The coastline along Högklint and Gråberget, Gotland, Sweden, was examined in order to establish therate of cliff erosion, erosion patterns, as well as some of the driving factors of the erosional processes in the area. Picture comparisons of the coastline reveal some major geomorphological changes in the area over the last 100 years, and the coast is still changing. At present, gardens are slowly disappearing over the cliff edge, and during storms Buske fishing place is threatened to be destroyed.Cliff retreat values could be obtained on two locations with the help of a Light Detection and Ranging (LiDAR) system. Scans were made with the LiDAR in January and May 2013. The scans were latercompared in CloudCompare and a mean erosion rate of 0.159 m/a was obtained for the Högklint siteand 0.123 m/a for the Gråberget site. The cliffs were also studied with a Schmidt hammer that clearly showed how that the cliff face was more eroded below the visible groundwater table than above it. With Gemini Tinytag data loggers temperatures were measured from October 2012 to May 2013 at the surface of the cliff face and inside the cliff at a depth of 4.5 cm and 9.5 cm. It could be concluded that tempera- tures were within the frost-cracking window (-10 to -3 ºC) for 19.7 Julian days, not consecutive. Due to the visibly high water content in the cliff and temperatures within the frost-cracking window, ice segre- gation within the cliff is a possible eroding factor in the area.The cliffs are subjected to erosion caused by ground-, melt-, and rainwater in a significant degree, possibly even more so than by the impact of breaking waves. It is important that the municipality ofGotland takes action to prevent further damage on personal property and to prevent personal injury. Todo this further studies needs to be done on how future climate change will effect the coast and rate oferosion. / Kuststräckan längs med Högklint och Gråberget, Gotland, Sverige, undersöktes för att etablera erosionshastighet,erosionsmönster och de drivande erosionsprocesserna i området. Genom återfotografering ochbildjämförelse av kuststräckan konstateras stora geomorfologiska förändringar de senaste 100 åren.Kustförändringarna är en pågående process. I dagsläget försvinner trädgårdar bit för bit över klintkantenoch vid varje storm hotas Buske fiskeläge att förstöras.Med en Light Detection and Ranging (LiDAR) radar erhölls data över hur mycket som försvunnitfrån klinten på två platser längs området. LiDAR- skanningarna gjordes i januari och maj 2013. Mätningarnajämfördes sedan i CloudCompare och visade på ett medelvärde av erosionshastigheten på0,159 m/a för platsen vid Högklint och 0,123 m/a för platsen vid Gråberget. Klintarna undersöktes ocksåmed en Schmidt-hammare. Resultatet visar hur klippväggen är mer eroderad under den synliga grundvattennivånän över den. Mellan oktober 2012 och maj 2013 mättes temperaturen på klintväggen, samt4,5 cm och 9,5 cm inne i berget, med hjälp av Gimini Tinytag datainsamlare. Resultatet visar att temperaturenlåg inom spannet för frostsprängning, dvs -10 till -3 ºC, i sammanlagt 19,7 dygn. Dessa lågatemperaturer tillsammans med den höga andelen synligt vatten i klinten möjliggör för bildandet avsegregationsis inne i klinten. Detta kan vara en bidragande orsak till uppluckring av klintväggen ocherosion i området.En betydande del av klinterosionen längs med kusten sker på grund av grund-, smält-, och regnvatten,kanske till och med i högre grad än brytande vågor. Det är viktigt att Gotlands kommun vidtar åtgärderför att förhindra skada på egendom och personskador. Mer studier behövs för att ta reda på hur framtidaklimatförändringar kommer att påverka klintarna och erosionshastigheten längs med kusten.

L’intérêt croissant pour l’étude de la morphogénèse des côtes à falaises a permis de mieux appréhender les environnements méso/macrotidaux, mais en délaissant les environnements microtidaux. Pour cette raison, nous proposons d’étudier, à partir d’une approche exploratoire multi-échelle, la dynamique érosive des côtes à falaises en Méditerranée à travers l’exemple de la région Provence-Alpes-Côte d’Azur. Le choix de ce territoire s’est justifié en réponse à une problématique relative à la gestion des risques côtiers identifiée par le Conseil-Régional-PACA qui a financé ce travail doctoral. Les principaux objectifs visent à caractériser d’une part l’ampleur relative des occurrences érosives en fonction de la variabilité temporelle des forçages météo-climatiques, et d’autre part le degré du contrôle géologique sur la morphologie côtière. Toute la difficulté de l’étude réside donc dans l’optimisation des fenêtres d’observation afin de distinguer les comportements érosifs. Nous proposons donc de tester l’apport de quatre méthodes permettant de définir si l’érosion se produit de manière (1) continue à l’échelle annuelle (levés LiDAR embarqués depuis un bateau), (2) chronique à l’échelle séculaire (orthophotographies aériennes) et (3) exceptionnelle voir (4) catastrophique sur les temps propres à l’Holocène et au Quaternaire (datations aux cosmogéniques in situ 36Cl et analyses morphométriques). Au regard des résultats mesurés et interprétés, il apparaît que l’activité gravitaire produite au cours du XXe siècle (érosion moyenne de l’ordre du cm.an-1) est très faible par rapport aux environnements méso/macrotidaux / Increasing interest in studying rocky cliff coastline morphogenesis allowed a better understanding of meso/macrotidal environments, but let microtidal environments apart. Thus we propose studying the dynamic of cliff coastlines erosion in Mediterranean in the South-East of France, through a multi-scale explorative approach. This doctoral work was supported by the region Provence-Alpes-Côte d’Azur, which identified a problematic in relation with coastal hazard management. The main objectives aim at characterizing on one hand how the temporal variability of meteorologic and climatic forcings affects the magnitude of erosion, and on other hand to which extent the geological setting controls the coastline morphology. The great challenge of this work therefore consists in optimizing the observation range in order discriminate erosive behaviours. Thus we propose assessing the contribution of four methods in determining whether erosion takes place (1) continuously at annual scale (boat-borne laser scanning surveys), (2) chronic at secular scale (aerial orthophographies)and (3) exceptional even (4) catastrophic over the characteristic timescales of Holocene and Quaternary (cosmic ray exposure dating from in-situ 36Cl and morphometric analysis). The interpretation of the results shows that erosion rate observed through the XXth century (order of magnitude of cm.y-1) is very low compared to meso/macrotidal environments. However at timescales ranging from pluri-secular (0.29 ka BP) to pluri-millenar (6.8 ka BP), exceptional storms surges of +3 NGF could initiate an erosion process resulting in the formation of horizontal shore platforms.

