences, politique, société

Date: January 8, 2021
Time: 14h-17h
Location: https://global.gotomeeting.com/join/266255181
By: Michel Crucifix (physicien, UC Louvain) & Didier Paillard (climatologue, LSCE)
Title: Le concept de point de bascule est-il utile pour appréhender l’évolution future du climat?
Abstract:
Peut-on parler de catastrophe sans être catastrophiste ? par Didier Paillard (climatologue, LSCE)
La longue histoire de notre Planète peut être racontée comme une succession d’événements marquants, des « catastrophes », qui depuis le XIXème siècle nous servent de base chronologique, ou plus exactement de base stratigraphique. Les mécanismes responsables de ces transitions géologiques restent, encore aujourd’hui, souvent énigmatiques, et il est parfois tentant d’y voir simplement des « coups du sort ». Mais les notions d’évolution et de gradualisme se sont peu à peu imposées : une évolution physico-chimique basée sur des lois déterministes, et une évolution biologique que certains ont assimilé à la notion de progrès.  Dans le contexte actuel de l’Anthropocène, la notion de « points de bascule », ou « tipping points » nous renvoie vers cette opposition entre changements progressifs et prévisibles d’une part, et événements rapides et difficiles à anticiper d‘autre part. Dans mon exposé, je présenterai quelques exemples emblématiques de « points de bascule » dans l’histoire de notre planète, et je tenterai d’en présenter quelques caractéristiques communes importantes, comme les notions d’équilibres multiples et d’hystérésis. J’insisterai sur les difficultés d’aborder ces questions : outre les difficultés techniques, et plus encore les limites et les biais de notre imaginaire, le rôle de Cassandre n’est pas très constructif.
Point du bascule global: entre démarche scientifique et imaginaire mythique par Michel Crucifix (physicien, UC Louvain)
Une fois n’est pas coutume, cet exposé relatera une histoire personnelle. En 2016, après quelques échanges avec Marten Scheffer, Will Steffen m’a invité à contribuer à un article déjà bien en chemin traitant des trajectoires de l’Anthropocène. L’article reprend les codes sémantiques de la théorie des systèmes dynamiques et du contrôle (feedback, forcing, bifurcation) et son illustration graphique évoque une alternative entre une « governed Earth » et une  « ice-free earth ». Cette dernière deviendra, dans la version finale, la « hothouse » que Radio Canada traduit par  « Terre étuve ». De façon subliminale, le code graphique final évoque les paysages épigénétiques de Waddington, rappelant indirectement les liens de plusieurs auteurs avec l’épopée Gaia.  J’étais loin de me douter à l’époque du destin de cet article, voire de ses potentielles conséquences politiques, que la volumineuse thèse de Sébastien Dutreuil  m’aurait peut-être  permis d’anticiper. Un peu sonné par cette aventure, j’ai répondu en 2019 à une autre invitation de Mike Hulme à un duel rhétorique face à James Annan autour du thème : « Will exceeding 2C of warming lock the world onto a ‘Hothouse Earth’ trajectory? ». Nous avons dû faire évoluer la question, car les deux protagonistes étaient bien trop d’accord sur la réponse à y apporter.

Département de Géosciences

Date: January 5, 2021
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Anna Ternon (ENS)
Title: Les chantiers du paysage – Premières étapes d’un projet de recherche-création à la rencontre des géosciences et des neurosciences

Changement climatique : sciences, politique, société

Date: December 18, 2020
Time: 14h-17h
Location: https://global.gotomeeting.com/join/266255181
By: Amy Dahan (historienne des sciences, CAK) avec Sandrine Maljean-Dubois (juriste, Université Aix-Marseille) & Hervé Le Treut (climatologue, ex-directeur de l’IPSL)
Title: Consensus : quels rôles dans l’action contre le changement climatique
Abtract:
Revisiter et Démêler la pelote des consensus titre commun à Amy Dahan (historienne des sciences et STS, CNRS)
Des travaux récents d’historiens, des écrits de journalistes (voir le livre de Nathanail Rich), comme la situation actuelle du débat politique public sur le changement climatique, incitent à revisiter  les divers consensus obtenus dans le Régime du Changement climatique, au cours des soixante dernières années. On reviendra sur les interactions entre consensus scientifique, experts, politique.
et Sandrine Maljean-Dubois (juriste, CNRS)
Si le consensus scientifique joue un rôle majeur dans la «  fabrique » du consensus politique, ce dernier est ensuite formalisé dans des instruments juridiques, au premier rang desquels l’Accord de Paris. Le consensus juridique est ici à la fois une procédure de prise de décision et le résultat de cette procédure.
On reviendra sur la portée de l’engagement international des États et, en particulier, sur l’élément de liaison que constituent désormais les procès climatiques dans la chaine – complexe et discontinue – (la pelote?) des consensus.
Quelles questions pour quel consensus (ou l’inverse)
? par Hervé Le Treut (climatologue, IPSL)
L’alerte sur le changement climatique, la mise en place d’accords internationaux, impliquent la définition nécessaire d’une forme de consensus qui soit activable de manière concrète. Parmi les difficultés induites, cependant, il en est une qui est souvent oubliée: la vitesse avec laquelle le monde physique se transforme. Il n’est plus possible aujourd’hui de penser les enjeux environnementaux de la même manière qu’il y a vingt ans,  ni d’ignorer les autres transitions. Le consensus doit être évolutif.

Laboratoire de Géologie

Date: December 15, 2020
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Audrey Bonnelye (GFZ)
Title: Deformation in clay rich rocks : Multi-scale experiments

Soutenance – Thèse

Date: December 14, 2020
Time: 11h
Location: https://global.gotomeeting.com/join/443148237
By: Sun Chao (ENS-PSL / Université du Pétrole de Pékin)
Title: Effect of mechanical compaction and biphasic saturation on the frequency dependence of elastic wave velocities in porous rock
Abstract: The aim of this thesis is to investigate the dispersion of elastic wave velocities in porous and saturated rocks. An introduction is given in Chapter 1. Chapter 2 presents two stress-strain devices, which can both capture the evolution of the Young’s modulus and Poisson’s ratio in the seismic frequency band. In addition, we analyzed the resonance effect of the apparatus using a numerical modeling approach. In particular, the numerical model indicated that a modification of the shaker boundary can move the first resonance frequency to higher frequency. Using this method, the frequency-band of the apparatus installed in Beijing was improved to 1-2000 Hz compared to the original ones of 1-100 Hz. On the other hand, we were able to show that the apparatus installed in Paris have similar resonance contaminations but at frequency higher than 1000 Hz. In addition, this second apparatus was modified to cut-off the pore fluid dead volumes using new ‘micro-valves’. Chapter 3 presents a generalized global-drainage-flow model based on the three-dimensional diffusion equation. In addition, the three-dimensional model can also be used to predict the influence of the « dead volume » on the dispersion. In the chapter 4, we investigated the influence of microscopic heterogeneity on the global flow and local flow at the scale of strain gauges. The observation of the local flow is influenced by the position of the strain gauges. It is due to that although the sample is homogeneous in terms of porosity and crack density, it is not the case in terms of crack aspect ratio, which may slightly vary along the sample. A 3D diffusion model coupled with a simple squirt model was built to further interpret the data. In the chapter 5, we investigate the effect of mechanical compaction on squirt-flow. The Bleurswiller with a porosity of 25% was mechanically compacted through a triaxial cell, and a stress-strain device was used to measure Young modulus dispersion and attenuation. Measurements show that pore collapse and grain crushing increase crack-fraction and the mean crack aspect ratio. The critical frequency of the squirt-flow therefore moves towards higher frequencies. As a consequence, for the compacted sandstone, Gassmann equation can be applied to wider frequencies, even to the logging band. These results have potential applications in reservoir monitoring, well-log interpretation, and time-lapse seismic analysis. Finally, in the chapter 6, we conducted an experiment to investigate the influence of saturation on the elastic wave velocities. An Indiana limestone was chosen due to that no dispersion related to squirt flow has been observed in the sample. Two saturation method-imbibition and drainage-were used to saturate the sample. Only for the drainage case, a significant attenuation and dispersion are observed. This is the consequence of the fluid distribution. In the drainage case, as the saturation increase, the critical frequency moves to lower frequencies. Finally, a model was built in the frame of Biot’s theory to predict these last measurements.
Jury: Professeur Ba (Hohai University) : Rapporteur
Dr Sarout (CSIRO) : Rapporteur
Pr. Leroy (Imperial College) : Examinateur
Dr. Adelinet (IFPEN) : Examinateur
Pr. Gueguen (ENS) : Examinateur
Pr. Tang (China University of Petroleum) : Examinateur
Pr. Wang (China Unversity of Petroleum) : Co-directeur de thèse
Dr Fortin (ENS/CNRS) : Directeur de thèse

Laboratoire du LMD-ENS

Date: Decembre 14, 2020
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Mounia Mostefaoui (LMD-ENS)
Title: Évaluer le respect des engagements des Parties dans le cas de l’Accord de Paris
Abstract: The Paris Agreement within the UNFCCC was based on a bottom-up voluntary commitments of countries submitted their Intended Nationally Determined Contributions (INDC) regarding reduction of greenhouse gas emissions. INDCs become NDCs (Nationally Determined Contributions) after ratification. It resulted in the participation of not less than 197 Parties at the negotiation table, with the aim to follow the IPCC recommendations for mitigation by “keeping a global temperature rise this century below 2 °C above pre-industrial levels and to pursue efforts to limit the temperature elevation below 1.5 °C.”
The case of the Paris Agreement on climate change is therefore quite unique because almost two hundred parties are invited to freely agree on processes to tackle a common threat for life on earth, without the legal provisions contained in a document like a “Protocol” as for the Kyoto Protocol.
Our research question is how to get compliance without legally-binding possible international enforcement in the case of the Paris Agreement, and the associated role of science. Our methodology is based from an original inductive research approach exploiting interviews with about 50 actors chosen for their experience and involvement on this topic. We will discuss our experience within three COPs and present some favorable conditions for getting compliance without enforcement.

Changement climatique : sciences, politique, société

Date: December 11, 2020
Time: 14h-17h
Location: https://global.gotomeeting.com/join/266255181
By: Jean-Paul Maréchal (économiste, Université de Paris-Saclay), Cédric Philibert (économiste, expert questions énergétiques, IFRI) & Pierre Charbonnier (philosophe, CNRS)
Title: Le Changement climatique vu de Chine
Abstract:
La lutte contre le changement climatique et la transition énergétique chinoise par Jean-Paul Maréchal (économiste, Université de Paris-Saclay)
Depuis quelques années, la position de Pékin dans les négociations climatiques internationales a radicalement changé. Longtemps rétive à tout engagement international, la Chine se présente désormais comme garante de l’application de l’Accord de Paris, dont elle a d’ailleurs permis l’adoption. L’objet de cette intervention sera d’analyser dans une optique d’économie politique internationale en quoi cette nouvelle attitude a partie liée avec la transition énergétique chinoise. Après avoir fait le point sur l’évolution et la structure de la consommation énergétique chinoise depuis les années 1970 on analysera les raisons du changement de position vis-à-vis du thème du changement climatique intervenu au milieu de la décennie 2000. Enfin, on s’interrogera sur la capacité chinoise à atteindre la « neutralité carbone » en 2060.
En Chine, les soviets plus l’électricité par Cédric Philibert (économiste, expert questions énergétiques, IFRI)
L’objectif d’émissions nettes nulles de gaz à effet de serre en 2060 fixé à la Chine par Xi Jinping n’est pas techniquement impossible, mais les difficultés politiques sont considérables.
Le China Renewable Energy Outlook du Centre National pour les Énergies Renouvelables montre le rôle central de l’électrification pour substituer les renouvelables aux fossiles dans tous les secteurs, et notamment l’industrie, y compris via la production d’hydrogène vert. Lénine l’avait pressenti en 1919: le communisme, c’est le gouvernement des soviets plus l’électricité.
Climat et pouvoir politique : comment comprendre la stratégie chinoise ? par Pierre Charbonnier (philosophe, CNRS)

Laboratoire du LMD-ENS

Date: December 7, 2020
Time: 17h !!!
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Lia Siegelman (Scripps Institution of Oceanography, UCSD)
Title: Energetic submesoscale dynamics in the ocean interior
Abstract: This talk investigates submesoscale fronts (< 50 km size) and their link to oceanic vertical heat transport. To date, submesoscale motions are thought to be mainly trapped within the ocean surface mixed layer, and to be weak in the ocean interior. This is because, in the classical paradigm, motions below the mixed layer are broadly assumed to be in quasi-geostrophic balance, preventing the formation of strong buoyancy gradients at depth. This talk introduces a paradigm shift; based on a combination of high-resolution in situ CTD data collected by instrumented elephant seals, satellite observations of sea surface height, and high-resolution model outputs in the Antarctic Circumpolar Current, we show that energetic submesoscale motions (i) are generated by the background mesoscale eddy field via frontogenesis processes, and (ii) are not solely confined to the ocean surface mixed layer but, rather, can extend in the ocean interior down to depths of 1 000 m. Deep-reaching submesoscale fronts are shown to drive an anomalous upward heat transport from the ocean interior back to the surface that is of comparable magnitude to air-sea fluxes. This effect can potentially alter oceanic heat uptake and will be strongest in eddy-rich regions such as the Antarctic Circumpolar Current, the Kuroshio Extension, and the Gulf Stream, all of which are key players in the climate system. As such, submesoscale fronts provide an important, yet unexplored, pathway for the transport of heat, chemical and biological tracers, between the ocean interior and the surface, with potential major implications for the biogeochemical and climate systems.

Département de Géosciences

Date: December 1st, 2020
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Samuel Abiven (ENS)
Title: Fire-derived organic carbon dynamics: degradation, stabilisation and transport in the watershed

Laboratoire du LMD-ENS

Date: November 30, 2020
Time: 11h
Location: https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Stefano Berti (Unité de Mécanique de Lille, Univ. Lille)
Title: Lagrangian dispersion in upper-ocean turbulence models including mixed-layer instabilities
Abstract: Turbulence in the upper ocean at submesoscales (scales smaller than the deformation radius) plays an important role for the heat exchange with the atmosphere and for oceanic biogeochemistry. Its dynamics should strongly depend on the seasonal cycle and the associated mixed-layer instabilities. The latter are particularly relevant in winter and are responsible for the formation of energetic small scales that extend over the whole depth of the mixed layer. The knowledge of the transport properties of oceanic flows at depth, which is essential to understand the coupling between surface and interior dynamics, however, is still limited, due to the complexity of performing measurements below the surface.
In this talk, I will present a numerical work focused on Lagrangian pair dispersion in turbulent flows from a quasi-geostrophic model allowing for both thermocline and mixed-layer instabilities. We find that, in the presence of mixed-layer instabilities, the dispersion regime is local (meaning governed by eddies of the same size as the particle separation distance) from the surface down to depths comparable with that of the interface with the thermocline, while in their absence dispersion rapidly becomes nonlocal (i.e. dominated by the transport by the largest eddies) versus depth. We then identify the origin of such behavior in the existence of fine-scale energetic structures due to mixed-layer instabilities. We further discuss the effect of vertical shear on the Lagrangian particle spreading and address the correlation between the dispersion properties at the surface and at depth, which is relevant to assess the possibility of inferring the dynamical features of deeper flows from the more accessible (e.g. by satellite altimetry) surface ones.

