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See detailSimulation of annual cycles of phytoplankton, zooplankton and nutrients using a mixed layer model coupled with a biological model
Troupin, Charles ULiege

Master of advanced studies dissertation (2006)

In oceanography, the mixed layer refers to the near surface part of the water column where physical and biological variables are distributed quasi homogeneously. Its depth depends on conditions at the air ... [more ▼]

In oceanography, the mixed layer refers to the near surface part of the water column where physical and biological variables are distributed quasi homogeneously. Its depth depends on conditions at the air-sea interface (heat and freshwater fluxes, wind stress) and on the characteristics of the flow (stratification, shear), and has a strong influence on biological dynamics. The aim of this work is to model the behaviour of the mixed layer in waters situated to the south of Gran Canaria island, as well as the annual biological cycles (nutrients, planktons, detritus) which depend on it. To this end the one dimensional version of the ROMS (Regional Ocean Modelling System ) model is applied. The model consists of a physical model coupled with a biological one, with a mixed layer sub-model (K-Profile Parameterization). Initialization is done using mean profiles established from in situ data, forcing is from monthly means of heat fluxes, surface temperature, wind stress and heat flux sensitivity to sea surface temperature. These physical parameters are extracted from climatic databases and averaged over a 10-year period. Their annual variations are interpreted in order to physically predict the resulting behaviour of the mixed layer. The model is tested by means of a sensitivity analysis with respect to the forcing conditions, as well as through a comparison with other models for the case of idealized situations. Simulations are then performed, underlining, in summer, a strong stratification and a shallow mixed layer under the effect of the important heat fluxes; in late winter, a deep mixed layer due to convective mixing, causing an injection of nutrients into the layer and a phytoplankton bloom in February. Sverdrup critital depth euphotic theory is applied in the interpretation of these observations. Finally the model validation is achieved either through in situ data, or through climatic data, bringing to light a qualitative and quantitative agreement between model results and reality, for the physical variables as well as the biological ones. [less ▲]

Detailed reference viewed: 69 (9 ULiège)
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See detailStructuration dans les milieux granulaires
Troupin, Charles ULiege

Master's dissertation (2005)

L'objet de ce travail est l'étude des milieux granulaires soumis des oscillations sinusoïdales et des phénomènes de structurations qui peuvent s'y produire. Trois parties le composent : la première partie ... [more ▼]

L'objet de ce travail est l'étude des milieux granulaires soumis des oscillations sinusoïdales et des phénomènes de structurations qui peuvent s'y produire. Trois parties le composent : la première partie est une introduction générale o quelques propriétés des granulaires sont exposés et où quelques structures dissipatives sont comparées. La deuxième partie présente les différents modèles permettant de décrire les phénomènes de structurations dont traite le travail. La dernière partie consiste en une étude expérimentale réalisée au laboratoire du GRASP. L'étude des différents modèles a montré que, contrairement aux fluides ou aux solides, des équations d'évolution de la densité, la vitesse et la température n'étaient pas parfaitement établies, ceci étant du à la nature fortement dissipative des milieux granulaires. Une analyse du système a également révélé qu'une description de type "milieu continu" n'est pas parfaitement justifiée, car la séparation entre les échelles microscopiques et macroscopiques est assez floue dans les milieux granulaires. L'étude expérimentale a permis de reproduire la plupart des structurations décrites dans la littérature, malgré les nombreuses imperfections du dispositif employé (vibrations fournies par un haut-parleur). Quelques mesures de longueur d'onde des "patterns" en fonction de la fréquence ont été réalisées. L'étude des comportements d'une couche constituée de deux matériaux granulaires différents a révélé que les mêmes structurations que dans la couche homogène se produisent, les plus gros grains se plaçant sur au-dessus des plus petits. En conclusion, les milieux granulaires en général et des phénomènes de structuration en particulier sont des domaines très vastes en plein développements. Les aspects théorique, numérique et expérimental méritent chacun de faire l'objet de recherche. Ce travail permet de faire le point sur les connaissances actuelles dans le domaine et ouvre de nombreuses perspectives d'étude. [less ▲]

Detailed reference viewed: 58 (8 ULiège)