After breaking through the glass ceiling, women often obtain precarious or risky leadership positions in crisis-ridden organizations (the glass cliff; Ryan & Haslam, 2005). Due to women’s minority status, their appointment in a crisis can signal important changes to organizational stakeholders indicating the use of new strategies for overcoming the crisis (signaling theory; Spence, 1973). Our study examines whether the media visibility of organizations moderates these signaling effects in ways that either strengthen or weaken glass cliffs. We augmented the archival dataset used by Haslam et al. (2010) in which the glass cliff phenomenon was discovered by including data on the media coverage that the Financial Times Stock Exchange index 100 companies received between 2001 and 2005. Our analysis shows that glass cliffs were more pronounced in companies with low media visibility. This suggests that the media visibility of organizations can contribute to increased accountability regarding their personnel decisions in ways that expose women leaders to less discrimination. / Nachdem sie die gläserne Decke durchbrechen, erreichen Frauen oft unsichere und riskante Führungspositionen in krisengeschüttelten Organisationen (gläserne Klippe oder Glass Cliffs; Ryan & Haslam, 2005). Nach der Signaltheorie (Signaling Theory; Spence, 1973) kann die Ernennung von Frauen in Krisenzeiten aufgrund ihrer Seltenheit Stakeholdern grundlegende Veränderungen bezüglich kritischer Probleme ankündigen. Wir untersuchen die Möglickeit, dass die mediale Sichtbarkeit von Organisationen Glass Cliffs moderiert – also verstärkt oder abschwächt. Können medial sichtbare Unternehmen wirksamere Signale senden oder stehen sie stärker unter Beobachtung? Hierfür wurde der Archivdatensatz von Haslam et al. (2010) um die Medienberichterstattung erweitert, die FTSE100-Unternehmen zwischen den Jahren 2001 und 2005 erhielten. Unsere Analyse zeigt, dass Glass Cliffs bei Unternehmen mit geringer medialer Sichtbarkeit stärker ausgeprägt waren. Dieser Befund zeigt, dass die medialer Sichtbarkeit von Organisationen zu einer höheren Verantwortlichkeit bei Personalentscheidungen beitragen kann, so dass weibliche Führungskräfte weniger diskriminiert werden.

For years, the impending enrollment cliff has been a regular topic amongst higher education officials. With this event slated to hit undergraduate programs by 2025, it is anticipated that graduate schools will begin feeling the impact by 2029. By examining factors influencing graduate student college choice, enrollment managers can identify ways to offset the decline in eligible graduate students. This study looked at applicants’ decisions to enroll or not enroll over a 5-year period at a public, research-intensive institution. The results of this study provided insight into the individual and academic factors that influence college choice, while also measuring the impact that the length of time from application to admission has on a student's decision to enroll or not enroll. By identifying these influencers and determining which factors universities can control, enrollment managers will have a better understanding of where to invest their time and resources when it comes to graduate recruitment. Historically, master’s and doctoral programs have been focused on selective enrollment, while the responsibility for institutional growth has fallen on undergraduate recruitment. However, administrators, faculty, and enrollment managers will need to reinvent how they think about recruitment and admissions if they are going to survive the impending enrollment cliff. Planning for the fall in graduate student enrollment now will empower higher education administrators to successfully navigate the fluctuation in the number of qualified graduate applicants before the enrollment cliff hits graduate schools.