Changement climatique : sciences, politique, société

Date: November 27, 2020
Time: 14h-17h
Location: https://global.gotomeeting.com/join/266255181
By: François Gemenne (politiste, Université de Liège et Science-Po Paris) & Gilles Ramstein (paléoclimatologue, LSCE)
Title: Le rôle du climat dans les migrations, passé et futur
Abstract:
Le rôle du climat dans la dispersion de la lignée humaine : du passé lointain (Miocène) au futur (Anthropocène) par Gilles Ramstein (paléoclimatologue, LSCE)
Comment sommes-nous passés d’une situation où nos ancêtres les plus lointains, les grands singes (gorilles, chimpanzés et orangs-outans), étaient très inféodés au climat et à leur environnement en Afrique au début du Néogène, à une situation où nous sommes nous-mêmes les acteurs d’un changement climatique qui va également provoquer des migrations importantes ? Le but de ce séminaire est de montrer, sur de longues échelles de temps (du Miocène au dernier cycle glaciaire/interglaciaire) quelle a été l’influence des changements climatiques sur la dispersion de nos ancêtres. Nous terminerons l’exposé en montrant, sur des échelles bien plus courtes, que l’Anthropocène est et sera également le moteur important de migrations.
Nous étudierons trois phases particulières, lors desquelles les changements géologiques ont provoqué des modifications du climat, associées à la dispersion de nos ancêtres. D’abord, nous discuterons des changements climatiques qui ont accompagné la migration des grands singes, de leur berceau en Afrique tropicale (23 Ma) à l’Asie du sud-est (vers 11-7 Ma). Dans un second temps, nous nous intéresserons à l’aridification de l’Afrique et à l’augmentation de l’effet climatique des cycles de précession et des moussons sur la dispersion de nos ancêtres plus récents (de Toumaï, 7 Ma, à Lucy, 3 Ma). Enfin, nous nous intéresserons plus récemment aux conditions climatiques dans lesquelles s’est effectuée la colonisation de la planète par les Homo Sapiens lors du dernier cycle glaciaire/interglaciaire. Puis nous conclurons avec quelques considérations relatives aux migrations à l’Anthropocène.
Les réfugiés de l’Anthropocène par François Gemenne (politiste, Université de Liège et Science-Po Paris)

Laboratoire de Géologie

Date: November 24, 2020
Time: 11h
Location: https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Mathilde Tiennot (Centre de Recherche et de Restauration des Musées de France)
Title: Approche en mécanique des matériaux pour l’analyse et la préservation des biens culturels

Soutenance – Thèse

Date: November 23, 2020
Time: 14h
Location: Lien visio TBA
By: Clément Soufflet (ENS)
Title: Étude des interactions des ondes de montagne piégées avec la couche limite
Abstract: Gravity waves forced by mountains contribute significantly to the dynamics of the atmosphere. On the one hand, through local phenomena such as downslope windstorms on the lee side of a relief which can cause considerable damage. On the other hand, when these gravity waves can propagate vertically, they transport a certain amount momentum through the atmosphere. When they break, they transfer this momentum to their environment, inducing a dynamical forcing on the large-scale flow, thus contributing to coupling the lower and upper atmospheric layers together. These dynamical forcings, called mountain gravity wave drag, are partly responsible for some large-scale atmospheric circulations.
Previous studies show that considering this topographic forcing significantly improves weather forecasts. Despite the increase in the resolution of numerical weather prediction models, these topographic forcings remain parameterised. The construction of these parameterizations is largely based on theoretical studies carried out in idealized cases allowing a better understanding of mountain wave dynamics.
In this context, the aim of these thesis works is to deepen the theoretical knowledge concerning the interactions between the flows forced by mountains and the atmospheric boundary layer. The focus here is on trapped mountain lee waves, which instead of propagating vertically in the atmosphere above the relief, remain confined at low levels and propagate horizontally downstream of the topography.
It is shown that in the linear case, when the incident wind near the surface is weak, the trapped lee waves are no longer induced by low-level confinement but are analogous to Kelvin-Helmholtz instabilities. They are conditioned by the dynamical stability of the near-surface flow and are favoured for values of the Richardson number J < 0.25. The appearance of trapped lee waves appears to be strongly related to the dynamic stability of the downstream flow, particularly when the incident wind is weak near the surface.
These results are then extended in the case where the boundary layer dynamics are represented in a simplified manner using a constant viscosity coefficient, the interactions between topography and mean flow are then evaluated by estimating momentum flux. In this case, trapped lee waves exert a drag on the mean flow at low levels, but this is small compared to the form drag due to boundary layer dynamics or the drag due to free vertically propagating gravity waves. Finally, flow stability plays again a central role and the transition between the form drag regime and the gravity wave drag regime appears for J ∼ 1.
Jury: Mme Pascale Bouruet-Aubertot (OCEAN), Présidente du jury
Mme Marie Lothon (Laboratoire d’Aérologie), Rapporteur
M. Aymeric Spiga (LMD), Examinateur
M. Anton Beljaars (ECMWF), Examinateur
M. Christophe Millet (CEA DAM), Rapporteur
M. Alexandre Paci (CNRM), Invité
M. François Lott (LMD), Directeur de thèse

Laboratoire de Géologie

Date: November 17, 2020
Time: 11h
Location: https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Julia Le Noe (Institut d’Écologie Sociale de Vienne, Autriche)
Title: Trajectoires de l’usage des sols et cycle du carbone en France (1850-2015) – Les sols à la croisée des enjeux climatiques, alimentaires et énergétiques

Changement climatique : sciences, politique, société

Date: November 13, 2020
Time: 14h-17h
Location: https://global.gotomeeting.com/join/266255181
By: Laurent Bopp (climatologue, LMD-ENS) & Julien Rochette (directeur du programme Océan, IDDRI)
Title: Bouleversement des écosystèmes marins par le changement climatique : quels outils pour la protection de la haute mer ?
Abstracts:
Changement climatique et écosystèmes marins – impacts, projections et solutions par Laurent Bopp (climatologue, LMD ENS)
En absorbant une part importante de nos émissions anthropiques de carbone, et la grande majorité de l’énergie en excès dans le système climatique, l’océan modère la vitesse à laquelle le changement climatique se développe. Mais cette modération a des répercussions sur les conditions environnementales océaniques et en conséquence sur les écosystèmes marins. Acidification de l’océan, augmentation des températures et de la fréquence des vagues de chaleur océaniques, modification de la circulation océanique et des quantités d’éléments nutritifs disponibles pour le plancton, baisse de la teneur en oxygène de l’eau de mer sont quelques unes des manifestations du changement climatique dans l’océan. Les impacts de ces modifications sur la distribution des espèces et le fonctionnement des écosystèmes marins sont mis en évidence dans de nombreuses régions de l’océan mondial. Les projections climatiques montrent que ces impacts sur les écosystèmes océaniques pourraient être de plus en plus prégnants au cours du XX1ème siècle en fonction des scénarios d’émissions de gaz à effet de serre. Dans cet exposé, je présenterai quelques exemples clés de ces modifications des écosystèmes océaniques observées au cours des dernières décennies. Je discuterai de l’évolution potentielle de ces impacts et de quelques unes des conséquences sur les services rendus à nos sociétés par ces écosystèmes. Je terminerai en évoquant certaines des solutions évoquées pour minimiser les impacts du changement climatique sur les écosystèmes marins.
Intégrer les enjeux climatiques dans le futur traité sur la haute mer : une mission impossible ? par Julien Rochette (directeur du programme Océan de l’IDDRI)
Le processus d’élaboration d’un instrument international juridiquement contraignant portant sur la conservation et l’utilisation durable de la biodiversité marine des zones ne relevant pas de la juridiction nationale – plus communément désignées sous le terme « haute mer » – a été lancé fin 2017 par l’Assemblée générale des Nations unies et trois réunions de négociations ont jusqu’ici été organisées à New York. Initialement prévue en mars 2020, la quatrième réunion, censée aboutir à la finalisation du traité, a été reportée sine die pour cause de crise sanitaire mondiale. Pour l’heure, les discussions ont avant tout porté sur les quatre éléments du « Package Deal », cœur du futur traité, à savoir : (i) les ressources génétiques marines (RGM), y compris les questions relatives au partage des avantages liés à leur exploitation ; (ii) les mesures telles que les outils de gestion par zone (OGZ), notamment les aires marines protégées (AMP) ; (iii) les études d’impact environnemental (EIE) ; et (iv) le renforcement des capacités ainsi que le transfert de la technologie marine. Cette présentation proposera un état des lieux des négociations en cours, des forces en présence, des principaux défis et discutera de la manière dont le futur traité pourrait inclure les enjeux liés aux changements climatiques.

SoutenanceS – HDR

Date: November 12, 2020
Time: 13h
Location: https://global.gotomeeting.com/join/633445093
By: Pierre Barré (ENS) & Lauric Cécillon (INRAE / ENS)
TitleS: « De la caractérisation du carbone organique persistant des sols à sa quantification » par Pierre Barré
« Indicateurs biogéochimiques pour une conservation durable du carbone et de la qualité du sol » par Lauric Cécillon
JuryS: le jury de Pierre Barré est composé de Luc Abbadie, Laurent Bopp, Claire Chenu, Jean-Luc Chotte, Fatima Laggoun, Philippe Peylin, Daniel Rasse ; et celui de Lauric Cécillon de Mickaël Aubert, François Baudin, Antonio Bispo, Céline Granjou, Florence Habets, Christine Hatté, Quentin Ponette, Cornelia Rumpel

Laboratoire de Géologie

Date: November 10, 2020
Time: 11h
Location: https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Elenora van Rijsingen (ENS)
Title: Unraveling the Seismotectonics of the Lesser Antilles Subduction Zone: Insights from Geodetic Observations

Soutenance – Thèse

Date: November 9, 2020
Time: 14h30
Location: https://global.gotomeeting.com/join/639646133
By: Benoît Vittecoq (BRGM)
Title: Hydrogéophysique appliquée à la compréhension du fonctionnement hydrogéologique d’une île volcanique andésitique : la Martinique
Abstract:
La gestion de la ressource et l’approvisionnement en eau des populations des îles volcaniques, notamment de celles densément peuplées ayant des besoins importants, est une problématique majeure. Les connaissances hydrogéologiques des îles volcaniques andésitiques en particulier, telle que la Martinique, restent éparses et mal contraintes, ne permettant pas une gestion optimisée de leur ressource. Grâce aux données géophysiques électromagnétiques acquises à l’aide d’un dispositif héliporté (SkyTEM) ayant survolé l’ensemble de la Martinique, permettant de s’affranchir des difficultés d’accès, des fortes pentes et de la végétation tropicale, nous avons pu obtenir une imagerie de la résistivité du sous-sol de l’ensemble de l’île sur 200 à 300 m de profondeur. Ces données ont été couplées à des données géologiques et hydrogéologiques existantes dans des forages afin d’interpréter ces données de résistivité en termes de structure géologiques et de propriétés hydrogéologiques. Des modèles conceptuels hydrogéologiques adaptés, à l’échelle de l’aquifère et du bassin versant, sont ainsi proposés. Dans un dernier temps, la relation entre sismicité et déphasage entre marée terrestre et le niveau d’eau d’un forage est investiguée afin de quantifier l’évolution des propriétés hydrodynamiques dans le temps.
A l’échelle de l’aquifère, les écoulements souterrains sont chenalisés en raison d’une compartimentation de l’aquifère contraintes par les principales directions structurales régionales. Les compartiments les plus fracturés présentent les résistivités les plus faible et les transmissivités les plus fortes. Cette compartimentation et les contrastes de transmissivités protègent cet aquifère côtier des intrusions salines.
A l’échelle du bassin versant, pour des formations avec des âges compris entre 1 et 5.5 Ma, plus la formation est ancienne, plus sa résistivité est faible et plus sa perméabilité est élevée. Les structures géologiques et notamment les dômes andésitiques induisent des écoulements préférentiels avec une part significative de la pluie efficace s’infiltrant en profondeur. Ainsi, les bassins versants topographiques et hydrogéologiques peuvent avoir des limites différentes, de l’eau s’infiltrant dans un bassin versant topographique en amont pouvant en rejoindre un autre plus en aval.
Enfin, un modèle analytique permettant de calculer la perméabilité de l’aquifère à partir du déphasage entre les ondes de marées terrestres et les variations cycliques de niveaux d’eau enregistrées dans un forage a été développé. Les résultats obtenus montrent que la perméabilité de l’aquifère a été multipliée par 20 sur la période 2007-2019. Cette augmentation de la perméabilité résulte de la création de nouvelles fractures et du débourrage de fractures existantes induites par les contraintes dynamiques suite aux principaux séismes ressentis sur cette période. Nous démontrons également que les pluies extrêmes (Cyclones, tempêtes tropicales) contribuent aussi au débourrage des fractures. Une analyse comparative des perméabilités d’une quarantaine de forages met également en évidence une augmentation de la perméabilité au cours des âges géologiques corroborant ainsi la tendance observée sur une décennie. Ainsi, nous démontrons que la perméabilité des aquifères andésitiques de la Martinique augmente avec le temps en raison de l’activité sismique, induisant une fracturation et/ou un décolmatage régulier des aquifères.
Jury: Mai-Linh Doan (Université de Grenoble) – Rapporteur / Hervé Jourde (Université de Montpellier) – Rapporteur / Pierre Briole (ENS-PSL) – Examinateur / Alain Dassargue (Université de Liège) – Examinateur / Philippe Jousset (GFZ Potsdam) – Examinateur / Pierre Nehlig (BRGM) – Examinateur / Sophie Violette (SU & ENS-PSL) – Directrice de thèse

Département de Géosciences

Date: November 3, 2020
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Mathias Girel (Dept. Philo de l’ENS – Référent à l’intégrité scientifique à l’ENS) & Boris Barbour (IBENS – membre du comité intégrité scientifique de l’ENS)
Title: Intégrité scientifique : contextes local et global

Changement climatique : sciences, politique, société

Date: October 30, 2020
Time: 14h-17h
Location: Lien visio TBA
By: Davide Faranda (physicien des systèmes complexes, LSCE et LMD-ENS) & Hélène Guillemot (histoire et sociologie des sciences, CAK)
Title: La modélisation numérique dans l’expertise, pouvoirs et limites
Abstracts:
La modélisation numérique du climat, évolutions et questionnements par Hélène Guillemot (histoire et sociologie des sciences, CAK)
Seuls outils capables de nous projeter vers l’avenir du climat de notre planète, les modèles numériques occupent une place quasi hégémonique au cœur de l’expertise du changement climatique. Comment ont ils évolué au cours des décennies ? Leur développement obéit-il à des logiques scientifiques ou aussi politiques ? Quelle confiance peut-on accorder aux modèles de climat et à leurs prévisions ? Quels sont leurs pouvoirs, et leurs limites ? On abordera ces questions en s’appuyant sur l’histoire de la modélisation et de l’expertise climatique ainsi que sur l’analyse des pratiques des modélisateurs.
Potentialités et limites de la modélisation numérique des catastrophes par Davide Faranda (climatologue, LSCE)
La science donne-t-elle l’illusion que toute catastrophe peut être résolue par la technologie et que nous pouvons contrôler les événements de cette ampleur par de gros investissements économiques? La COVID19 et autres épidémies, les événements météorologiques extrêmes, les tremblements de terre, les impacts d’astéroïdes ainsi que les tempêtes magnétiques sont des phénomènes complexes caractérisés par de très faibles probabilités de se produire mais qui, une fois survenus, font courir un danger d’extinction pour notre espèce. Ces événements extrêmes sont liés aux non-linéarités de la dynamique sous-jacente des phénomènes naturels. Ils sont caractérisés par un comportement à court terme hautement imprévisible et par des projections à long terme soumises à de grandes incertitudes. Dans cet exposé, je discuterai des racines statistiques et dynamiques communes de ces phénomènes, en soulignant leurs singularités et l’impossibilité technique pour l’humanité de s’adapter efficacement à leur occurrence. Je montrerai divers exemples tirés de la récente épidémie de COVID19, du tremblement de terre/tsunami de Fukushima et de certains impacts futurs prévus des phénomènes climatiques sur la santé publique.

