Stratosphere Troposphere exchange (STE) is important to study as it controls the chemical composition of the upper troposphere/lower stratosphere (UTLS) and thus the radiative balance of this region. STE also controls the transport of chemicals into the stratosphere which are vital to ozone depletion. The troposphere and the stratosphere have specific chemical characteristics and the transition region between these regions displays characteristics of both. Ozone and water vapour concentrations can be used as tracers for the characteristics of the troposphere and stratosphere. This thesis develops measures in tracer space, which allow the determination of the strength and depth of atmospheric mixing between the troposphere and the stratosphere in extratropical regions. The application of entropy as a measure of atmospheric mixing as introduced by Patmore and Toumi [2006], is improved in this study. This is a measure of how the ozone and water vapour mixing ratios vary as a result of mixing. An additional metric to give further information on the form of the mixing line in tracer space is also developed. This measure uses the ozone and water vapour mixing ratios at the boundaries of the transition region (BO3 and BH2O). This study uses data from ozonesondes and hygrometers, along with satellite data from the Atmospheric Infrared Sounder (AIRS). The ozone product from AIRS is also validated as part of this study. The entropy, BO3 and BH2O measures from this study, are successfully shown to detect regions of enhanced mixing in comparison studies. A key comparison shows that the measures developed in this study are able to produce comparable conclusions to higher resolution aircraft data, with regards to mixing. The separation of entropy, BO3 and BH2O, into different categories allows mixing processes to be assigned to some of the categories. Mixing is shown to have geographic preference, with some regions having significantly more mixing. Some categories have preference with regards to their location either poleward or equatorward of the jet stream. In addition, some information as to the direction of the vertical transport, whether stratosphere to troposphere or vice versa, is obtained.

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Le point de départ se situe dans l’écoute et l’impression d’improvisation laissée par les œuvres d’Enesco sur nous, en tant qu’auditeur subjectif. Nous plaçons ici l’expérience musicale, et non le seul texte musical au centre de notre interrogation. Par quels moyens et avec quelle terminologie peut-on rendre compte de cette impression d’improvisé dans une oeuvre écrite et, a priori, composée ? Les allures improvisées répondent à cette question et seront considérées comme fiction esthétique dans le sens qu’elles n’existent que pour l’auditeur. Deux catégories se révèlent dans la création d’une perception typique des allures improvisées, en lien avec des procédés d’écriture spécifiques : l’improvisation écrite, comme potentielle improvisation notée, et l’écriture improvisatrice, comme fausse improvisation. L’improvisation écrite se définit comme avatar potentiel de l’improvisation, changement, modification qui implique l’écriture. L’écriture improvisatrice se définit comme une fausse improvisation et par conséquent elle n’est qu’une imitation, par les moyens de la composition, de l’improvisation. / The starting point lies in the act of listening and the impression of improvisation left by Enesco's musical works on us, subjective listeners. We shall place the musical experience - and not just the mere musical text - at the core of our analysis. By what means and through what terminology can the impression of improvisation be accounted for in a written and theoretically composed musical work ? The seemingly improvised airs provide an answer to this question and will be considered as aesthetic fiction, in the sense that they exist only for the listener. Two categories emerge from the creation of a typical perception of the seemingly improvised airs, linked to specific writing techniques : written improvisation - as a potentially noted improvisation, and improvisatory writing - as a false improvisation. Written improvisation is defined as the potential avatar of improvisation, a change, a modification which implies writing. Improvisatory writing is defined as false improvisation ; consequently, it is nothing but an imitation, by means of composition, of improvisation.

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Les problèmes d’optimisation combinatoire sont devenus la cible de nombreuses recherches scientifiques pour leur importance dans la résolution de problèmes académiques et de problèmes réels rencontrés dans le domaine de l’ingénierie et dans l’industrie. La résolution de ces problèmes par des méthodes exactes ne peut être envisagée à cause des délais de traitement souvent exorbitants que nécessiteraient ces méthodes pour atteindre la (les) solution(s) optimale(s). Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés au contexte algorithmique de résolution des problèmes combinatoires, et au contexte de modélisation de ces problèmes. Au niveau algorithmique, nous avons appréhendé les méthodes hybrides qui excellent par leur capacité à faire coopérer les méthodes exactes et les méthodes approchées afin de produire rapidement des solutions. Au niveau modélisation, nous avons travaillé sur la spécification et la résolution exacte des problématiques complexes de fouille des ensembles de motifs en étudiant tout particulièrement le passage à l’échelle sur des bases de données de grande taille. D'une part, nous avons proposé une première parallélisation de l'algorithme DGVNS, appelée CPDGVNS, qui explore en parallèle les différents clusters fournis par la décomposition arborescente en partageant la meilleure solution trouvée sur un modèle maître-travailleur. Deux autres stratégies, appelées RADGVNS et RSDGVNS, ont été proposées qui améliorent la fréquence d'échange des solutions intermédiaires entre les différents processus. Les expérimentations effectuées sur des problèmes combinatoires difficiles montrent l'adéquation et l'efficacité de nos méthodes parallèles. D'autre part, nous avons proposé une approche hybride combinant à la fois les techniques de programmation linéaire en nombres entiers (PLNE) et la fouille de motifs. Notre approche est complète et tire profit du cadre général de la PLNE (en procurant un haut niveau de flexibilité et d’expressivité) et des heuristiques spécialisées pour l’exploration et l’extraction de données (pour améliorer les temps de calcul). Outre le cadre général de l’extraction des ensembles de motifs, nous avons étudié plus particulièrement deux problèmes : le clustering conceptuel et le problème de tuilage (tiling). Les expérimentations menées ont montré l’apport de notre proposition par rapport aux approches à base de contraintes et aux heuristiques spécialisées. / Combinatorial optimization problems have become the target of many scientific researches for their importance in solving academic problems and real problems encountered in the field of engineering and industry. Solving these problems by exact methods is often intractable because of the exorbitant time processing that these methods would require to reach the optimal solution(s). In this thesis, we were interested in the algorithmic context of solving combinatorial problems, and the modeling context of these problems. At the algorithmic level, we have explored the hybrid methods which excel in their ability to cooperate exact methods and approximate methods in order to produce rapidly solutions of best quality. At the modeling level, we worked on the specification and the exact resolution of complex problems in pattern set mining, in particular, by studying scaling issues in large databases. On the one hand, we proposed a first parallelization of the DGVNS algorithm, called CPDGVNS, which explores in parallel the different clusters of the tree decomposition by sharing the best overall solution on a master-worker model. Two other strategies, called RADGVNS and RSDGVNS, have been proposed which improve the frequency of exchanging intermediate solutions between the different processes. Experiments carried out on difficult combinatorial problems show the effectiveness of our parallel methods. On the other hand, we proposed a hybrid approach combining techniques of both Integer Linear Programming (ILP) and pattern mining. Our approach is comprehensive and takes advantage of the general ILP framework (by providing a high level of flexibility and expressiveness) and specialized heuristics for data mining (to improve computing time). In addition to the general framework for the pattern set mining, two problems were studied: conceptual clustering and the tiling problem. The experiments carried out showed the contribution of our proposition in relation to constraint-based approaches and specialized heuristics.