Submitted by Paulo Gustavo Grahl (pgrahl@fgvmail.br) on 2013-10-18T05:32:44Z No. of bitstreams: 1 DoutoradoPG_final.pdf: 23501670 bytes, checksum: 55b15051b9acc69ac74e639efe776fae (MD5) / Approved for entry into archive by ÁUREA CORRÊA DA FONSECA CORRÊA DA FONSECA (aurea.fonseca@fgv.br) on 2013-10-28T18:22:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DoutoradoPG_final.pdf: 23501670 bytes, checksum: 55b15051b9acc69ac74e639efe776fae (MD5) / Approved for entry into archive by Marcia Bacha (marcia.bacha@fgv.br) on 2013-10-29T18:24:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DoutoradoPG_final.pdf: 23501670 bytes, checksum: 55b15051b9acc69ac74e639efe776fae (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-29T18:25:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DoutoradoPG_final.pdf: 23501670 bytes, checksum: 55b15051b9acc69ac74e639efe776fae (MD5) Previous issue date: 2012-12-22 / Esta dissertação concentra-se nos processos estocásticos espaciais definidos em um reticulado, os chamados modelos do tipo Cliff & Ord. Minha contribuição nesta tese consiste em utilizar aproximações de Edgeworth e saddlepoint para investigar as propriedades em amostras finitas do teste para detectar a presença de dependência espacial em modelos SAR (autoregressivo espacial), e propor uma nova classe de modelos econométricos espaciais na qual os parâmetros que afetam a estrutura da média são distintos dos parâmetros presentes na estrutura da variância do processo. Isto permite uma interpretação mais clara dos parâmetros do modelo, além de generalizar uma proposta de taxonomia feita por Anselin (2003). Eu proponho um estimador para os parâmetros do modelo e derivo a distribuição assintótica do estimador. O modelo sugerido na dissertação fornece uma interpretação interessante ao modelo SARAR, bastante comum na literatura. A investigação das propriedades em amostras finitas dos testes expande com relação a literatura permitindo que a matriz de vizinhança do processo espacial seja uma função não-linear do parâmetro de dependência espacial. A utilização de aproximações ao invés de simulações (mais comum na literatura), permite uma maneira fácil de comparar as propriedades dos testes com diferentes matrizes de vizinhança e corrigir o tamanho ao comparar a potência dos testes. Eu obtenho teste invariante ótimo que é também localmente uniformemente mais potente (LUMPI). Construo o envelope de potência para o teste LUMPI e mostro que ele é virtualmente UMP, pois a potência do teste está muito próxima ao envelope (considerando as estruturas espaciais definidas na dissertação). Eu sugiro um procedimento prático para construir um teste que tem boa potência em uma gama de situações onde talvez o teste LUMPI não tenha boas propriedades. Eu concluo que a potência do teste aumenta com o tamanho da amostra e com o parâmetro de dependência espacial (o que está de acordo com a literatura). Entretanto, disputo a visão consensual que a potência do teste diminui a medida que a matriz de vizinhança fica mais densa. Isto reflete um erro de medida comum na literatura, pois a distância estatística entre a hipótese nula e a alternativa varia muito com a estrutura da matriz. Fazendo a correção, concluo que a potência do teste aumenta com a distância da alternativa à nula, como esperado. / This dissertation focus on spatial stochastic process on a lattice (Cliff & Ord--type of models). My contribution consists of using Edgeworth and saddlepoint series to investigate small sample size and power properties of tests for detecting spatial dependence in spatial autoregressive (SAR) stochastic processes, and proposing a new class of spatial econometric models where the spatial dependence parameters that enter the mean structure are different from the ones in the covariance structure. This allows a clearer interpretation of models' parameters and generalizes the set of local and global models suggested by Anselin (2003) as an alternative to the traditional Cliff & Ord models. I propose an estimation procedure for the model's parameters and derive the asymptotic distribution of the parameters' estimators. The suggested model provides some insights on the structure of the commonly used mixed regressive, spatial autoregressive model with spatial autoregressive disturbances (SARAR). The study of the small sample properties of tests to detect spatial dependence expands on the existing literature by allowing the neighborhood structure to be a nonlinear function of the spatial dependence parameter. The use of series approximations instead of the often used Monte Carlo simulation allows a simple way to compare test properties across different neighborhood structures and to correct for size when comparing power. I obtain the power envelope for testing the presence of spatial dependence in the SAR process using the optimal invariant test statistic, which is also locally uniformly most powerful invariant (LUMPI). I have found that the LUMPI test is virtually UMP since its power is very close to the power envelope. I suggest a practical procedure to build a test that, while not UMP, retain good power properties in a wider range for the spatial parameter when compared to the LUMPI test. I find that power increases with sample size and with the spatial dependence parameter -- which agrees with the literature. However, I call into question the consensus view that power decreases as the spatial weight matrix becomes more densely connected. This finding in the literature reflects an error of measure because the hypothesis being compared are at very different statistical distance from the null. After adjusting for this, the power is larger for alternative hypothesis further away from the null -- as one would expect.