Laboratoire de Géologie

Date: October 20, 2020
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Alex Hughes (IPGP)
Title: Submarine normal fault scarp evolution with links to seismicity: Insights from high-resolution bathymetry data in the Lesser Antilles

Changement climatique : sciences, politique, société

Date: October 16, 2020
Time: 14h-17h
Location: https://global.gotomeeting.com/join/266255181
By: Louis-Gaëtan Giraudet (économiste, CIRED) & Selma Tilikete (doctorante en sciences politiques, Université Paris 8 et CAK)
Title: Convention Citoyenne pour le Climat : quels liens entre citoyens et expertise ?
Abstracts:
Le lien entre citoyens et experts dans la construction des mesures du groupe « Se Loger » par Louis-Gaëtan Giraudet (économiste, CIRED)
L’ampleur et la technicité du mandat de la Convention Citoyenne pour le Climat créent un incontournable besoin d’expertise. Pour importante qu’elle fût, l’expertise s’est-elle exercée dans le respect de la créativité et de la liberté de choix des citoyens? Nous abordons cette question en étudiant la nature de l’expertise à laquelle ont été exposés les citoyens et la façon dont les experts ont accompagné les citoyens au-delà du simple exposé des faits et avis. Nous nous intéressons au groupe « Se Loger », qui traite d’un secteur — le bâtiment — caractérisé par une forte inertie socio-technique. Nous observons que l’information donnée a permis aux citoyens d’appréhender le problème dans toute sa complexité, et que le groupe a largement repris à son compte les solutions présentées par les experts. Cette approche a conduit le groupe à proposer la mesure généralement considérée comme la plus ambitieuse de la Convention: rendre obligatoire la rénovation énergétique globale des bâtiments d’ici 2040. Le processus a été marqué par une certaine anxiété des citoyens face à l’injonction contradictoire inhérente à l’impératif de proposer des mesures ambitieuses et réalistes.
Entre technique et politique : la fabrique des propositions de la Convention Citoyenne pour le Climat par Selma Tilikete (doctorante en sciences politiques, Université Paris 8 et CAK)
Quelles formes ont pu prendre les rapports entre citoyen-nes et expert-es dans l’élaboration des propositions de la Convention Citoyenne pour le Climat ? Quel est l’apport explicite ou implicite de citoyen-nes tiré-es au sort dans la construction de mesures pour lutter contre le réchauffement climatique, notamment par rapport aux expert-es du sujet ? Nous proposons d’entrer dans les détails de l’élaboration des propositions de la CCC, en distinguant cinq types de mesures, qui engagent des relations citoyen-nes/expert-es distinctes et rendent compte du travail de démarcation entre le technique et le politique tout au long du processus.

Laboratoire de Géologie

Date: October 13, 2020
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Sylvain Michel (ENS)
Title: Twelve years of seismic and aseismic slip along the San Andreas Fault near Parkfield

Soutenance – Thèse

Date: October 9, 2020
Time: 14h
Location: Froidevaux – E314 / https://global.gotomeeting.com/join/596786141
By: Clément Alibert (ENS)
Title: Contrôles physiques, chimiques et biologiques des flux de gaz à l’interface sol-atmosphère
Abstract: La maitrise des flux de gaz du sol vers l’atmosphère est d’importance pour plusieurs questions sociétales à forts enjeux. La mesure et l’extrapolation de ces flux est un exercice complexe du fait de leur variabilité spatiale et temporelle. Cette variabilité est liée aux nombreux processus, souvent intriqués, qui contrôlent le transport des gaz dans les sols et à l’interface sol-atmosphère.
Un dispositif novateur a été développé au sein d’une plateforme expérimentale pour permettre l’étude des flux de gaz en surface d’une colonne de sol placée en conditions contrôlées, avec un suivi à long terme et à haute résolution de nombreux paramètres. Les mécanismes physiques, chimiques et biologiques responsables des variations des flux de gaz à l’interface sol-atmosphère peuvent ainsi être appréhendés séparément.
Cette étude s’est particulièrement attachée aux effets du métabolisme des plantes (évapotranspiration, respiration et photosynthèse) ainsi qu’à la teneur en eau et à la pression barométrique. Ces mécanismes jouent sur le gradient de pression qui contrôle le transport advectif des gaz. Un flux de gaz constant à la base d’un sol peut ainsi montrer des variations transitoires significatives sur des échelles de temps allant de plusieurs heures à plusieurs jours.
Un travail de modélisation numérique a été initié bien qu’aucun code ne soit actuellement en mesure de rendre compte du transport diphasique en présence de fronts air/eau avec évaporation. Les nombreux résultats expérimentaux obtenus permettront de valider les développements nécessaires.
Jury: Corinne Loisy (ENSEGID Bordeaux) : rapporteure / Laurent Charlet (ISTerre Grenoble) : rapporteur / Florence Habets (ENS) : examinatrice / Marina Gillon (UAPV-INRAE) : examinatrice / Samuel Abiven (ENS) : invite / Éric Pili (CEA/ DAM Île-De-France) : directeur de thèse / Pierre Barré (ENS) : co-encadrant de thèse

Département de Géosciences

Date: October 6, 2020
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Clément Imbert (University of Warwick)
Title: Les questions environnementales dans les pays en développement : que dit la science économique ?

Soutenance – HDR

Date: October 2, 2020
Time: 13h30
Location: Froidevaux – E314 / inscription visio : https://attendee.gotowebinar.com/register/7171800297353864462
By: Bertrand Guenet (ENS)
Title: De l’importance des matières organiques des sols dans les échanges de matières entre les différentes composantes du système Terre
Abstract: Depuis mon recrutement au CNRS en octobre 2013, je me suis attaché à étudier la dynamique des matières organiques du sol et plus particulièrement du carbone organique du sol (COS) notamment en me focalisant sur les interactions avec le climat. Cela est passé principalement par l’usage d’outils de modélisation. Parmi ces outils de modélisation, le modèle de surface ORCHIDEE développé à l’Institut Pierre Simon Laplace (IPSL) a été mon outil principal. J’ai participé à de nombreux développements du modèle pour mieux représenter la complexité de la dynamique du COS. J’ai notamment introduit des compartiments de carbone organique dissout (COD) pouvant être soumis à des exports latéraux. J’ai également participé à proposer une représentation de l’érosion et des flux de carbone organique particulaire (COP) adaptée aux contraintes d’un modèle global. Néanmoins, je me suis également attaché à ne pas travailler uniquement avec le modèle ORCHIDEE et j’ai notamment travaillé sur des approches plus locales et/ou théoriques. Etant intéressé par les flux latéraux entre systèmes terrestres et aquatiques, j’ai développé des modèles de décomposition du COD en système aquatique d’eau douce. Enfin, j’ai pris une attention toute particulière à ne pas être un modélisateur exclusif et j’ai donc également pris part à plusieurs études travaillant uniquement à partir de données d’observations et/ou obtenues en laboratoire. Ces différentes activités ont pu avoir lieu grâce à une participation forte à des projets de recherches nationaux et internationaux dont certains que j’ai portés.
Mon projet de recherche s’inscrit dans la continuité mais se veut plus ambitieux. Quatre points principaux le composent. (i) aller vers un couplage effectif des modèles de surface terrestre et de biogéochimie marine au sein du modèle couplé de l’IPSL. Pour ce faire, je souhaite regrouper au sein de la version principale d’ORCHIDEE les différents développements auxquels j’ai participé afin de bénéficier de l’environnement de simulation du modèle couplé climat/carbone de l’IPSL. (ii) Sortir du paradigme des modèles en compartiment non mesurables. En effet, le COS est distribué le long d’un continuum de dégradabilité et non au sein de compartiments homogènes tels que nous les représentons actuellement. Des approches mathématiques ont été proposées il y a plusieurs décennies mais pour des raisons diverses elles n’ont pas eu le succès des approches par compartiment. Je souhaite me baser sur ces approches en continuum afin de mieux représenter la diversité des situations mais je souhaite également proposer en parallèle une approche utilisant des compartiments mesurables se basant sur des approches originales. Cela permettra une amélioration à plus court terme des modèles actuels. (iii) Appliquer le modèle ORCHIDEE pour estimer les impacts de politique de gestion. Cette aspect se divisera en deux sous parties, l’une visant à estimer les effets de la politique du 4 pour mille sur diverses variables prédites par le modèle (flux de CO2, N2O, etc.). L’autre, qui nécessitera des travaux de développement, est probablement plus risquée car elle ambitionne d’apporter des contraintes écotoxicologique au modèle en se focalisant avant tout sur l’effet de la contamination en métaux lourd en Europe. (iv) Enfin, je souhaite conserver une part significative de mes travaux de recherche qui n’utilise que des données d’observations et pas de modélisation. Ceci passera par deux points également. Le premier visera à mieux comprendre le rôle de la physique du sol sur les flux de gaz à effet de serre en provenance du sol et le second s’intéressera à l’impact du changement climatique sur certains caractères pédologiques des sols tels que la texture ou le pH.

Laboratoire de Géologie

Date: September 29, 2020
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Emma Gregory (IPGP)
Title: Internal structure of the Romanche oceanic transform fault: insights into the nature of slow-slipping transforms

Laboratoire de Géologie

Date: September 22, 2020
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Magali Riesner (CEA)
Title: Evidence for Crustal Extension on Secondary Faults in the Main Himalayan Thrust Hanging Wall during the Latest Great Himalayan Earthquakes
Abstract: The largest (M8+) known earthquakes in the Himalayas have ruptured the upper locked segment of the Main Himalayan Thrust zone, producing slip at the surface along the Main Frontal Thrust (MFT) at the range front. However, out-of-sequence active structures have received less attention. One of the most impressive examples of such faults is the active fault that generally follows the surface trace of the Main Boundary Thrust (MBT), which has generated a clear geomorphological signature along the Himalayan belt.
The recent activity of this fault is clear along a    ̴120 km-stretch of this boundary fault between the Siwaliks and the Lesser Himalaya in western Nepal between the towns of Surkhet and Gorahi.  We first use a high-resolution Digital Elevation Model generated from triplets of very high-resolution Pleiades images in order to map the fault scarp and its geomorphological lateral variation. Across most of its length, this fault is reactivated as a normal fault and associated to cumulated scarps up to   ̴25 meters-high. This suggests that several earthquakes ruptured the hanging wall of the MHT accommodating crustal extension. We excavated a 17 meters-long trench at the toe of the scarp in the village of Sukhetal exhuming the fault plane and two colluvial wedges. Radiocarbon dating analysis of 19 detrital charcoals suggests that the last slip event on this fault occurred in the early 16th century. This rupture could be related with the great 1505 earthquake (M 8+) that devastated the region, and was also found along thrust fault escarpments of the MFT.  This suggests that several faults branching at depth on the Main decollement at the front of the megathrust system could be reactivated within a short time period with opposite motions.

Département de Géosciences

Date: September 15, 2020
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314 / https://www.gotomeet.me/SeminairesGeosciencesENS
By: Frédéric Hélein (Université de Paris)
Title: Où va l’édition scientifique

Soutenance – Thèse

Date: September 14, 2020
Time: 14h
Location: https://www.gotomeet.me/FabioDANDREA
By: Émilien Jolly (ENS)
Title: Effets de l’Amplification Arctique sur la circulation atmosphérique des moyennes latitudes et les vagues de froid en hiver à partir de modélisation numérique idéalisée
Abstract: L’Amplification Arctique (AA) correspond au réchauffement atmosphérique plus fort dans l’Arctique qu’aux latitudes moyennes, et ses effets sur la circulation atmosphérique sont discutés dans la littérature. Son impact sur les ondes de Rossby et les vagues de froid en hiver aux latitudes moyennes est analysée en utilisant un modèle quasi-géostrophique sec en comparant des simulations longues. L’une correspond à la climatologie hivernale des 30 dernières années, et pour l’autre un schéma d’AA est ajouté. Par divers diagnostiques, une diminution de la vitesse de phase des ondes et une augmentation modérée de la variance basse fréquence sont observés aux latitudes moyennes, en lien avec un affinement du jet. Dans un cadre simplifié, l’impact de la largeur du jet sur les ondes est plus particulièrement étudié. Par endroit, ces changements modifient les vagues de froid et peuvent compenser le réchauffement en terme de nombre de vague de froid. Enfin, la variabilité du schéma de l’AA, et ses conséquences sur ce raisonnement, sont présentés. Les différentes manières de compter l’AA sont perméables aux influences du reste du changement climatique, qui peut avoir des influences contraires.
Jury: Emilia Sanchez Gomez (CERFACS, Toulouse) – Rapportrice / Gabriele Messori (Upsalla University, Suède) – Rapporteur / Nili Harnik (Tel Aviv University, Israel) – Examinatrice / Francis Codron (LOCEAN, Paris) – Examinateur / Julien Cattiaux (CNRM, Toulouse) – Examinateur / Fabio D’Andrea (LMD, Paris) – Directeur de thèse / Gwendal Rivière (LMD, Paris) – Directeur de thèse / Sebastien Fromang (LSCE, Gif-sur-Yvette) – Invité

Soutenance – Thèse

Date: July 6, 2020
Time: 10h
Location: https://global.gotomeeting.com/join/224935429
By: Hanjun Yin (ENS – Univ. of Petroleum-Beijing)
Title: Experimental and theoretical studies of elastic properties of sandstones at different frequency bands
Abstract:  This dissertation conducted laboratory measurements on different kinds of sandstone to study the frequency dependence of elastic moduli and corresponding attenuation at a broad frequency band. The selected sandstones with varied pore structures were a tight sandstone with a crack–pore microstructure, a Berea sandstone, and a clay-bearing Thüringen sandstone. Measurements were done in dry-, glycerin- and water-saturated conditions by two experimental facilities, which both combines the forced oscillation method (~10 Hz) with ultrasonic transmission method (~1 MHz). For all our samples, the elastic moduli for the dry case show no frequency dependence. However, moduli dispersion with associated frequency-dependent attenuation can be clearly observed for samples under water or glycerin saturation, and were in response to the drained–undrained transition and squirt flow. These measurements illustrated that squirt flow can potentially be a source of moduli dispersion and corresponding attenuation across a wide range of frequencies because of its sensitivity to small variations in the rock microstructure, especially in the aspect ratio of micro-cracks or grain contacts. There is a clear shear weakening for Thüringen sandstone, which is mainly caused by the reduction of surface energy due to fluid-solid chemical interaction. A fluid substitution scheme was developed based on the concept of a triple pore structure to better account for the squirt flow effects. The estimated results were generally in agreement with the experimental results.
Jury: Angus I. BEST (National Oceanography Centre – Southampton) – Reviewer / Mickaele LE RAVALEC (IFPEN) – Reviewer / Satish SINGH (IPGP) – Examiner / Jérôme FORTIN (Laboratoire de Géologie ENS) – Examiner / Shangxu WANG (China University of Petroleum-Beijing) – Co-Director / Yves GUÉGUEN (Laboratoire de Géologie ENS) – Director