[ES] Esta tesis investiga las oportunidades, desafíos y limitaciones para la investigación en el campo de la ecología vegetal, en el contexto de los acantilados mediterráneos. En concreto, las especies casmofiticas, cuyos hábitats naturales se caracterizan por su acusada pendiente. Las laderas de las montañas de piedra caliza en la proximidad del mar, en la parte central y occidental del área mediterránea se consideran objetos de estudio. Los estudios se llevaron a cabo en los cinturones costeros de montaña de las costas del noroeste de Sicilia y la costa diánica en la Comunidad Valenciana. El primer capítulo, titulado "The complexity of environmental factors: cliff microclimate", investiga la variabilidad del microclima del acantilado en tres áreas diferentes en Sicilia y España, analizando las condiciones ambientales creadas por el acantilado en una escala muy estrecha. Se recopilaron seis conjuntos de datos independientes y comparables que recogen las principales variables meteorológicas a lo largo de un período total de 18 meses. La gama resultante de condiciones ambientales se compara por pares a lo largo de dos gradientes ambientales principales: la orientación del acantilado Norte/Sur y la proximidad al mar. Además, los rasgos foliares intraespecíficos se utilizan para estudiar la variación en la respuesta funcional de las plantas que viven en las orientaciónes opuestas en una misma área de investigación. La variación resultante se correlaciona con la influencia de las condiciones microclimáticas creadas por la pendiente y el aspecto en los rasgos de la planta antes mencionados. El segundo capítulo, titulado "Compositional data and analyses of areas and plant communities in the coastal cliffs of the Valencian Community (Spain)", presenta una ordenación de los sitios de estudio y de las especies vegetales que habitan en las zonas de acantilados del cinturón montañoso a lo largo de las costas de la región diánica en el este de España. El estudio reveló correlaciones significativas entre las unidades de vegetación y los sitios con referencia a la amplia orientación geográfica Norte/Sur. Sin embargo, fue poco informativo con respecto a revelar las principales diferencias observadas en la estructura del conjunto de plantas relacionadas con laa variaciones microtopográficas registradas en el conjunto de datos. En el tercer capítulo, titulado "UAV (drone) surveys for the study of plant- microtopography relationships and for the conservation of rare species", se describe la metodología propuesta para investigar entornos verticales poco accesibles. También se analizaron los desafíos y las oportunidades de la investigación ecológica vegetal en estas áreas tipicamente inaccesibles. Un primer conjunto de datos comprende un censo visual parcial y total de dos especies endémicas de acantilados estrechos en las áreas de estudio españolas e italianas. Mediante el uso de la fotogrametría aérea de corto alcance y el modelado 3D, fue posible estudiar los efectos de la micro topografía en la segregación de nichos, tanto a nivel de comunidad como de especie. Se utilizaron métodos de ordenación para correlacionar las especies endémicas seleccionadas y conjuntos de plantas con factores ambientales como el aspecto local y global, la pendiente y la distancia desde los bordes de los acantilados. En el cuarto capítulo, titulado "Distribution, ecology, conservation status and phylogeography of Pseudoscabiosa limonifolia, a paleo-endemic chasmophytic species from Sicily (Italy)", se analiza en detalle la estructura filogeográfica de una especie endémica de acantilados, Pseudoscabiosa limonifolia (Caprifoliaceae, subfamilia Dipsacaceae), también considerando las relaciones filogeográficas con sus taxones más próximos. Además, su distribución total se determinó mediante observaciones de campo, caracterizando su hábitat y evaluando su estado de conservación como Vulnerable de acuerdo con las / [CA] Aquesta tesi va investigar les oportunitats, reptes i limitacions per a la investigació en el camp de l'ecologia vegetal, en el context dels penya-segats mediterranis. En concret, les espècies casmofitiques, amb hàbitats naturals que es caracteritzen pel seu acusat pendent. Les vessants de les muntanyes de pedra calcària en la proximitat del mar, a la part central i occidental de l'àrea mediterrània són considerats objectes d'estudi. Els estudis es portaren a terme als cinturons costers de muntanya de les costes del nord de Sicília i la costa diànica a la Comunitat Valenciana. El primer capítol, titulat "The complexity of environmental factors: cliff microclimate", investiga la variabilitat del microclima del penya-segat en tres àrees diferents de Sicília i Espanya, analitzant les condicions ambientals creades pel penya-segat a una escala molt estreta. Es recopilen sis conjunts de dades independents i comparables que reconeixen les principals variables meteorològiques a llarg termini durant un període total de 18 mesos. Les dades resultants de les condicions ambientals es comparen per parells al llarg de dos gradients ambientals principals: l'orientació del penya-segat Nord/Sud i la proximitat a la mar. A més, els trests foliars intraespecífics s'utilitzen per estudiar la variació en la resposta funcional de les plantes que habiten orientacions oposades dins d'un àrea d' investigació. La variació resultant es correlaciona amb la influència de les condicions microclimàtiques creades pel vessant i els aspectos funcionals dels trets vegetals esmentats. El segon capítol, titulat "Compositional data and analyses of areas and plant communities in the coastal cliffs of the Valencian Community (Spain)", presenta una ordenació dels llocs d'estudi i de les espècies de plantes que habiten a les zones de penya- segats del cinturó de muntanya al llarg de les costes de la regió diànica de España. L'estudi va a revelar correlacions significatives entre les unitats de vegetació i els llocs amb referència a l'amplias orientació geogràfica Nord/Sud. No obstant aixó, va ser poc informatiu per poder revelar les diferències observades en l'estructura del conjunt de plantes relacionades amb les variacions microtopogràfiques registrades al conjunt de dades Al tercer capítol, titulat "UAV (drone) surveys for the study of plant-microtopography relationships and for the conservation of rare species", es descriu la metodologia proposada per a investigar entorns verticals poc accessibles. També es van analitzar els reptes i les oportunitats de la investigació ecològica vegetal en aquestes àrees normalment inaccesibles. Un primer conjunt de dades inclou el cens visual parcial i el total de dues espècies endèmiques de penya-segats a les àrees d'estudi espanyoles i italianes. Mitjançant la fotogrametria aèrea a curt abast i el modelat 3D, va ser possible estudiar els efectes de la microtopografia en la segregació de nínxols, tant a nivell comunitari com d'espècies. Es van utilitzar mètodes d'ordenació per a correlacionar les espècies endèmiques seleccionades i conjunts vegetals sencers amb factors ambientals com ara l'aspecte local i global, el pendent i la distància de les vores dels penya-segats. En el quart capítol, titulat "Distribution, ecology, conservation status and phylogeography of Pseudoscabiosa limonifolia, a paleo-endemic chasmophytic species from Sicily (Italy)", que s'analitza en detall l'estructura filogeográfica d'una espècie endèmica de penya-segats, Pseudoscabiosa limonifolia (Caprifoliaceae, subfamilia Dipsacaceae), considerant