Soutenance – Thèse

Date: June 26, 2020
Time: 14h
Location: https://www.gotomeet.me/CarolineMULLER/sara
By: Sara SHAMEKH (ENS)
Title: L’impact des températures de surface de la mer sur l’agrégation des nuages convectifs profonds
Abstract: Cette thèse examine l’impact des hétérogénéités de température de surface de la mer (SST) sur l’agrégation des nuages convectifs, à l’aide de simulations 3D de l’équilibre radiatif-convectif. Les hétérogénéités de température étudiées sont soit imposées, soit interactives. Dans le premier cas, un point chaud de rayon R et d’anomalie de température dT est introduit à la surface. Le point chaud accélère l’agrégation et étend les valeurs de SST pour lesquelles la convection agrège. L’augmentation de l’instabilité sur le point chaud renforce la convection et la circulation grande échelle, forçant la subsidence et l’assèchement à l’extérieur du point chaud. Une anomalie suffisamment large ou chaude provoque l’agrégation même sans rétroactions radiatives.Dans le cas d’hétérogénéités interactives, l’océan est modélisé par une couche de température moyenne constante mais variant dans l’espace. La SST interactive ralentit l’agrégation, d’autant plus que la couche océanique est peu profonde.L’anomalie de SST dans les régions sèches est d’abord positive, s’opposant à la circulation divergente dans la couche limite, connue pour favoriser l’auto-agrégation. À un seuil de sécheresse plus élevé, l’anomalie devient négative et favorise cette circulation. La circulation peu profonde est corrélée à la vitesse d’agrégation. Elle est due à une haute pression, elle-même liée aux anomalies de SST et au refroidissement radiatif de la couche limite. L’inclusion d’un cycle diurne dans les simulations avec SST interactive accélère l’apparition de zones sèches et l’agrégation pour les couches océaniques peu profondes, réduisant ainsi la dépendance de l’agrégation à la profondeur de la couche océaniques.
Jury: Francoise GUICHARD (CNRM, Météo France, Toulouse) – Rapportrice / Adrian TOMPKINS (ICTP, Trieste) –  Rapporteur / Sandrine BONY (LMD, Sorbone Université) – Examinatrice / Christopher HOLLOWAY (University of Reading, Reading) – Examinateur / Jean-Pierre CHABOUREAU (Université de Toulouse) – Examinateur / Caroline MULLER (LMD, ENS) – Directrice / Jean-Philippe DUVEL (LMD, ENS) – Co-directeur / Fabio D’ANDREA (LMD, ENS) – Co-directeur

Soutenance – Thèse

Date: June 9, 2020
Time: 14h
Location: https://global.gotomeeting.com/join/545586101
By: Sung-Ping CHANG (ENS)
Title: Impact des zones de subduction environnantes sur l’évolution tectonique de la Mer de Chine méridionale
Abstract: Plate convergence is accommodated by subduction process, and may in turn influence the downgoing plate and create new basins. This study focuses on the basin evolution of a unique marginal sea located in the South China Sea to evaluate the relation with the adjacent Proto-South China Sea subduction zone in terms of sedimentary infill and crustal structures in the Cenozoic time. The basin has a V shape and its rifted margins display a hyper-extended continental crust whose extensional direction varied from North-South to Northwest-Southeast. The coincident differential closure of the adjacent Proto South China Sea and the lateral variation of the crustal nature and thickness created a rotation of the continental margin. These observation allow us to explore some of the boundary forces which are inherent to geodynamics of subduction.
Jury: Philippe Huchon (Sorbonne Université) – Rapporteur / Frederic Mouthereau (Université Toulouse III-Paul Sabatier) – Rapporteur / Gwenn Péron-Pindivic (Norges Geologiske Undersøkelse) – Examinatrice / Javier Escartin (ENS) – Examinateur / Geoffroy Mohn (Université de Cergy-Pontoise) – Examinateur / Manuel Pubellier (ENS) – Directeur / Matthias Delescluse (ENS) – Co-Directeur / Jean Letouzey (Sorbonne Université) – Invité

Soutenance – Thèse

Date: June 11, 2020
Time: 14h
Location: https://global.gotomeeting.com/join/618314389
By: Valentin TSCHANNEN (ENS)
Title: Applications de l’apprentissage profond pour le traitement et l’interprétation sismique
Abstract: Acquérir des connaissances sur la géologie de la subsurface terrestre grâce à l’imagerie sismique est un processus long et parfois fastidieux. De nombreux algorithmes sont utilisés pour transformer le signal, atténuer le bruit et aider à interpréter l’image. Ces algorithmes sont conçus par des experts et nécessitent d’être soigneusement paramétrés. De plus, de nombreuses tâches doivent être effectuées manuellement par les géoscientifiques lorsque les algorithmes ne parviennent pas à fournir de bons résultats. Ces dernières années, l’apprentissage profond, un sous-domaine de l’intelligence artificielle, a pris une grande importance. Il a été
démontré que les modèles d’apprentissage surpassent les algorithmes traditionnels dans de nombreuses applications à travers un grand nombre de disciplines scientifiques. Ils permettent également d’automatiser certains processus qui n’étaient jusque-là réalisables que par des humains. Cependant, il peut être difficile de remplir les conditions nécessaires pour exploiter leur potentiel. Dans cette thèse, nous identifions les principaux obstacles à l’utilisation de l’apprentissage profond, notamment ceux de l’incertitude sur l’interprétation des données et de la dépendance de l’apprentissage en exemples fournis par des experts, et proposons une série de méthodologies visant à les surmonter. Nous démontrons la validité et la faisabilité de nos méthodes sur un ensemble de problèmes d’interprétation et de traitement sismique.
Jury: Alessandra Ribodetti (Université de Nice Sophia-Antipolis) – Rapportrice / Nicolas Thome (Conservatoire National des Arts et Métiers) – Rapporteur / Hervé Chauris (Mines ParisTech) – Examinateur / Alain Rabaute (Sorbonne Université) – Examinateur / Éléonore Stutzmann (Institut de Physique du Globe de Paris) – Examinatrice / Matthias Delescluse (École Normale Supérieure) – Directeur / Norman Ettrich (Fraunhofer Society) – Invité / Janis Keuper (Offenburg University & Fraunhofer Society) – Invité

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: March 11, 2020
Time: 11h
Location: Salle SERRE
By: Andrew Friedman (Univ Edinburgh)
Title: Decadal behavior of the interhemispheric SST contrast: contextualizing the late 1960s – early 1970s shift
Abstract: The SST contrast between the northern and southern hemispheres influences the location of the ITCZ and the intensity of the monsoon systems. From the late 1960s — early 1970s, the interhemispheric SST contrast experienced a rapid north–south shift, which had pronounced impacts on rainfall in the Sahel and other regions. I will discuss results from a detection & attribution study using CMIP5 models to quantify the contributions of external forcing and unforced internal variability to the interhemispheric SST contrast during the instrumental period (1881–2012). The late 1960s – early 1970s shift is found to be largely due to internal variability, with a smaller contribution from anthropogenic aerosols. Some models are able to produce such large-magnitude shifts in their control simulations, suggesting that the late 1960s – early 1970s shift is within the range of background climate variability. I will also discuss some of the patterns producing large-magnitude interhemispheric SST shifts.

CERES

Date: March 3, 2020
Time: 14h
Location: Froidevaux – E314
By: Régis Briday (UPEC) & Roland Séférian (Météo France)
Title: Géoingénierie, stockage du carbone et autres solutions « interventionnistes » pour lutter contre le changement climatique : quels espaces pour en débattre ?

Département de Géosciences

Date: March 3, 2020
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Mathilde PASCAL (Santé Publique France)
Title: Changement climatique : le plus grand risque, et la plus grande opportunité pour la santé publique du 21ème siècle

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: February 26, 2020
Time: 14h – UNUSUAL SCHEDULE
Location: Froidevaux – E314
By: Sylvia Sullivan (KIT – IMK)
Title: From environmental moisture to precipitation intensity in tropical convective systems
Abstract: In the tropics, the majority of high-intensity precipitation comes from the organization of multiple convective cells into convective systems (CS). Environmental moisture can affect these precipitation intensities in a multiplicity of ways. For example, while precipitation onset occurs beyond a threshold in column water vapor content, lower tropospheric drying can also enhance instability and ascent rate. We investigate these moisture-precipitation relationships for tropical CS semi-observationally with satellite data and high-resolution reanalysis values. In particular, the long duration of these datasets allows us to establish robust shifts in the precipitation intensity distribution with the El Niño Southern Oscillation and to explain them on the basis of a vertical momentum budget. Given the role of free tropospheric relative humidity in this budget, we proceed to examine how the relations of precipitation intensity, saturation deficit, and instability differ with spatiotemporal scale and in idealized simulations versus observations. Organized convective activity can affect not just local but also remote precipitation intensities, and we give an outlook on the utility of causal algorithms here.

Soutenance – HDR

Date: February 26, 2020
Time: 10h
Location: Froidevaux – E314
By: Matthias Delescluse (LG-ENS)
Title: Apports de l’imagerie sismique marine pour l’étude de l’activité passée et présente des failles
Abstract: L’imagerie sismique marine permet de caractériser la géométrie des structures géologiques et nous renseigne au premier ordre sur la nature des roches de subsurface. Les différentes techniques d’imagerie permettent ainsi de cartographier les structures et de mieux comprendre leur formation résultant de déformations intégrées au cours des temps géologiques. En Mer de Chine du sud, une analyse conjointe de données de sismiques réfraction et réflexion longue flûte, couvrant toute l’épaisseur crustale, permet de détailler une chronologie relative des phases extensives lors du rifting et confirme l’importance des contacts pré-existants dans la localisation de la déformation finie. En revanche, même si la distribution et le style de la sismicité sont dans certaines régions également influencés par l’héritage structural (e.g. l’Océan indien), il est plus délicat de tirer des enseignements de la complexité structurale sur l’activité à plus court terme des failles. Les zones de subduction en sont l’illustration la plus flagrante: les structures de la plaque plongeante et de l’avant arc sont abondamment discutées et reconnues comme influençant le comportement sismogénique de l’interface, au même niveau cependant que d’autres paramètres comme les fluides, le régime thermique ou la sédimentation. On résumera ici les apports de l’imagerie sismique moderne permettant notamment de suivre en continu la réflectivité de l’interface de subduction jusqu’à la zone de transition asismique. On discutera les nouvelles possibilités d’étude du comportement des zones de subduction qui en découlent au travers d’exemples en Alaska et d’un projet de campagne au Chili centré sur l’imagerie des variations latérales (le long de la fosse) de la géométrie et des propriétés de l’interface.
Jury: Nicolas Coltice (École normale supérieure) – Correspondant HDR / Tim Minshull (University of Southampton) – Rapporteur / Stéphane Mazzotti (Université de Montpellier) – Rapporteur / Frauke Klingelhoefer (Ifremer Brest) – Rapportrice / Carole Petit (Université de Nice) – Examinatrice / Dieter Franke (BGR Hannover) – Examinateur / Javier Escartin (CNRS-ENS) – Examinateur

Laboratoire de Géologie

Date: February 25, 2020
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Laurent Métivier (IGN)
Title: Reference frames, glacial isostatic adjustment and climate changes

Soutenance – Thèse

Date: February 21, 2020
Time: 14h
Location: Froidevaux – E314
By: Ludivine Conte (ENS / CEA)
Title: Emissions océaniques de gaz d’intérêt pour la chimie atmosphérique – Modélisation des dynamiques océaniques du CO, de l’isoprène et du DMS
Abstract: L’activité phytoplanctonique est à l’origine de la production dans l’océan de composés volatils, qui, une fois émis dans l’atmosphère, ont un impact sur sa capacité oxydante, la formation d’aérosols et la régulation du climat. Les émissions océaniques de la plupart de ces composés sont néanmoins mal connues en raison d’un faible nombre d’observations in situ et d’un manque de connaissance dans les processus océaniques en jeu. Dans un premier temps, je me suis intéressée aux cycles océaniques du monoxyde de carbone (CO) et de l’isoprène (C5H8). Afin de ré-évaluer leurs émissions vers l’atmosphère, les processus de production et de consommation de ces gaz dans la colonne d’eau ont été intégrés au modèle 3-D de circulation océanique et de biogéochimie marine NEMO-PISCES. En parallèle, des compilations de concentrations océaniques mesurées in situ et de résultats de laboratoire ont été réalisées à partir de la littérature afin de mieux contraindre ces processus océaniques. Dans un second temps, je me suis intéressée aux réponses des émissions océaniques de CO, isoprène et sulfure de diméthyle (DMS) au changement climatique. Ce travail devrait permettre à terme d’intégrer ces cycles dans un modèle du système terre, couplant biogéochimie marine et chimie atmosphérique, afin de mieux quantifier le rôle potentiel de ces interactions sur l’évolution de la chimie atmosphérique et du climat.
Jury: Inga Hense (University of Hamburg) – Rapporteuse / Véronique Garçon (LEGOS, Toulouse) – Rapporteuse / Agnès Borbon (LaMP, Clermont-Ferrand) – Examinatrice / Matthieu Roy-Barman (UVSQ) – Examinateur / Laurent Bopp (LMD, ENS) – Directeur / Sophie Szopa (LSCE, CEA Saclay) – Co-directrice

Laboratoire de Géologie

Date: February 18, 2020
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Émilie Klein (ENS)
Title: From ice shelf to subduction zone, hunting down transient signals using GPS

Laboratoire de Géologie

Date: February 11, 2020
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Veronique Leonardi (HydroSciences Montpellier)
Title: Karstogenèse : Processus, Facteurs et Modélisation – Exemple d’un aquifère méditerranéen (Lez, France)
Astract: La complexité et l’hétérogénéité des aquifères karstiques rendent difficile une exploitation optimisée de leur ressource souterraine; les drains karstiques qui comprennent l’eau souterraine mobilisable en grande quantité, étant difficilement localisables. Aucun modèle et aucune méthodologie actuellement ne permet d’identifier précisément ces zones de drainage préférentielles, pouvant aider à l’implantation de forage d’exploitation de cette ressource en eau. Une meilleure connaissance de la mise en place au cours du temps de ces drains permettrait cependant d’identifier les zones propices à leur existence. De nombreuses études ont été ainsi réalisées afin de comprendre comment ces drains se développent permettant de supposer leurs zones d’expansion dans l’espace. Ces études reposent soit sur des approches qualitatives avec des mesures et observations de terrain (Blanc, 1995a; Mocochain et al., 2006; Combes et al., 2008; Durand et al., 2009; Leonardi et al., 2011; Jouves et al., 2017; Harmand et al., 2017), soit sur des approches quantitatives avec des modèles numériques théoriques de la karstogenèse basés sur des lois physico-chimiques (Palmer, 1991; Dreybrodt et al., 2005; Kaufmann, 2009, Dreybrodt and Gabrovšek, 2018; Alliouche et al., 2019). Cependant, du fait de la complexité de ces modèles physico-chimiques, très peu de modèles de karstogenèse n’ont pu être appliqué à des aquifères karstiques à l’échelle régionale, permettant de valider dans l’espace les hypothèses de karstification issues des observations de terrain.
Cette étude a pour objectif d’identifier et caractériser les principales phases de karstification qui ont affecté l’aquifère du Lez (Nord Montpellier, France), ceci à partir d’observations in situ, de données bibliographiques et d’analyses de données structurales et hydrodynamiques. A partir de celles-ci, une modélisation de ce réservoir karstique a été réalisé à partir d’un modèle génétique de type probabilistique (GOdiag, développé par G. Massonnat (Massonnat, 2012, 2014; Massonnat and Morandini, 2012) : ce modèle génétique a permis de tester différents scénarios et d’identifier les phases de karstification qui ont eu un impact majeur sur la morphologie karstique souterraine actuelle, et ainsi de caractériser les structures et processus qui sont à l’origine de cette morphologie.

Soutenance – Thèse

Date: February 6, 2020
Time: 14h
Location: Froidevaux – E314
By: Angélique Benoit (ENS / CEA)
Title: Vers un suivi continu des faibles déplacements de surface par interférométrie radar : étude du comportement asismique le long de la faille Nord Anatolienne
Abstract: The North Anatolian fault, which cuts across the northern part of Turkey from west to east over more than 1000 km, is one of the largest active faults on earth. During the 20th century, almost the entire length of this fault ruptured during the westward propagation of more than a dozen major earthquakes (M7+). If this fault is known for its active seismicity, it exhibits on the other hand an aseismic behavior, especially in its central segment, where it slips continuously at a rate of about 2.5 cm/yr. However, the study of recent geodetic data and creepmeters suggests that aseismic slip is episodic rather than steady in time, where slip on the fault is thought to occur within days to month-long slip episodes (slow slip events), hence calling for a new assessment of the physics of fault slip along this segment.
Thanks to synthetic aperture radar interferometry, we analyze the spatial and temporal variations of interseismic deformation occurring along the central segment of the North Anatolian fault, a 300 km-long section covering the segments that rup- tured during the last M7.3 earthquake in 1944. To do so, we detect and characterize each slow slip event detected along this segment.
First, we develop tools to mitigate sources of noise in InSAR, such as those associated to atmospheric effects and to phase unwrapping. We generate 333 interferograms from SAR data of the ascending track covering the study area, acquired by the Sentinel-1 satellites during the period from 2014 to 2018. We compare the performances of three atmospheric models, HRES, ERA-Interim and ERA-5, and demonstrate that the best atmospheric corrections are performed with ERA-5 model, a reanalysis of meteorological data delivered by ECMWF. Then, we develop an innovative algorithm called CorPhU, which allows us to automatically correct unwrapping errors by considering the phase closure of triplets of interferograms. Thanks to our fast implementation, all these errors are corrected automatically within our entire interferometric network. In addition, we process three ascending tracks acquired by the ALOS satellite during the period from 2007 to 2011, covering the same area, and correct interferograms from ionospheric delays with a split-range spectrum method.
We then use a Small Baseline approach to perform a time series analysis of the interferograms corrected for each of the tracks. All mean line-of-sight (LOS) deformation velocity maps agree with a dextral movement across the fault and show both temporal and lateral variations of the velocity gradient in the fault zone. Aseismic slip mostly concentrates along a 100 km-long section, located near the city of Ismetpasa, and slip velocity decreases over time, from 2 cm/yr between 2007 and 2011, to less than 1 cm/yr from 2014 to 2018.
We then characterize fault slip modes along this section by visual inspection, searching for possible aseismic slip events in the time series. We identify, at least, three slow slip events from Sentinel-1 data. We then characterize these events in terms of lateral extension, duration and amount of displacement. We finally open the discussion on the study of slow slip events relate to the associated seismic hazard.
Jury: Juliet BIGGS (University of Bristol) / Rowena LOHMAN (Cornell University) / Rodolphe CATTIN (Université de Montpellier) / Gabriel DUCRET (IFPEN) / Christophe VIGNY (ENS) / Béatrice PINEL-PUYSSÉGUR (CEA) / Romain JOLIVET (ENS)

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: February 5, 2020
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Julien Boé (CERFACS)
Title: Uncertainties in future summer climate change in Europe: global climate models versus regional climate models
Abstract:
We assess the differences of future climate changes over Europe in summer as projected by state-of-the-art regional climate models (RCM, from the EURO-Coordinated Regional Downscaling Experiment) and by their forcing global climate models (GCM, from the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5) and study the associated physical mechanisms. We show that important discrepancies at large-scales exist between global and regional projections. The RCMs project at the end of the 21st century over a large area of Europe a summer warming 1.5-2 K smaller, and a smaller decrease in precipitation.
The RCMs generally simulate a much smaller increase in shortwave radiation at surface, which directly impacts surface temperature. In addition to differences in cloud cover changes, the absence of time-varying anthropogenic aerosols in most regional simulations plays a major role in the differences of solar radiation changes. We confirm this result with twin regional simulations with and without time-varying anthropogenic aerosols. Additionally, the RCMs simulate larger increases in evapotranspiration over the Mediterranean sea and larger increases / smaller decreases over land, which contribute to smaller changes in relative humidity, with likely impacts on clouds and precipitation changes. Potential causes of these differences in evapotranspiration changes are discussed. Finally, new results from CMIP6 are put in perspective.

CERES

Date: February 4, 2020
Time: 14h
Location: Amphithéâtre Galois – Bâtiment Rataud, 45 rue d’Ulm
By: Jean-Baptiste Fressoz (EHESS) & Cédric Philibert (AIE)
Title: La transition énergétique est-elle vraiment possible ? Approches historiques, technologiques et économiques

Département de Géosciences

Date: February 4, 2020
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Corinne Le Quéré (Haut Conseil pour le Climat / University of East Anglia)
Title: Le budget global de carbone et son évolution dans les décennies à venir
Abstract:
Cette présentation se fera en trois parties. La première mettra l’emphase sur les connaissances scientifiques. Elle couvrira nos connaissances actuelles des émissions de CO2 globales et de leur répartition dans l’environnement. Elle portera sur les limites de notre capacité à expliquer dans les détails l’évolution du CO2 atmosphérique observée, ainsi que le rôle de l’océan et de la biosphère terrestre dans la modulation de ce signal. La deuxième partie portera un regard sur les dernières tendances en émissions de CO2. Elle montrera les progrès faits par les 18 pays où les émissions ont diminuées significativement lors de la décennie 2005-2015 (dont la France), et les facteurs principaux qui ont soutenu ces diminutions. Finalement la présentation fera un survol des recommandations émises par le Haut conseil pour le climat et des réponses nationales et internationales attendues pour stabiliser le climat conformément avec les objectifs de l’Accord de Paris, pour conclure avec quelques mots sur le rôle que la communauté scientifique peut jouer en appui à la transition vers la neutralité carbone.

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: January 30, 2020 – THURSDAY
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Gisela Charó (Lab. de Fluidodinámica, Fac. de Ingeniería, Univ. de Buenos Aires)
Title: The heritage of Poincaré and the algebraic topology of the Lorenz model’s random attractor
Abstract:
Poincaré first described the way in which a dynamical system’s properties depend upon its topology. In this work, we study the temporal evolution of the topological structure of the branched manifold associated with the Lorenz model’s random attractor (LORA), when driven by multiplicative noise. While the attractor associated with the classical, deterministic Lorenz (1963) model is “strange” but fixed in time, LORA is a pullback attractor that changes in time in a rather spectacular fashion.
LORA’s topological structure can be studied by using homology groups Hn. These groups are a key tool of algebraic topology that characterizes the number of n-dimensional holes of a branched manifold: the connected components (0- dimensional holes), the cycles (1-dimensional holes), the cavities (2- dimensional holes), and so on. Our work shows that LORA is a 2-dimensional branched manifold whose number of 1-dimensional holes changes over time, i.e., its homology group H1 is distinct from the fixed one of Lorenz’s “butterfly” and cycles are created or destroyed by the noise

Laboratoire de Géologie

Date: January 28, 2020
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Suzanne Atkins (ENS)
Title: Attempts to access mantle history using geodynamics, plate reconstructions and machine learning
Abstract: 
The Earth’s crust and mantle move together. We can follow this movement through time using the geological record to create plate tectonic reconstructions. This history of the surface gives us a starting point from which to make inferences about the state of the mantle.  These inferences are often based on geodynamic modelling. However, going from simple inferences to more robust inversions is severely hampered by the uncertainties in plate reconstruction models, missing equations of state for the mantle and limited computational resources.  We can improve these inferences by considering the statistics of mantle convection and using tools such as neural networks.  The statistical consideration of the mantle can also be used to improve plate tectonic reconstructions, thereby improving the data available to study the history of the mantle.

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: January 22, 2020
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: David Flack (ENS)
Title: Can CMIP 6 models represent the dynamics of the Stalactite Cyclone (NAWDEX IOP 6)
Abstract: For confidence to be achieved in future projections of extra-tropical cyclones we need to be sure that climate models can represent them in the current climate. However, this representation should be considered through the dynamical and diabatic processes operating within cyclones rather than just the statistics. Using CMIP6 and higher resolution configurations of the IPSL and CNRM climate models run in “weather-forecast” mode in depth case studies of a rapidly-deepening cyclone sampled during the NAWDEX (North Atlantic Waveguide and Downstream impact EXperiment) field campaign is considered. Differences between the simulations and the analysis is associated with the representation of initial cyclogenesis. The quasi-geostrophic omega equation is then used to separate the contributions between dynamical and diabatic processes in the development of the cyclones. The results show that for both cyclones and all simulations the strongest deepening stage is first dominated by diabatic processes and then dynamical processes. Contrary to expectations, there is no obvious stronger contribution of diabatic processes with increased resolution, instead the dynamic processes increase with importance. The climate models are also compared against observations made during the NAWDEX campaign, and indicate that the models produce too much supercooled liquid. These cases show that further work into the representation of cyclones in climate models, focusing on baroclinic interaction and latent heating is required to improve confidence in the projections for the behaviour of extra-tropical cyclones in the future.

Soutenance – Thèse

Date: January 21, 2019
Time: 14h
Location: Salle des Actes – 45 rue d’Ulm – 1er étage escalier A
By: Samson Marty (ENS)
Title: Rayonnement haute-fréquence et précurseurs des séismes en laboratoire
Abstract: Au cours de cette thèse, nous avons reproduit expérimentalement des séismes à l’échelle centimétrique dans des conditions de pression proches de la réalité. Les expériences réalisées nous ont permis d’explorer deux grandes thématiques : (i) l’origine du rayonnement haute-fréquence pendant la rupture dynamique et (ii) les signaux précurseurs pendant la phase de nucléation de la rupture dynamique.
Nos résultats montrent que le rayonnement haute-fréquence est concomitant à la propagation du front de rupture et que deux paramètres induisent une augmentation du rayonnement haute-fréquence : l’état de contrainte initial et la vitesse de rupture. Les analyses microstructurales des échantillons de roches suggèrent que la production d’endommagement cosismique ou de particules de gouge contribue au rayonnement haute fréquence.
L’étude des signaux précurseurs (i.e., précurseurs acoustiques) montre que la nucléation est un processus en très large majorité asismique. Ce très faible couplage pourrait expliquer le peu d’observations de séismes précurseurs à l’échelle des failles crustales. L’analyse temporelle des émissions acoustiques suggère que leur dynamique est principalement contrôlée par l’accélération du glissement pendant la phase de nucléation. La microtopographie et la microstructure des échantillons de roches montrent que le couplage est directement relié à la rugosité du plan de faille. Une augmentation des conditions de pression favorise l’occurrence de processus de déformation plastique ou de fusion partielle au cours de la rupture sismique, ce qui diminue la rugosité et donc le couplage.
Jury: Elisa Tinti (SapienzaUniv.) : Rapportrice / Michel Bouchon (ISTerre) : Rapporteur / Aitaro Kato (ERI – Tokyo Univ.) : Examinateur / Clément Narteau (IPGP) : Examinateur / Alexandre SCHUBNEL (ENS) : Directeur / Harsha  S. Bhat (ENS) : CoDirecteur / Eiichi Fukuyama (Kyoto Univ.) : Invité

Laboratoire de Géologie

Date: January 21, 2020
Time: 10h
Location: Froidevaux – E314
By: Lavinia Tunini (ENS / OGS-CSR)
Title: Crustal deformation in stable continental regions – The case of central-western Europe

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: January 15, 2020
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Davide Faranda (LSCE)
Title: Perils of using Recurrent Neural Network to learn the Dynamics of Geophysical Flows
Abstract: Recent advances in statistical learning have opened the possibility to forecast the behavior of chaotic systems using recurrent neural network. In this letter we investigate the applicability of this framework to geophysical flows, known to be intermittent and turbulent. We show that both turbulence and intermittency introduce severe limitations on the applicability of recurrent neural network both for short term forecasts as well as for the reconstruction of the underlying attractor. We suggest that possible strategies to overcome such limitations should be based on separating the smooth large scale dynamics, from the intemittent/turbulent features.
Authors: D. Faranda, A. Hamid, G. Carella, C.G. Ngoungue Langue, F.M.E. Pons, M. Vrac, S. Thao, M. Rabarivola, V. Gautard, P. Yiou

Laboratoire de Géologie

Date: January 14, 2020
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Frantisek Gallovic (Charles University)
Title: Earthquake Dynamic Rupture Modeling Constrained by Seismic Observations

CERES

Date: January 7, 2020
Time: 14h
Location: Amphithéâtre Galois – Bâtiment Rataud, 45 rue d’Ulm
By: Nathalie De Noblet (LSCE) & Josyane Ronchail (LOCEAN)
Title: Services climatiques : comment les climatologues cherchent à répondre aux demandes sociétales

Département de Géosciences

Date: January 7, 2020
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Cathy Quantin-Nataf (Université Lyon 1)
Title: Early Mars investigations in the perspectives of ExoMars and Mars2020 missions

Soutenance – Thèse

Date: December 19, 2019
Time: 14h
Location: Froidevaux – E314
By: Cédric Bailly (ENS/IFPEN)
Title: Caractérisation géologique et géophysique multi-échelle des carbonates lacustres de l’île de Samos (Miocène supérieur, Grèce) - Liens entre faciès, diagenèse et propriétés élastiques
Abstract: Cette thèse propose une caractérisation géologique et géophysique multi-échelle des carbonates lacustres et palustres d’âge Miocène Supérieur affleurant à Samos (Grèce). Sur le terrain, un couplage entre descriptions naturalistes, mesures acoustiques à l’affleurement et réalisation de profils de sismique réfraction a permis de déterminer les caractéristiques sédimentologiques et les propriétés élastiques de ces carbonates, d’une échelle métrique à décamétrique. Au laboratoire, en parallèle des mesures de vitesse des ondes, porosité et densité sur échantillons, une description pétrographique fine des microstructures carbonatées a été réalisée afin de lier faciès, diagenèse et propriétés élastiques. De plus, sur la base des données de vitesse et de densité, des sismiques synthétiques 1D à haute résolution ont été générées et confrontées aux descriptions naturalistes. Les résultats obtenus montrent que la genèse de réflecteurs synthétiques est contrôlée par des contrastes faciologiques et/ou diagénétiques. Enfin, le changement d’échelle des propriétés élastiques des carbonates est abordé à l’aide de l’utilisation d’un modèle de milieux effectifs. Ce modèle a permis de relier les mesures de vitesse acquises aux fréquences ultrasoniques, soniques et sismiques à différentes échelles d’hétérogénéités. En effet, les résultats obtenus montrent que selon l’échelle d’investigation, les facteurs de contrôle dominants sur les propriétés élastiques des carbonates changent. Cette thèse propose ainsi une approche peu répandue, couplant observations naturalistes, mesures acoustiques et modélisation à différentes échelles. Elle permet d’apporter de nouvelles clés de compréhension et de caractérisation des carbonates continentaux, transposables à la subsurface.
Jury: Rudy SWENNEN (Katholieke Universiteit Leuven) : Rapporteur / François FOURNIER (CEREGE – Aix-Marseille Université) : Rapporteur / Emmanuelle VENNIN (Université de Bourgogne) : Examinateur / Yves GUÉGUEN (École normale supérieure) : Examinateur / Michel DIETRICH (CNRS, ISTerre) : Examinateur / Pierre-Yves COLIN (Université de Bourgogne) : Invité / Youri HAMON (IFP Énergies Nouvelles) : Co-Directeur / Jérôme FORTIN (École normale supérieure) : Directeur

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: December 18, 2019
Time: 14h
Location: Froidevaux – E314
By: Bernard Legras (ENS)
Title: Campagne Stratoclim 2017 et le confinement de l’air pollué dans l’anticyclone de la mousson d’Asie

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: December 12, 2019 – THURSDAY
Time: 14h
Location: Froidevaux – E314
By: Matteo Zampieri (JRC)
Title: How to measure resilience of productive systems: an ecological theory applied to climate science
Abstract: The original ecological meaning of the term resilience refers to the largest pressure that a system can cope with before changing its internal structure and losing its functioning capacity (Holling 1973). Afterwards, the concept of resilience has been introduced in other fields such as engineering and social sciences and modified to the point that resilience became an elusive concept, difficult to determine quantitatively. I’m proposing a measure theory for resilience derived directly from its original definition applied to production systems such as crops and natural vegetation. I will present several applications such as the estimations of the relationship between diversity and production resilience, of the effects of the Atlantic Multidecadal Oscillation on the resilience of global maize production, of the effects of climate change on the resilience of wheat production in the Mediterranean, of the relationships between vegetation resilience and green water resources resilience and of the effects of climate change on green water resources resilience.