tambè les relacions filogeogràfiques amb els seus taxons més propers. A més, la seva distribució total es va determinar mitjançant observacions de camp, caracteritzant el seu hàbitat i avaluant el seu estat de conservació com a Vulnerable, d'acord amb les directrius de la llista roja de la UICN. / [EN] This thesis investigated opportunities, challenges and limitations for plant ecological research in the context of Mediterranean cliffs. In particular, chasmophytic species, whose natural habitats are very steep, limestone mountain slopes in the proximity of the sea, in the Central and Western part of the Mediterranean area are considered as study objects. Studies were carried out in the coastal mountain belts of both North-western Sicily and Dianic coasts in the Valencian Community (Spain). The first chapter, entitled "The complexity of environmental factors: cliff microclimate", investigates the variability of cliff microclimate in three different areas in Sicily and Spain, analysing the environmental conditions created by the cliff at very fine scale. Six independent and comparable datasets including the main meteorological variables were compiled in a total period of 18 months. The resulting spectra of environmental conditions are compared pairwise along two key environmental gradients: North/South cliff orientation and proximity to the sea. Intraspecific leaf traits are used in order to investigate variations in the functional response of plants living on opposite orientations. The resulting variation is then correlated with the influence of microclimatic conditions created by slope and functional aspects of the aforementioned plant traits. The second chapter, entitled "Compositional data and analyses of areas and plant communities in the coastal cliffs of the Valencian Community (Spain)", presents an ordination of the study sites and of the plant species inhabiting the cliff zones of the mountain belt along the coasts of the Dianic region in Eastern Spain. The study revealed significant correlations between the vegetation units and the sites with reference to the broad North/South geographical orientation. However, it was poorly informative in respect to reveal the major differences observed in the structure of the plant assemblage related to the micro- topographic variations recorded in the dataset. In the third chapter, entitled "UAV (drone) surveys for the study of plant- microtopography relationships and for the conservation of rare species", a proposed survey methodology for investigating inaccessible vertical environments is described. Challenges and opportunities of plant ecological research in these typically inaccessible areas were also analysed. A first set of data is comprised of partial and total visual census of two narrow endemic cliff species in the Spanish and Italian study areas. Through the use of aerial close- range photogrammetry and 3D modelling, it was possible to study the effects of micro-topography on niche segregation, both at community and species level. Ordination methods were used to correlate selected endemic species and entire plant assemblages to environmental factors such as local and global aspect, slope and distance from cliff edges. The fourth chapter, entitled "Distribution, ecology, conservation status and phylogeography of Pseudoscabiosa limonifolia, a paleo-endemic chasmophytic species from Sicily (Italy)", is addressed to analyse in details the phylogeographic structure of a cliff narrow endemic species, Pseudoscabiosa limonifolia (VAHL) DEVESA (Caprifoliaceae, subfamily Dipsacaceae), also taking in consideration its closest sister taxa. Furthermore, its total distribution was determined by field surveys, characterizing its habitat, and assessing its conservation status as Vulnerable according to IUCN red list guidelines. / De Simone, L. (2020). Ecological aspects of plants inhabiting Mediterranean cliffs. Challenges and prospects of life in vertical environments [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/159877 / TESIS

This thesis presents a new template for multidisciplinary habitat mapping that combines the analyses of seafloor geomorphology, oceanographic proxies and modelling of associated biologic features. High resolution swath bathymetry of the Faial and western Pico shelves is used to present the first state-of-the-art geomorphologic assessment of submerged island shelves in the Azores. Solid seafloor structures are described in previously unreported detail together with associated volcanic, tectonic and erosion processes. The large sedimentary expanses identified in the area are also investigated and the large bedforms identified are discussed in view of new data on the local hydrodynamic conditions. Coarse-sediment zones of types hitherto unreported for volcanic island shelves are described using swath data and in situ imagery together with sub-bottom profiles and grainsize information. The hydrodynamic and geological processes producing these features are discussed. New oceanographic information extracted from satellite imagery is presented including yearly and seasonal sea surface temperature and chlorophyll-a concentration fields. These are used as proxies to understand the spatio-temporal variability of water temperature and primary productivity in the immediate island vicinity. The patterns observed are discussed, including onshore-offshore gradients and the prevalence of colder/more productive waters in the Faial-Pico passage and shelf areas in general. Furthermore, oceanographic proxies for swell exposure and tidal currents are derived from GIS analyses and shallow-water hydrographic modelling. Finally, environmental variables that potentially regulate the distribution of benthic organisms (seafloor nature, depth, slope, sea surface temperature, chlorophyll-a concentration, swell exposure and maximum tidal currents) are brought together and used to develop innovative statistical models of the distribution of six macroalgae taxa dominant in the infralittoral (articulated Corallinaceae, Codium elisabethae, Dictyota spp., Halopteris filicina, Padina pavonica and Zonaria tournefortii). Predictive distributions of these macroalgae are spatialized around Faial island using ordered logistic regression equations and raster fields of the explanatory variables found to be statistically significant. This new approach represents a potentially highly significant step forward in modelling benthic communities not only in the Azores but also in other oceanic island shelves where the management of benthic species and biotopes is critical to preserve ecosystem health.