Soutenance – Thèse

Date: December 3, 2019
Time: 14h
Location: Froidevaux – E314
By: Jérôme Aubry (ENS)
Title: Séismes au laboratoire : friction, plasticité et bilan énergétique
Abstract: Au sein de la lithosphère, la transition entre déformations fragile et plastique des roches s’effectue dans le régime semi-cassant. Comprendre le comportement des failles naturelles dans le régime semi-cassant est fondamental puisque d’importants séismes nucléent à la base de la zone sismogénique, à des conditions de pression et température proches de celles de la transition fragile-plastique. Pendant un séisme, l’énergie élastique accumulée lors de la période intersismique est dissipée au sein de l’interface de glissement par des processus frictionnels et de fracture, le reste étant relâché sous forme d’ondes sismiques. Ce budget énergétique est influencé par la déformation des surfaces de failles pendant des glissements lents à rapides, et plus particulièrement par des processus de chauffage, invisibles aux yeux de la sismologie. Afin d’étudier la déformation semi-cassante des roches et le budget énergétique des séismes, nous avons effectué des expériences de reproduction de séismes au laboratoire, en conditions triaxiales, à l’aide de failles expérimentales de différentes lithologies. Nous avons étudié l’influence de la pression, de la vitesse de déformation, de la température et de la rugosité sur la stabilité des failles le long de la transition fragile-plastique et exploré la dynamique des séismes au laboratoire en mesurant la quantité de chaleur produite sur une faille durant un cycle sismique. Deux conclusions principales émanent de ces travaux. D’abord, les séismes au laboratoire peuvent se déclencher au sein de roches déformées plastiquement dans le régime semi-cassant. Les glissements observés sont majoritairement contrôlés par la rugosité de la faille. Pour finir, lors d’un cycle sismique, les failles opèrent une transition depuis un stade avec de multiples aspérités radiant peu d’énergie, à un stade où elles évoluent comme une aspérité unique, radiant un maximum d’énergie.
Jury: Marie Violay (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suisse) : Rapporteure / Stefan Nielsen (Durham University, Royaume-Uni) : Rapporteur / Wenlu Zhu (Maryland University, Etats-Unis) : Examinatrice / Jérôme Fortin (École Normale Supérieure Paris, France) : Examinateur / Javier Escartín (Institut de Physique du Globe de Paris, France) : Co-directeur de thèse / Alexandre Schubnel (École Normale Supérieure Paris, France) : Directeur de thèse

Département de Géosciences

Date: December 3, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Éric Buffetaut (Géosciences-ENS)
Title: À la recherche de l’Autruche géante asiatique

Soutenance – Thèse

Date: December 3, 2019
Time: 9h30
Location: Salle W – 45 rue d’Ulm
By: Henda GUERMAZI (ENS / ENIS)
Title: Télédétection des aérosols sulfatés d’origine volcanique dans l’Infrarouge Thermique
Abstract: The main objective of this thesis is to develop new satellite observations of volcanic sulphate aerosols in the thermal infrared. We found, as first results, that it is important to consider the radiative interference between sulphate aerosols and SO2 in order to optimize satellite retrievals of the two species. For a simulated volcanic eruption, the mutual effect of SO2 and sulphate aerosols on the TIR outgoing radiation is evident after three to five days from the eruption. Significant overestimations may be introduced in SO2 retrievals if the presence of sulphate aerosols is not taken into account. The high spectral resolution of IASI instrument allows the observation of these two effluents as independent quantities with limited uncertainties. Based on these results, we developed a new retrieval algorithm using IASI observations, called AEROIASI-Sulphates, to measure vertically-resolved sulphates aerosols extinctions and mass concentration profiles. The algorithm is applied to a moderate eruption of Mount Etna volcano. AEROIASI-Sulphates correctly identifies the volcanic sulphate aerosols plume morphology both horizontally and vertically after comparisons with SO2 plume observations and simulations. For an initial sulphur mass of 1.5 kT, 60% of the injected sulphur mass is converted to particulate matter after 24 h from the beginning of the eruption. A shortwave and direct radiative forcing of -0.8 W/m2 is exerted at the regional scale in the western Mediterranean area. This is the first time that sulphate aerosols are quantitatively observed from space-based instruments in the nadir geometry, which is of great importance to monitor and quantify volcanic emissions, their evolution and impacts at the regional scale.
Jury: Hervé Herbin (LOA, U-Lille) : rapporteur / Abdelaziz Kallel (CRNS, Tunisie, Sfax) : rapporteur / Fabio D’Andrea (LMD, ENS) : examinateur / Cathy Clerbaux (LATMOS, Sorbonnes Université) : examinatrice / Juan Cuesta (LISA, U-PEC) : examinateur / Bernard Legras (LMD, ENS) : directeur de thèse / Farhat Rekhiss (ENIS, Tunisie, Sfax) : directeur de thèse / Pasquale Sellitto (LISA, U-PEC) : co-directeur de thèse

CERES

Date: November 26, 2019
Time: 14h
Location: Froidevaux – E314
By: Anaïs Orsi (LSCE) & Anne Choquet (Université de Brest)
Title: Fonte de l’Arctique : comment le changement climatique rebat les cartes géopolitiques

Laboratoire de Géologie

Date: November 26, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Bertrand Guenet (ENS)
Title: Priming effect: from laboratory experiments to global impact

Climaction

Date: November 20, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Laurent Bopp, Nicolas Rochetin, Bernard Legras (LMD-ENS)
Title: Quelques clés pour répondre aux arguments climatosceptiques
Abstract: Dans une optique d’autoformation, les chercheurs du LMD exposent les résultats récents de leurs communautés et donnent à tous des clés pour répondre à quelques arguments climatosceptiques : « L’augmentation du CO2 dans l’atmosphère n’est pas anthropique mais liée au dégazage de l’océan » ; « L’atmosphère est déjà saturée en CO2 » ; « Ce sont les variations de l’insolation solaire qui causent les variations de températures »…

Laboratoire de Géologie

Date: November 19, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Michelle Almakari (Mines ParisTech)
Title: Fault Reactivation by Fluid Injection: Insights from Numerical Modeling

Laboratoire de Géologie

Date: November 15, 2019 – FRIDAY
Time: 14h30
Location: Salle Serre
By: Chris Rollins (Leeds University)
Title: How geodesy can help characterize earthquake hazard

CERES

Date: November 12, 2019
Time: 14h
Location: Amphithéâtre Galois – Bâtiment Rataud, 45 rue d’Ulm
By: Aglaé Jézéquel (LMD-ENS) & Sandrine Revet (CERI Sciences-po)
Title: À qui attribue-t-on les catastrophes « naturelles » ? Perspectives croisées entre la climatologie et l’anthropologie

Laboratoire de Géologie

Date: November 12, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Lucile Bruhat (ENS)
Title: Emergence of complexity from simple physics: how physics-based modeling highlights key features of earthquake processes

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: November 6, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Takahito Kataoka (JAMSTEC/YES)
Title: Wind-Mixed layer-SST Feedbacks in a tropical air-sea coupled system: Application to the Atlantic
Abstract: The ocean-atmosphere feedback associated with the thermodynamic coupling among wind speed, evaporation, and sea surface temperature (SST), called the wind-evaporation-SST (WES) feedback, contributes to the cross-equatorial SST gradient over the tropical oceans. By conducting an eigenanalyses of simple linear air-sea coupled models, it is shown that two additional feedback processes are present when the variable oceanic mixed layer depth (MLD) is considered. The horizontal structures of the leading modes are similar to the WES mode, which shows a meridional dipole in the SST anomalies straddling the equator with cross-equatorial wind anomalies that represent the weakening/strengthening of the trade winds over the warm/cool SST anomalies. The coupling of the variable MLD with winds and SST more than doubles the growth rate of the WES mode and enhances the equatorward propagation of the coupled disturbances.
The identified feedbacks operate as follows. The weaker winds associated with warm SST anomalies shoal the mixed layer through suppressed turbulent mixing, which causes the mixed layer to be more sensitive to the climatological shortwave radiation and amplifies the initial positive SST anomalies. Likewise, deepening of the mixed layer due to stronger winds acts to maintain the negative SST anomaly on the other side of the dipole. The MLD anomalies can also be generated by the buoyancy flux anomaly related to the wind-induced latent heat flux anomaly.
The anti-phase relationship between the SST and MLD anomalies seen in the simple model bears some resemblance to that which is observed in the observations and a state-of-the-art coupled model (MIROC6) during the Atlantic meridional mode.
Also, results from an ongoing work on yet another coupled feedback involving freshwater flux, which utilize a theoretical model and sensitivity experiments of fully coupled model, will be mentioned if time allows.

Département de Géosciences

Date: November 5, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Thierry Huyghes-Beaufond (Société du Grand Paris)
Title: Le Grand Paris Express – Un projet pour le XXIème siècle

Soutenance – Thèse

Date: October 31, 2019
Time: 14h00
Location: Froidevaux – E314
By: Thomas Chartier (ENS)
Title: Modélisation de l’activité sismique des failles pour le calcul probabiliste du risque sismique
Abstract: Les taux de sismicité sont un élément clé du calcul probabiliste de l’aléa et du risque sismique. Une méthodologie innovante est développée pour modéliser les taux de ruptures complexes dans un système de failles (SHERIFS). La flexibilité de la méthodologie permet de la partager et de l’appliquer sur des systèmes de failles différents et de s’en servir comme outil de discussion des hypothèses concernant la sismicité sur les failles. Les taux de sismicité dans la partie Ouest du Rift de Corinthe en Grèce et dans la région de Marmara en Turquie sont modélisés en explorant l’incertitude épistémique sur le scenario de rupture maximale, la distribution en magnitude et fréquence ou encore les conditions de glissement sur la faille. A Marmara, les hypothèses sont pondérées dans un arbre logique en comparant les taux modélisés aux taux calculés à partir des données et des résultats d’un modèle physique basé sur les équations “rate and state”. Pour chaque hypothèse de l’arbre logique, le risque sismique à Istanbul, en termes de probabilité d’effondrement d’un immeuble, est calculé pour deux bâtiments de même type construits respectivement suivant le code de construction de 1975 et celui de 1998. Le risque sismique est six fois plus important pour le bâtiment le plus ancien. Parmi les incertitudes explorées, la source d’incertitude plus importante est liée à la distribution en magnitude et fréquence. L’utilisation des données et du modèle physique permet de réduire l’incertitude sur le risque par un facteur 1.6. Une nouvelle méthodologie de désagrégation du risque permet de montrer que le risque à Istanbul est contrôlé en partie par les séismes de magnitude supérieure à 7 sur la Faille Nord Anatolienne et en partie par les séismes de magnitude modérée (4.5 à 6) dans la sismicité de fond, sur des failles non connues, et à une distance du bâtiment inférieure à 10 km.
Jury: Kuo-Fong Ma (National Central University) : Rapporteur / Stéphane Mazzotti (Université Montpellier 2) : Rapporteur / Alice-Agnes Gabriel (Munich University) : Examinateur / Nicolas Chamot-Rooke (École Normale Supérieure) : Examinateur / Hélène Lyon-Caen (École Normale Supérieure) : Directrice de thèse / Oona Scotti (Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire) : Co-Encadrante de thèse / Aurélien Boiselet (Axa) : Invité

Laboratoire de Géologie

Date: October 29, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Milena Marjanovic (IPGP)
Title: Imaging of crustal structure using waveform inversion techniques at the East Pacific Rise (EPR) 9º50’N: implications for crustal accretion and hydrothermal circulation
Abstract: The East Pacific Rise (EPR) 9ºN is one of the magmatically most dynamic ocean spreading centers along which ~6 km thick oceanic crust has been forming. In addition, the EPR 9ºN is a portion of the mid-ocean ridge system characterized by prolific hydrothermal activity. To image and characterize the properties of the crust and processes involved, we collected high-quality multichannel seismic data (2-D and 3-D) to which I applied advanced waveform-inversion techniques. During the talk, I will first present results of 2-D full-waveform inversion (FWI) on an axis centered seismic line to investigate hydrothermal circulation and propose a fine-scale permeability model for the upper crust. In the second part of the talk, I will focus on the results of elastic 3-D full-waveform inversion to address the physical properties of the upper crustal structure in 3-D and propose a possible mechanism for the upper crust accretion.

Soutenance – Thèse

Date: October 23, 2019
Time: 14h30
Location: Froidevaux – E314
By: Nikolaos Roukounakis (ENS / University of Patras)
Title: Application of a high-resolution weather model in the area of the western Gulf of Corinth for the tropospheric correction of interferometric synthetic aperture radar (InSAR) observations
Abstract: Space geodesy techniques (SAR interferometry and GNSS) have recently emerged as an important tool for mapping regional surface deformations due to tectonic movements. A limiting factor to this technique is the effect of the troposphere, as horizontal and vertical surface velocities are of the order of a few mm yr-1, and high accuracy (to mm level) is essential. The troposphere introduces a path delay in the microwave signal, which, in the case of GNSS Precise Point Positioning (PPP), can nowadays be successfully removed with the use of specialized mapping functions. Moreover, tropospheric stratification and short wavelength spatial turbulences produce an additive noise to the low amplitude ground deformations calculated by the (multitemporal) InSAR methodology. InSAR atmospheric phase delay corrections are much more challenging, as opposed to GNSS PPP, due to the single pass geometry and the gridded nature of the acquired data. Several methods have been proposed, including Global Navigation Satellite System (GNSS) zenithal delay estimations, satellite multispectral imagery analysis, and empirical phase/topography estimations. These methods have their limitations, as they rely either on local data assimilation, which is rarely available, or on empirical estimations which are difficult in situations where deformation and topography are correlated. Thus, the precise knowledge of the tropospheric parameters along the propagation medium is extremely useful for the estimation and minimization of atmospheric phase delay, so that the remaining signal represents the deformation mostly due to tectonic or other geophysical processes.
In this context, the current PhD Thesis aims to investigate the extent to which a high-resolution weather model, such as WRF, can produce detailed tropospheric delay maps of the required accuracy, by coupling its output (in terms of Zenith Total Delay or ZTD) with the vertical delay component in GNSS measurements. The model initially is operated with varying parameterization in order to demonstrate the best possible configuration for our study, with GNSS measurements providing a benchmark of real atmospheric conditions. In the next phase, the two datasets (predicted and observed) are compared and statistically evaluated for a period of one year, in order to investigate the extent to which meteorological parameters that affect ZTD, can be simulated accurately by the model under different weather conditions. Finally, a novel methodology is tested, in which ZTD maps produced from WRF and validated with GNSS measurements in the first phase of the experiment are used as a correction method to eliminate the tropospheric effect from selected InSAR interferograms. Results show that a high-resolution weather model which is fine-tuned at the local scale can provide a valuable tool for the tropospheric correction of InSAR remote sensing data.
Jury: Konstantinos KATSAMPALOS (Aristotle University of Thessaloniki): Reporter / Laurent MOREL (CNAM, Le Mans, France): Reporter / Cécile DOUBRE (Ecole et Observatoire des Sciences de la Terre, Strasbourg, France): Examiner / François LOTT (CNRS, Paris, France): Examiner / Stéphane JACQUEMOUD (Université Denis Diderot – Paris VII): Examiner / Athanassios ARGIRIOU (University of Patras, Greece): Co-director of thesis / Pierre BRIOLE (CNRS, ENS, Paris, France): Co-director of thesis

CERES

Date: October 22, 2019
Time: 14h
Location: Jussieu – salle Pacifique 56/66, 3ème étage
By: Valentin Bellassen (INRA) & Aude Valade (Centre de Recerca Ecologica Catalogne)
Title: Le CO2 qui cache la forêt : la biomasse forestière est-elle une énergie renouvelable ?