Ce travail de thèse a pour ultime objet la contribution à des travaux scientifiques nécessaires à l'amélioration de la connaissance des processus photochimiques, radiatifs et de transport régissant l'évolution des espèces minoritaires et de l'ozone atmosphérique. Les travaux et les résultats de recherche reportés dans ce document sont focalisés sur le développement, la mise en oeuvre, la validation de trois catégories de modèles numériques de l'atmosphère. Ils sont constitués par un modèle photochimique ou de boîte ; un modèle unidimensionnel diffusif et photochimique ; et un modèle tridimensionnel dynamique et de transport des composés chimiques avec variations diurnes à l'échelle du globe. La stratégie consiste à coupler le modèle de boîte intégrant un mécanisme cinétique approprié avec chacun des modèles. Les résultats numériques sont par la suite confrontés: aux mesures existantes de concentration des espèces chimiques obtenues dans le cadre de campagnes de lancements de ballons stratosphériques ; aux observations effectuées à partir de la surface du globe ; et finalement aux données satellitaires. Ces travaux sont complétés par l'introduction de nouvelles valeurs des sections efficaces d'absorption de quelques espèces (pour la photolyse) et de nouvelles valeurs de constantes cinétiques (pour les réactions chimiques) mesurées en laboratoire. En particulier, uns des ultimes objectifs de ce travail consistent à mettre en oeuvre le modèle tridimensionnel (3D) à variations diurnes cité précédemment, et à confronter les résultats aux observations satellitaires chimiques existantes pour une période précise. A moyen terme, le modèle 3D sera appliqué pour l'interprétation des futures observations effectuées depuis l'espace dans le cadre de la nouvelle mission spatiale UARS de la NASA (" Upper Atmospheric Research Satellite "). Le lancement du satellite, prévu en 1991, aura pour mission, l'observation des variations spatio-temporelles de la concentration des composés chimiques et de certains paramètres physiques et radiatifs dans les trois couches atmosphériques : la stratosphère, la mésosphère et la thermosphère. La mission est dédiée à l'étude des espèces ayant un rôle majeur sur la destruction de la couche d'ozone polaire et à l'évolution du climat sous l'influence des gaz à effet de serre. L'évolution temporelle de la position du satellite autour de son orbite permettra d'en extraire les variations diurnes des composés aux mêmes heures TU et aux mêmes endroits, permettant l'application et la mise en oeuvre du modèle de boîte pour la compréhension des processus. Parmi les autres objectifs de cette thèse, les points suivants sont traités en détail: 1) Le développement d'une méthode numérique novatrice pour la résolution d'un ensemble d'équations de continuité non linéaires et couplées des espèces chimiques. Par la suite, La méthode est analysée et évaluée numériquement, comparée aux techniques standard existantes et intégrée dans chacun de ces 3 modèles. La formulation de la technique numérique doit être standard et facilement adaptable à n'importe quels systèmes d'équations d'évolution des espèces associées à de mécanismes cinétiques et pour n'importe quelle partie de l'atmosphère. La méthode doit résoudre, sans paramétrisation, les variations diurnes des composés dues aux effets de l'évolution très rapide spatiotemporelle de la photolyse aux zones de coucher et lever du soleil, et parfois aux conséquences de l'évolution temporelle des quantités d'émissions chimiques rejetées par les sources sur la concentration des espèces. 2) Le développement, la mise en oeuvre et la validation d'un modèle photochimique ou " de boîte ", utilisant la méthode développée en 1). De la même manière, le modèle de boîte est conçu pour être applicable à n'importe quelles régions de l'atmosphère à savoir: la couche limite atmosphérique, la troposphère libre, la stratosphère et la mésosphère. 3) La vérification de la performance du modèle de boîte développé en 2) par l'interprétation d'un ensemble d'observations satellitaires et des mesures in situ de la concentration de certains composés chimiques par l'usage des ballons stratosphériques dans la stratosphère et par confrontation de la concentration de l'ozone mesurée par la technique micro-ondes dans la mésosphère ; 4) Le développement d'un modèle photochimique et diffusif unidimensionnel (dans la direction verticale), en incluant les variations diurnes des composés, par couplage du modèle de boîte développé en 2) avec un modèle purement de transport diffusif (également développé dans ce travail). L'ensemble est mis en oeuvre pour l'interprétation des mesures de profils verticaux de quelques composés chimiques dans la stratosphère et la mésosphère, obtenues soit à distance par de satellites soit in situ par ballons; 5) Le couplage, à chaque pas de temps, et l'intégration directe du modèle de boîte avec le modèle de circulation générale de METEO France (Emeraude) qui calcule de manière pronostique le champ dynamique et thermodynamique, les paramètres radiatifs et physiques et utilise les techniques d'assimilation des données d'observations dans l'atmosphère globale (vents, température, vapeur d'eau, nuages, flux solaires, etc.). L'ensemble constitué par le modèle Arpège et le modèle de boîte incluant un mécanisme cinétique de l'ozone stratosphérique, est mis en oeuvre pour interpréter les variations spatio-temporelles à 3 dimensions des espèces azotées et de l'ozone dans la stratosphère. En particulier, l'accent est mis sur la modélisation du phénomène appelé " Noxon Cliff ") consistant à l'apparition de gradients horizontaux des espèces azotées (NO2) lors de l'apparition du réchauffement soudain de la stratosphère moyenne, accompagné par la division du vortex polaire Nord en quelques cellules, vers la fin de l'hiver boréale. Chapitre I. Ce chapitre rappelle certaines notions des lois physiques pour l'atmosphère : la dynamique, le transport des espèces et la photochimie dans l'atmosphère et effectue une revue des différentes catégories de modèles numériques existants: photochimiques, radiatifs et dynamiques développés et mis en oeuvre durant les dernières décennies par la communauté scientifique pour explorer et étudier l'aéronomie de l'atmosphère et l'évolution du climat. Chapitre II. Dans un premier temps, le chapitre traite en détail le développement et l'analyse numérique de la " méthode novatrice " à laquelle nous avons associé la