Laboratoire de Géologie

Date: October 22, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Manon Bickert (IPGP)
Title: Strain localization in oceanic detachment faults: the extreme case of a magma-starved slow spreading ridge

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: October 16, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Benjamin Fildier (ENS)
Title: Modeling uncertainties on the acceleration of the global hydrologic cycle

Laboratoire de Géologie

Date: October 15, 2019
Time: All day
Location: Froidevaux – E314
By: Laboratoire de Géologie de l’ENS, l’ISTeP et la SFMC
Title: Journée scientifique Metamorphism, equilibrium versus kinetics autour de Dave Pattison

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: October 9, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Simon Cabanes (Sapienza Università di Roma)
Title: Describe and estimate energy transfers in the turbulent atmosphere of the gas giants

CERES

Date: October 8, 2019
Time: 14h
Location: Amphithéâtre Galois – Bâtiment Rataud, 45 rue d’Ulm
By: Vivian Depoues (I4CE), Catherine Lelong (RTE) & Pierre Goutierre (RTE)
Title: Infrastructures et réseaux face au changement climatique : adaptation spontanée ou planifiée ?

Laboratoire de Géologie

Date: October 8, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Guilhem Mollon (INSA / ENS)
Title: Approches discrètes pour la modélisation du frottement

Laboratoire de Géologie

Date: October 7, 2019 – MONDAY
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Antonio Avallone (INGV)
Title: Near-source high-rate GPS, strong motion and InSAR observations to image the 2015 Lefkada (Greece) Earthquake rupture history

Département de Géosciences

Date: October 1, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Chris Bowler (IBENS-ENS)
Title: Tara Oceans: Eco-Systems Biology at Planetary Scale
Abstract: The ocean is the largest ecosystem on Earth and yet we know very little about it. This is particularly true for the plankton that drift within, even though they form the base of marine food webs and are key players in Earth’s biogeochemical cycles. Ocean plankton are at least as important for the Earth system as the forests on land, but most of them are invisible to the naked eye and thus are largely uncharacterized. To increase our understanding of this underexplored world, a multidisciplinary consortium, Tara Oceans, was formed around the 36m research schooner Tara, which sampled plankton at more than 210 sites and multiple depth layers in all the major oceanic regions during expeditions from 2009-2013 (Karsenti et al. Plos Biol., 2011). This talk will summarize the first foundational resources from the project, which collectively represent the largest DNA sequencing effort for the oceans (see Science special issue May 22, 2015 and Nature 28 April, 2016), and their initial analyses, illustrating several aspects of the Tara Oceans’ eco-systems biology approach to address microbial contributions to macro-ecological processes. The project provides unique resources for several scientific disciplines that are foundational for mapping ocean biodiversity of a wide range of organisms that are rarely studied together, exploring their interactions, and integrating biology into our physico-chemical understanding of the ocean. These resources, and the scientific innovations emerging to understand them, are critical towards developing baseline ecological context and predictive power needed to track the impact of climate change on the oceans.

Laboratoire de Géologie

Date: September 24, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Yo Fukushima (Tohoku University)
Title: Extremely early recurrence of intraplate fault rupture following the Tohoku-Oki earthquake

Soutenance – HDR

Date: September 18, 2019
Time: 14h
Location: Froidevaux – E314
By: Caroline Muller (LMD-ENS)
Title: Fundamental study of small-scale processes in the atmosphere and in the ocean
Jury: Chantal Staquet, Bjorn Stevens, Frank Roux, Helene Chepfer, Christopher Holloway and Philippe Drobinski

CERES

Date: September 17, 2019
Time: 14h
Location: Froidevaux – E314
By: Dipesh Chakrabarty (The University of Chicago)
Title: The Planet: An Emergent Humanist Category
Discutant: Pierre Charbonnier (EHESS)
Abstract: Earth system science (ESS), the science that among other things explains planetary warming and cooling, gives humans a very long, multilayered, and heterotemporal past by placing them currently at the conjuncture of three (and now variously interdependent) histories whose events are defined by very different timescales: the history of the planet, the history of life on the planet, and the history of the globe made by the logics of empires, capital, and technology. One can therefore read Earth system scientists as historians writing within an emergent regime of historicity. We could call it the planetary or Anthropocenic regime of historicity to distinguish it from the global regime of historicity that has enabled many humanist and social-science historians to deal with the theme of climate change and the idea of the Anthropocene. In the latter regime, however, historians try to relate the Anthropocene to histories of modern empires and colonies, the expansion of Europe and the development of navigation and other communication technologies, modernity and capitalist globalization, and the global and connected histories of science and technology.

Laboratoire de Géologie

Date: September 17, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Jun Muto (Tohoku University)
Title: Persistent deep afterslip driven by nonlinear transient mantle flow and recovery of coastal subsidence after the 2011 Tohoku earthquake
Abstract: Globally, the largest earthquakes occur on subduction zones, and their associated tsunamis are one of the greatest potential hazards faced by nearby coastal communities. Such great (Mw>8) and giant (Mw>9) earthquakes cause subsequent post-seismic deformation in the wide area depending on viscous structures of crustal and mantle rocks and the frictional properties of the plate interface. In particular, progress of afterslip occurring at the down-dip of the main rupture region where coseismic stress changes are large significantly affects the post-seismic uplift of the cosesimically subsided coastal regions. However, for giant megathrust events, viscoelastic flow and deep afterslip are mechanically coupled to each other, relaxing stress changes induced by both coseismic and post-seismic slip. Here, we show the role of afterslip and viscoelastic relaxation, and their interplay in the aftermath of the 2011 Mw 9.0 Tohoku earthquake. We conduct a two-dimensional analysis of the post-seismic deformation with coeval slip on the subduction interface governed by rate-strengthening friction and distributed deformation away from the fault governed by a power-law rheology with transient creep. The power-law rheology with stress-driven afterslip well explains the observed post-seismic deformation field and its time series in the period 2011 to 2016. Moreover, the geodetic data indicate a persistent deep afterslip directly down-dip of the main rupture region that greatly affects the ongoing post-seismic coastal uplift. Mechanical coupling between viscoelastic relaxation and afterslip notably modifies both the afterslip distribution and the surface deformation. Thus, we find that it is important to consider the interplay of these two deformation mechanisms to more fully understand the geodynamics of the Japan trench during the early stage of the seismic cycle. Finally, we also point out that such mechanical coupling are critical to estimate the future recovery of the coseismically subsided coastal area.

Laboratoire de Géologie

Date: September 10, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Samuel Angiboust (IPGP)
Title: Knockin’on Mantle’s Door – Field and Modeling Insights onto Tectonic Processes at the Base of the Seismogenic Zone

Laboratoire de Géologie

Date: July 30, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Ma Kuo-Fong (NCU Taiwan / E-DREaM Center, NCU Taiwan / IES, Academia Sinica)
Title: Kinematics and dynamic modeling of current and past earthquakes: implication to multiple fault segments rupture and seismic hazard analysis in Taiwan

Laboratoire de Géologie

Date: July 12, 2019
Time: 11h
Location: Salle Serre
By: Valère Lambert (Caltech)
Title: Energy budget of earthquakes: Connecting remote observations with local physical behavior

Laboratoire de Géologie

Date: July 9, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Jean-Paul Callot (Université de Pau et des Pays de l’Adour)
Title: Les pathologies salifères ou « ne zappez pas, tout est possible », exemples de Turquie et de la nappe de Digne

Laboratoire de Géologie

Date: July 3-4, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Lead by Blandine Gardonio (Géologie ENS) & David Marsan (ISTerre)
Title: Workshop « Repeating Earthquakes Workshop In Paris »

Laboratoire de Géologie

Date: June 25, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Sylvie Demouchy (Montpellier)
Title: Olivine & Hydrogen & Rheology of Earth upper mantle

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: June 20, 2019
Time: 14h
Location: Froidevaux – E314
By: Kevin DellaSanta (NYU)
Title: Zonally Symmetric Variability in the Tropics: A Tropical Annular Mode?

Laboratoire de Géologie

Date: June 20, 2019
Time: 10h30
Location: Froidevaux – E314
By: Denis ANGERS (Agriculture Canada et Université Laval)
Title: Sols, carbone et agriculture : perspective canadienne, mais pas que !

Laboratoire de Géologie

Date: June 18, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Pierre Romanet (Univ. of Tokyo)
Title: Towards a better understanding of fault interactions and fault geometry on the seismic cycle

Laboratoire de Géologie

Date: June 14, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Giovanni Occhipinti (IPGP)
Title: From Sumatra 2004 to Chile 2015 (through the revolutionary observations of Tohoku-Oki 2011): what we learn about Earthquake & Tsunami detection by ionospheric sounding

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: June 12, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Miriam Derrico (LSCE)
Title: Increase of Southern European cold spell intensity under climate change?

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: June 11, 2019
Time: 9h
Location: Froidevaux – E314
By: Lead by Marie Farge (LMD-ENS)
Title: « International Workshop on Wavelets & CFD »

Département de Géosciences

Date: June 7, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Samuel Abiven (U. Zurich)
Title: Une approche holistique du cycle du carbone dans les écosystèmes terrestres

Laboratoire de Géologie

Date: June 4, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Sascha Brune (GFZ)
Title: Continental rift dynamics: Numerical simulation and plate tectonic model analysis

Laboratoire de Géologie

Date: May 29, 2019
Time: 14h
Location: Froidevaux – E314
By: Ralf Giering (FastOpt)
Title: Automatic Differentiation and its applications in carbon cycle data assimilation, inversion, and uncertainty estimation

Laboratoire de Géologie

Date: May 28, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Laetitia Le Pourhiet (ISTEP)
Title: Propagation de la rupture continentale en 3D: revisiter de vieux concepts avec de nouveaux outils

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: May 27, 2019
Time: 15h
Location: Froidevaux – E314
By: Keigo Matsuda (JAMSTEC)
Title: Turbulent clustering influence of polydisperse droplets on radar cloud observation

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: May 24, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Louis Couston (British Antarctic Survey)
Title: Emergence of large-scale flows in turbulent, stratified geophysical fluids with and without rotation

Laboratoire de Géologie

Date: May 23, 2019
Time: 14h
Location: Salle Serre
By: Timm John (Freie Universitat Berlin)
Title: The variation of petrophysical properties during eclogitization of lower continental crust and their influence on geophysical imaging

Laboratoire de Géologie

Date: May 23, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Sonia Tikoo (Rutgers)
Title: Lunar Magnetism

Département de Géosciences

Date: May 22, 2019
Time: 16h
Location: Froidevaux – E314
By: Ping Chang (Texas A&M University)
Title: A Case Study of Connection between Hurricanes and Ocean Heat Content – Hurricane Harvey

Département de Géosciences

Date: May 21, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: S. Le Garrec (CEA), L. Bopp (ENS), E. Pili (CEA)
Title: Réunion plénière du Laboratoire de Recherche Conventionné Yves Rocard – Présentation du Département Analyse, Surveillance, Environnement, du Département de Géosciences et du LRC Yves Rocard

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: May 20, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Eric Mortenson (University of Victoria, Canada / CSIRO, Australia)
Title: A biogeochemical model study of the recent decline in Arctic sea ice, and implications for air-sea exchange of carbon

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: May 17, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Ping Chang (Texas A&M University)
Title: Oceanic Fronts/Eddies, Atmospheric Rivers and Extreme Rainfall

Laboratoire de Géologie

Date: May 15, 2019
Time: 14h
Location: Salle Serre
By: Emily Brodsky (UC Santa Cruz)
Title: Experiments on Naturalistic Granular Flows

Laboratoire de Géologie

Date: May 14, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Masako Tominaga (WHOI)
Title: Multiscale Magnetometry Frontiers: Establishing a magnetic monitoring scheme of in situ metasomatism in mantle peridotite

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: May 9, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Alessandra Giannini (LMD-ENS)
Title: Past, present and future of climate change in the Sahel

Laboratoire de Géologie

Date: May 7, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: James Hollingsworth (ISTerre)
Title: Illuminating active fault zones through correlation of optical satellite imagery

Laboratoire de Géologie

Date: April 30, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Matthieu Galvez (ETH)
Title: Interactions eau-roche dans le cycle du carbone : du processus microscopique à la dynamique globale

Laboratoire de Géologie

Date: April 23, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Anne Davaille (FAST/Paris Sud)
Title:  Morphology and dynamics of mid-ocean ridges: from laboratory experiments to the Earth and Venus

Laboratoire de Géologie

Date: April 16, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Cécile Prigent (Univ. of Delaware)
Title:  Hydratation, déformation et sismicité du manteau le long des failles transformantes océaniques

Département de Géosciences

Date: April 9, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Florence Habets (Géologie ENS)
Title: La modélisation hydrogéologique pour le suivi et la prévision des ressources en eau souterraine

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: April 5, 2019
Time: 14h
Location: Froidevaux – E314
By: Pearse BUCHANAN (University of Liverpool)
Title: Dynamic biological functioning important for simulating and stabilizing ocean biogeochemistry

Laboratoire de Géologie

Date: April 5, 2019
Time: 10h
Location: Froidevaux – E314
By: Adriano GUALANDI (JPL)
Title: Geodetic imaging of tectonic deformation: implications for earthquakes predictability

Laboratoire de Géologie

Date: April 2, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Pascal Lacroix (ISTerre)
Title: Earthquake-triggered-landslides:  the contribution of slow-moving landslide studies

Laboratoire de Géologie

Date: March 27, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Javier Escartin (IPGP)
Title: Submarine observations of coseismic rupture

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: March 26, 2019
Time: 10h
Location: Froidevaux – E314
By: Lead by A. Jezequel (LMD-ENS)
Title: Workshop « Compounds events » : Extreme Value Theory for Open Set Classification – GPD and GEV Classifiers by Edoardo Vignotto (Université de Genève) & Assessing the impact caused by compound events, with a focus on the future changes in the compound flooding hazard by Emanuele Bevacqua (Université de Reading)

Laboratoire de Géologie

Date: March 22, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Jean-Philippe Avouac (Caltech)
Title: Forecasting Earthquakes

Département de Géosciences

Date: March 21, 2019
Time: 14h
Location: Conf 4
By: Alexander Van Geen (Lamont-Doherty Earth Observatory)
Title: Considering geochemistry, hydrology, and human behavior to address the well-water arsenic problem in Bangladesh

Laboratoire de Géologie

Date: March 19, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Pierre Maffre (GET)
Title: Climate and carbon cycle at geological timescale: mountain building, erosion and weathering

Laboratoire de Météorologie Dynamique

Date: March 12, 2019
Time: 14h
Location: Froidevaux – E314
By: A. Jezequel (LMD)
Title: Extreme event attribution: how and why?
Abstract:

Extreme events are an expression of natural climate variability. Since anthropogenic emissions affect global climate, it is natural to wonder whether recent observed extreme events are a manifestation of anthropogenic climate change. This seminar will be in two parts. First, I will present the existing scientific tools to study the influence of anthropogenic climate change on observed extreme events. I will focus on methods disentangling the influence of climate change on the dynamics leading to European heatwaves. Second, I will assess whether and how this scientific information — and more generally, the science of extreme event attribution (EEA) — could be useful for society.