dénomination : " Semi Implicite Symétrique (SIS) ". Cette analyse numérique théorique approfondie, au sens mathématique des équations différentielles ordinaires (EDO) dont font partie les équations de continuité des espèces chimiques, consiste à explorer et à décrire son origine, sa définition, sa précision et sa stabilité, numériques. La caractéristique: " conservation du nombre d'atomes (CNA) " des composés chimiques par la méthode, après la résolution numérique des systèmes d'équations, est démontrée et comparée à celle des autres techniques de même objectif. La notion de CNA ne peut être confondue à celle de " conservation de la masse " de matière, condition appliquée aux méthodes de résolution des équations de transport (advection ou autres). D'autres caractéristiques de la méthode sont aussi explorées ; par exemple la possibilité de l'apparition de concentration faiblement négatives. Pour pallier ce petit inconvénient, un traitement numérique spécial très efficient, basé sur l'analyse de la caractéristique des espèces participant aux réactions chimiques " incriminées " est proposé. Dans un deuxième temps, une mise en oeuvre du modèle de boîte appliqué à un cas photochimique, défini par un mécanisme cinétique de l'ozone sous des conditions stratosphériques, est réalisée afin d'évaluer en profondeur la performance numérique du modèle et sa capacité à interpréter les observations. Le chapitre II contient différents paragraphes traitant en détail les points essentiels suivants en utilisant ce même cas: a) les caractéristiques numériques et la performance des autres méthodes couramment utilisées par la communauté scientifique depuis plus d'une décennie pour la résolution des équations cinétiques non linéaires dans les modèles, sont comparées à celles de la méthode SIS. Les avantages et inconvénients de chacune des méthodes sont soulignés. En particulier SIS conserve strictement le nombre d'atomes, et est absolument stable (ou sans condition de stabilité) contrairement aux autres méthodes classiques. b) En 1971, le mathématicien Gear a publié deux méthodes numériques très bien adaptées aux systèmes d'équations non linéaires très raides et légèrement raides (ou " stiff " en anglais). Ces méthodes utilisant l'approche numérique prédicteur-correcteur et résolution par itérations successives, sont considérées comme des références. Un rappel de cette technique est traité dans ce travail. Par la suite, la précision, la stabilité numérique, le coût numérique ou le temps de calcul et la notion de conservation du nombre d'atomes sont inter comparées entre cette technique et SIS. c) Grâce à sa caractéristique implicite (seul le prédicteur est en explicite), la méthode de Gear conserve aussi le nombre d'atomes des composés après résolution des systèmes. La précision de SIS est égalable à celle de la méthode de GEAR avec quelques pourcents de différence au moment du coucher et du lever du soleil, associés à la raideur des systèmes photochimiques liée aux variations temporelles abruptes et très significatives de la concentration des espèces sous l'influence de la photolyse. La stabilité numérique de SIS est également démontrée. d) La résolution des équations cinétiques aboutit à l'inversion des matrices jacobiennes à chaque pas de temps successifs des modèles. Après quelques test et " benchmark ", nous avons pu identifier que cette inversion de matrices est la plus coûteuse en temps de calcul et de manière exponentielle selon le rang de la matrice (ou le nombre de composés chimiques). Après plusieurs applications et évaluations de quelques techniques d'inversion de matrices, la méthode de résolution directe de Gauss par élimination apparaît la plus adaptée et constitue un bon compromis pour la méthode SIS. En effet, ces tests d'inversion ont permis de montrer que les matrices jacobiennes issues de la cinétique, possèdent un taux de raideur très élevé (ou " stiffness ratio " en anglais. Ce taux est défini comme le rapport entre la valeur absolue des valeurs propres minimales et maximales. Plus ce rapport est élevé, moins les systèmes itératifs aboutissent à une convergence d'où l'utilisation des méthodes directes d'inversion. En conséquence en terme de coût de calcul, SIS fait apparaître un temps CPU global (" clock period unit ") largement inférieur à celui de GEAR, toute chose égale par ailleurs sauf pour le pas de temps du modèle montrant ainsi son intérêt majeur pour l'introduction de chimie plus élaborée pour de longues intégrations dans les modèles tridimensionnels. Chapitre III. L'évaluation de la performance de la méthode SIS et la validation des résultats du modèle de boîte photochimique sont effectuées par le biais de la comparaison des résultats avec des mesures de profils verticaux existants dans les bases de données d'observations de quelques composés chimiques dans la stratosphère dont : O3, OH, HO2, HNO3, N2O5 et ClO. Trois études de cas dans la stratosphère sont traitées dont deux ont fait l'objet de publication: * L'interprétation par le modèle de boîte, des mesures de profil vertical de NO3 au dessus de 30km d'altitude obtenus par lancements de ballons stratosphériques (5 missions différentes) à Aire-sur-l'Adour, France (43°42'N, 0°15'W) entre 1980 et 1985, en introduisant de nouvelles valeurs des sections efficaces d'absorption de NO3 mesurées en laboratoire. Ce travail aboutit à une publication. * L'interprétation par le modèle de boîte, des mesures des variations diurnes de NO et NO2 (une mesure la nuit, une autre le jour et une au coucher et lever du soleil) obtenues pendant la campagne MAP GLOBUS organisée à Aire-sur-l'Adour à trois niveaux d'altitude situés aux pressions atmosphériques: 18hPa, 10hPa et 7.5hPa. A chaque observation, le ballon est plafonné à l'altitude considérée pour permettre les mesures temporelles. Ce travail aboutit à une publication. * L'interprétation par le modèle de boîte des mesures de variations diurnes de l'ozone mésosphérique entre 50km et 75km d'altitude par pas de 5km, en utilisant à partir du sol un radiomètre micro-onde dans la fréquence 110.856 GHz correspondant à une raie d'émission de l'espèce ; le radiomètre étant couplé avec un spectromètre. Les résultats du modèle sont conformes aux mesures. Les analyses exploratoires soulignent l'importance de la contribution des réactions chimiques associées aux composés hydrogénés H, OH et HO2 sur la concentration de l'ozone. A ces niveaux d'altitude, la réaction chimique entre la