Laboratoire de Géologie

Date: March 12, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Rémy Bossu (CEA / Euro-Med Seismological Centre)
Title: How can Seismology Benefit from Citizen Seismology?

Laboratoire de Géologie

Date: March 5, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Thomas Ferrand (ERI)
Title: Experimental confirmation of a spineloid transitional olivine polymorph using ultrafine-grained aggregates of Mg2GeO4

Laboratoire de Géologie

Date: February 26, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Rémy Bonnet (CERFACS)
Title: Variations du cycle hydrologique continental en France des années 1850 à aujourd’hui

Département de Géosciences

Date: February 19, 2019
Time: 11h
Location: Froidevaux – E314
By: Philippe Huneman (IHPST)
Title: Pourquoi est-il déraisonnable de croire aux théories du complot et pourquoi et pourquoi est-il déraisonnable d’abuser du mot complotisme

Date: September 25, 2018
Time: 13h
Location: E314
By: O. Pauluis (NYU)
Title: Atmospheric thermodynamics : The atmosphere as a heat engine
Abstract:

TBA

Date: October 1, 2018
Time: 14h30
Location: E314
By: O. Pauluis (NYU)
Title: Isentropic analysis for tropical cyclones
Abstract:

TBA

Date: October 10, 2018
Time: 11h
Location: E314
By: Hiro Masunaga (Nagoya University, Japan)
Title: A Mechanism for the Maintenance of Sharp Tropical Margins
Abstract:

The deep tropics characterized by moist air and deep convection are separated from the dry, quiescent subtropics often by a sharp horizontal gradient of moisture only loosely tied to SST or other geographical constraints. Mapes et al. (GRL, 2018) showed that this margin of the moist tropics is a true PDF minimum (a regime separatrix), along a column water vapor (CWV) contour around 48 mm in instantaneous data. Quasi-meridional statistical composites of observations across the poleward-most excursion of this sinuous contour retain the sharpness of the margin while increasing signal to noise ratio. Observations primarily from a suite of the A-Train satellites show the meridional structure of thermodynamic state and budget terms across the margin of the moist tropics. Composites are computed around the PDF-minimum CWV value of 48 mm as well as a range of other thresholds from 35 mm to 60 mm for comparison.

Major findings are summarized as follows. (1) CWV increases equatorward from the subtropics for all CWV thresholds but eventually converges to ~48 mm deep into the tropical side. Precipitation abruptly intensifies on the tropical side of the margin but declines equatorward to ~3 mm/d regardless of the CWV thresholds. (2) The diabatic forcing to the atmosphere (radiative heating plus surface heat flux) changes its sign across the CWV=48 mm border, being positive on the tropical side and negative on the subtropics. This contrast is owing to the meridional gradient of radiative heating, principally the longwave effect of high clouds. (3) Vertical mode decomposition applied to vertical moisture advection implies that the second -mode moistening is sharply enhanced on the subtropical side of the margin, suggesting that an efficient “congestus moistening” process may be at work as inflowing lower-tropospheric air masses approach the margin. This second-mode moistening changes abruptly to weaker first-mode advective moistening (with a modest fraction of the drying due to the abrupt jump of precipitation) once the air mass enters the tropics. These observed features are interpreted in terms of a simple theory from the moisture and heat budget perspectives.

Date: October 18, 2018
Time: 14h
Location: L369
By: Colin Grudzien, NERSC, Bergen, Norway
Title: A dynamical systems framework for ensemble based filtering: a problem partially solved
Abstract:

Séminaire SAMA (Groupe Statistiques pour l’Analyse, la Modélisation et l’Assimilation).
In physical applications, dynamical models and observational data play dual roles in prediction and uncertainty quantification, each representing sources of incomplete and inaccurate information. In data rich problems, first-principle physical laws constrain the degrees of freedom of massive data sets, utilizing our prior insights to complex processes. Respectively, in data sparse problems, dynamical models fill spatial and temporal gaps in observational networks. The dynamical chaos characteristic of these process models is, however, among the primary sources of forecast uncertainty in complex physical systems. Observations are thus required to update predictions where there is sensitivity to initial conditions and uncertainty in model parameters. Broadly referred to as data assimilation, or stochastic filtering, the techniques used to combine these disparate sources of information include methods from Bayesian inference, dynamical systems and optimal control. While the butterfly effect renders the forecasting problem inherently volatile, chaotic dynamics also put strong constraints on the evolution of errors. It is well understood in the weather prediction community that the growth of forecast uncertainty is confined to a much lower dimensional subspace corresponding to the directions of rapidly growing perturbations. The Assimilation in the Unstable Subspace (AUS) methodology of Trevisan et al. has offered understanding of the mechanisms governing the evolution of uncertainty in ensemble forecasting, exploiting this dimensional reduction prescribed by the dynamics. With my collaborators, I am studying the mathematical foundations of ensemble based filtering in the perspective of smooth and random dynamical systems.

Date: November 15, 2018
Time: 15h
Location: L378
By: Jun-Ichi Yano (Meteo France, Toulouse)
Title: Tropical Atmospheric Madden-Julian Oscillation: Strongly-Nonlinear Free Solitary Rossby Wave?
Abstract:

The Madden-Julian oscillation (MJO), a planetary-scale eastward propagating coherent structure with periods of 30–60 days, is a prominent manifestation of intraseasonal variability in the tropical atmosphere. It is widely presumed that small-scale moist cumulus convection is a critical part of its dynamics. However, the recent results from high-resolution modeling as well as data analysis suggest that the MJO may be understood by dry dynamics to a leading-order approximation. Simple, further theoretical considerations presented herein suggest that if it is to be understood by dry dynamics, the MJO is most likely a strongly nonlinear solitary Rossby wave. Under a global quasi-geostrophic equivalent-barotropic formulation, modon theory provides such analytic solutions. Stability and the longevity of the modon solutions are investigated with a global shallow water model. The preferred modon solutions with the greatest longevities compare overall well with the observed MJO in scale and phase velocity within the factors.

Date: December 5, 2018
Time: 14h
Location: E314
By: Guillermo Scheffler, Centro de Investigaciones del Mar y la Atmosfera, Buenos Aires
Title: Optimization of stochastic parameters using nested ensemble Kalman filters
Abstract:

Séminaire SAMA (Groupe Statistiques pour l’Analyse, la Modélisation et l’Assimilation).
Stochastic parameterizations have been successfully used to represent the uncertainty associated with unresolved scale processes for ensemble forecasting and data assimilation systems. In order to accurately describe the uncertainty associated to the dynamical model and data assimilation system, stochastic parameters have to be optimized. Such parameters are related to the stochastic perturbations amplitude and their spatial covariance structure. A novel technique based on hierarchical ensemble Kalman filters is introduced, aiming to infer these type of parameters. The technique is proposed to be applied offline as part of an a priori optimization of the data assimilation system and could in principle be extended to the estimation of other hyperparameters of a data assimilation system.

Date: December 12, 2018
Time: 11h
Location: Salle serre
By: G. Bellon (University of Auckland)
Title: Oscillation de Madden-Julian dans les modèles de climat :encore et toujours problématique
Abstract:
Abstract: La plupart des modèles de climat ont toujours des difficultés à simuler des évènements réalistes de l’Oscillation de Madden-Julian(OMJ). Deux hypothèses ont été avancées pour expliquer cette déficience généralisée des modèles. La première avance que les modèles ne simule pas correctement le profil dechauffage diabatique dû au dégagement de chaleur latente, à l’effet radiatif et au mélange vertical dans les nuages ou ensembles de nuages, et que cette erreur des modèles influe sur la réponse dynamique de l’atmosphère tropicale qui permet le développement et la propagation de la perturbation convective de l’OMJ. La seconde hypothèse considère que les modèles quasi-hydrostatique sont incapables desimuler l’organisation spatiale de la convection profonde nécessaire à l’initiation d’un évènement del’OMJ. Cette incapacité serait due à l’absence de représentation des processus sous-maille et inter-maille qui sont essentiels cette organisation. Ce séminaire présentera quelques travaux qui s’attachent à évaluer le mérite de ces deux hypothèses: une évaluation des profils de chauffage diabatique simulés par les modèles et une exploration théorique de ce qu’on peut attendre de l’organisation spatiale de la convection.

Date: December 14, 2018
Time: 14h
Location: Salle serre
By: R. Brecht (Memorial University of Newfoundland)
Title: A variational discretization of the rotating shallow water equations on the sphere
Abstract:

We develop a variational integrator for the shallow-water equations on a rotating sphere. The variational integrator is built around a discretization of the continuous Euler–Poincaré reduction framework for Eulerian hydrodynamics. We describe the discretization of the continuous Euler–Poincaré equations on arbitrary simplicial meshes. Standard numerical tests are carried out to verify the accuracy and the excellent conservational properties of the discrete variational integrator.

Date: December 18, 2018
Time: 14h
Location: E314
By: Tom Beucler (MIT)
Title: Interaction between water vapor, radiation and convection in the Tropics
Abstract:

The interaction between convection and large-scale dynamics is a primary source of uncertainty in numerical simulations of the atmosphere, impeding our understanding of the climate. In large-scale atmospheric models, this uncertainty can be attributed to improperly-simulated interactions between atmospheric heating and water vapor across scales. Water vapor has a central role in the atmosphere: it is the most abundant greenhouse gas in the atmosphere, the main absorber of solar radiation in the troposphere. Water vapor is also intimately connected to atmospheric convection which lifts it, leading it to condense into clouds. Once formed, these clouds have even larger radiative effects. *However, we still lack a robust conceptual framework connecting water vapor and clouds to convection and radiation.

Using fluid dynamics, thermodynamics and spectral analysis tools, we investigate the interaction between water vapor, radiation and convection in observations of the tropical atmosphere and in high-resolution models of radiative-convective equilibrium. Radiative-convective equilibrium is the simplest model of the tropical atmosphere, in which convective heating balances radiative cooling in the absence of horizontal energy transport. We introduce a framework relating the evolution of the length scale at which convection organizes to the spatial spectra of radiative cooling, surface enthalpy fluxes, and horizontal energy transport. The cloud longwave radiative effect is most important, stretching humid and dry regions to scales of several thousand kilometers in the Tropics. These findings suggest that resolving the coherence between high, ice-cloud radiation and water vapor across the 1-10,000 km scale range is key to modeling tropical dynamics, and may considerably reduce our biases in modeling large-scale tropical precipitation patterns that are relevant for human activity.

Date: January 10, 2018
Time: TBA
Location: TBA
By: J. McWilliams (UCLA)
Title: TBA
Abstract:

TBA

Date: January 22, 2018
Time: 2pm
Location: E314
By: F. Ragone (Università degli Studi di Milano-Bicocca)
Title: Studying extreme climatic events with rare event algorithms applied to numerical climate models
Abstract:

A reliable quantification of the risk associated with extreme climatic events is crucial for policymakers, civil protection agencies and insurance companies. Studying extremes on a robust statistical basis with complex numerical climate models is however computationally challenging, since extreme events are rare, and thus very long simulations are needed to sample a significant number of them. I will discuss how the problem of sampling extremes in climate models can be tackled using rare event algorithms. Rare event algorithms are numerical tools developed in the past decades in mathematics and statistical physics, dedicated to the reduction of the computational effort required to sample rare events in dynamical systems. Typically they are designed as genetic algorithms, in which a set of cloning rules are applied to an ensemble simulation in order to focus the computational effort on the trajectories leading to the events of interest. I will present a rare event algorithm developed in the context of large deviation theory, and I will show how it can be used to sample very efficiently extreme European heat waves in simulations with the climate model Plasim. This allows to characterise the statistics of heat waves with return times up to millions of years, with computational costs three orders of magnitude smaller than with direct sampling. This allows to sample a large number of trajectories leading to very rare events, which can be used to study their characteristic dynamics, and also to observe ultra rare events that would have never been observed in a normal simulation. I will then discuss how these techniques can be applied to study a wide range of different processes with complex climate models.

Date: January 29 2019)
Time: 2pm
Location: E314
By: Hye-Yeong Chun (Yonsei University, South Korea)
Title: Small-Scale Convective Gravity Waves: Contribution to the Large-Scale Circulations in the Middle Atmosphere
Abstract:

Vertically propagating gravity waves (GWs) transfer their momentum and energy to the large-scale flow in the middle atmosphere, where they are dissipated through the wave breaking, critical-level filtering, and radiative damping processes. The current resolution of general circulation models (GCMs), even for high-resolution ones with horizontal grid spacing of ~0.25o, do not fully resolve GWs, and thus their effects have to be parameterized in GCMs. Among the various sources of GWs, convection can generate high-frequency GWs, which have a broad phase speed spectrum and can propagate to high altitudes without seasonal restrictions. In this seminar, observational characteristics of convective GWs (CGWs), parameterization of CGWs for use in GCMs, and impacts of CGWs in the large-scale circulations in the middle atmosphere are presented. The observational evident of CGWs will be shown, based on satellites, super-pressure balloons, meteor radar, and high-resolution radiosonde measurements. Regarding the CGW parameterization, the basis of GW parameterization and the development history of CGWs will be provided. The impacts of the parameterized CGWs in the middle atmosphere circulations are given, based on recent works from my research group: (i) the quasi-biennial oscillation (QBO), (ii) polar-night jet in the southern hemisphere (SH) wintertime, and (iii) Madden-Julian oscillation (MJO). In the tropical stratosphere, CGWs can significantly contribute to the momentum budget of the QBO. The positive momentum forcing by parameterized CGWs is comparable to that by Kelvin wave during the easterly-to-westerly transition, while the negative momentum forcing by parameterized CGWs during the westerly-to-easterly transition is significantly larger than any other equatorial planetary waves (Kang et al. 2018, JAS). Regarding the polar-night jet, Choi and Chun (2013, JAS) demonstrated that excessive jet and cold-pole biases in the SH stratosphere during the wintertime, which have been a long-lasting problem in GCMs, can be alleviated significantly by including a CGW parameterization into a GCM. Recently, Kalish et al. (2018, JGR) showed that cloud-top momentum flux of CGWs evolve following the MJO phases, and the propagation speed of convective cloud associated with the MJO is similar to the dominant eastward-propagating speed of CGWs in the cloud top. Some important issues on the CGW parameterization will be discussed at the end of the seminar.