vapeur d'eau et le métastable O1D issu de la photodissociation de l'ozone constitue la source principale de ces composés hydrogénés. Chapitre IV. Le couplage du modèle de boîte utilisant la méthode SIS avec un modèle à une dimension diffusif et stationnaire (selon la verticale du lieu) également créé dans ce travail, permet la comparaison des résultats numériques avec un ensemble de mesures satellitaires. Ces observations intègrent les profils verticaux de composés chimiques à plus longue durée de vie dont : CH4, N2O, H2O, CO, HNO3, H2, et HCl, et à plus courte durée de vie comme OH et ClO, mais aussi des espèces chimiques azotées (NO, NO2, NOy) et des espèces chlorées (ClO, Cly). Ce chapitre montre également l'applicabilité de la méthode SIS aux équations d'évolution photochimique des " Familles " azotée et chlorée : NOy, Cly. Les résultats numériques du modèle unidimensionnel sont comparables à ceux d'autres modèles de même nature développés par d'autres auteurs et sont parfaitement cohérents avec l'ensemble des observations. Chapitre V. L'objet de ce dernier chapitre consiste à développer une méthodologie novatrice de modélisation tridimensionnelle de la distribution spatio-temporelle des composés minoritaires dans l'atmosphère en introduisant pour la première fois les variations diurnes des espèces chimiques. Dans le passé, due à la complexité des mécanismes photochimiques atmosphériques et les coûts informatiques, les modèles tridimensionnels incluent seulement, soit une chimie très simplifiée, soit un système cinétique un peu plus développé mais dont les variations diurnes sont linéarisées. Grâce à ses performances inégalées par rapport aux techniques classiques et à la méthode de référence " de Gear " (précision, stabilité, conservation et coût), le modèle de boîte utilisant SIS couplé au modèle dynamique, peut alors inclure un grand nombre de composés chimiques. Cette approche innovante de modélisation tridimensionnelle avec variations diurnes chimiques, jamais abordée auparavant par la communauté scientifique, peut permettre une intégration sur du long terme, couvrant ainsi les saisons et les années. Cette intégration est indispensable à une meilleure connaissance de l'évolution spatio-temporelle de la couche d'ozone et de l'établissement de la distribution de ses précurseurs avec l'utilisation des données satellitaires issues de UARS. La faisabilité de ces longues intégrations est par ailleurs facilitée par l'apparition et de nouveaux super calculateurs puissants pour les calculs intensifs (exemple CRAY 1). * Dans un premier temps, la méthode de couplage dite " time-splitting ", à chaque pas de temps d'intégration, du modèle de boîte à variations diurnes avec le modèle de circulation générale Emeraude de Météo France, est décrite. Le modèle Emeraude inclut la dynamique, le transport des espèces, la physique de l'atmosphère, le couplage terre atmosphère, la formation des nuages et le transfert radiatif. Les espèces azotées et chlorées sont intégrées dans le mécanisme cinétique stratosphérique du modèle de boîte pour décrire la chimie de l'ozone pour l'étude de cas. * Dans un deuxième temps, l'ensemble couplé est mis en oeuvre pour calculer la distribution spatio-temporelle des espèces azotées et de l'ozone dans la stratosphère. En particulier, l'accent est mis sur la modélisation du comportement de certaines espèces chimiques lors du réchauffement stratosphérique soudain dans les régions polaires Nord vers la fin de l'hiver. Ce phénomène est régulièrement observé aux niveaux d'altitude stratosphérique de pression: 10hPa à 20hPa dans ces régions. Le vortex polaire stratosphérique Nord subit alors une division en deux ou plusieurs cellules dynamiques, accompagnée d'un réchauffement rapide du milieu. D'après les observations de Noxon en 1979, cette division du vortex stratosphérique a un effet sur la distribution horizontale du contenu intégré du dioxyde d'azote que l'auteur a dénommé le " Noxon Cliff " consistant à l'apparition de forts gradients horizontaux de concentration intégrée de NO2 autour de 50°N. Une courte simulation a été effectuée avec le modèle tridimensionnel pour le mois de février 1979, période d'observations du réchauffement soudain. Le modèle permet de vérifier les hypothèses de Noxon sur la distribution spatiale du composé NO2. * Le chapitre conclut sur la faisabilité de l'intégration des variations diurnes des espèces chimiques dans un modèle tridimensionnel sur du long terme. Le satellite UARS effectuera une série d'observations d'un ensemble de composés chimiques dans la stratosphère et la mésosphère sur une longue période étalée sur quelques années. Les variations diurnes des composés chimiques peuvent en être extraites avec leur distribution horizontale et verticale. Ce modèle 3D permettra la confrontation des mesures obtenues par UARS avec les résultats numériques et contribuera à une meilleure connaissance de la chimie de l'ozone et du phénomène de trou d'ozone observé dans l'Antarctique en incluant la chimie hétérogène réagissant sur la surface des nuages polaires stratosphériques.

Abstract This thesis focuses on topographic mapping of rock formations with the use of new technologies in a comprehensive manner, from airborne laser scanning (ALS) data acquisition and processing in rocky terrains, followed by their processing to the content of topographic databases and their cartographic processing in maps. The introduction discusses issues of importance for practice, and the relation between topographic mapping of rocks and other fields of human activity. The ALS section describes products for topographic mapping of rocks derived from ALS data, and discusses the specifics of ALS data acquisition and processing in wooded rugged terrain. Existing solutions of this problem are explained and their limitations are identified. Author's own approaches to solving this task are presented as case studies, including three made a further three designed experiments with ALS data processing and evaluation of their results. Recommendation regarding mapping of sandstone landscapes in Czechia have been also addressed. The topographic section describes the current representation of rocks and related objects in the ZABAGED database (Czech national digital topographic database), explains the historical context, analyzes this data and identifies their shortcomings in relation to the ALS. Research...

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