Impact des variations de l'insolation et du CO2 atmosphérique sur l'évolution passée et future des calottes de glace PDF Download
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Book Description
La communauté scientifique s’intéresse depuis longtemps à la compréhension du système climatique terrestre. Ce système se caractérise par une grande complexité, due aux interactions entre ses nombreuses composantes (atmosphère, océans, biosphère, lithosphère et cryosphère) opérant à différentes échelles de temps. A ces interactions se rajoute maintenant une forte pression anthropique, capable de modifier l’état du climat, ainsi que l’amplitude et la fréquence de ces variations naturelles. Un des moyens d’étudier et de comprendre les changements climatiques en cours consiste à analyser les variations passées. Ceci permet d’établir des confrontations avec d’autres périodes et transitions de l’histoire de la Terre, ainsi que de tester les résultats des modèles dans des contextes paléo-climatiques contraints par les données. En effet, le climat de la Terre est depuis toujours sujet à des variations. En particulier, le basculement vers des états froids du système (glaciaires) ou, inversement, vers des périodes plus chaudes (interglaciaires) a été l’un des faits marquants des trois derniers millions d’années, connu sous le nom de cycles glaciaires-interglaciaires et amplement documenté par de nombreux marqueurs climatiques (sédiments marins, carottes de glace, enregistrements continentaux). Comprendre les transitions des climats interglaciaires vers les climats glaciaires à l’aide d’un modèle couplé climat-calottes pour différentes échelles de temps (échelle géologique, échelle de temps de Milankovitch et projections futures) constitue l’objectif fondamental de cette thèse. Chacune de ces questions scientifiques est caractérisée par des mécanismes et rétroactions différents. Ce travail de modélisation représente une étape importante dans l’étude de la variabilité lente du climat. Notre analyse est structurée autour de trois axes de recherche correspondants à des périodes différentes de l’histoire de la Terre. Un premier volet est consacré à l’étude de l’englacement de l’Antarctique au Cénozoïque; ceci nous a permis de mettre en évidence les liens complexes entre forçages en gaz à effet de serre, tectonique des plaques (avec notamment l’ouverture du Passage de Drake entre Atlantique et Pacifique sud), climat global et mise en place de la calotte Antarctique. Un deuxième volet est dédié aux interactions climat-calottes à l’échelle de temps de Milankovitch, nous permettant d’obtenir la première simulation “transitoire” du dernier cycle glaciaire-interglaciaire effectuée avec un modèle climatique couplé à un modèle 3D de calottes. La dernière partie de cette thèse est consacrée à l’étude de l’évolution future des calottes polaires, dans le but de reproduire la prochaine entrée en glaciation en l’absence de perturbation anthropique, et d’évaluer les effets des différents scénarios d’émission sur cette transition: aura-t-elle lieu? Sera-t-elle décalée, et de combien? Enfin, cette thèse nous aura permis d’illustrer sur des échelles de temps très différentes l’efficacité et les limites du modèle couplé et offre ainsi de nouvelles perspectives pour l’étude des relations climat-calottes.
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La communauté scientifique s’intéresse depuis longtemps à la compréhension du système climatique terrestre. Ce système se caractérise par une grande complexité, due aux interactions entre ses nombreuses composantes (atmosphère, océans, biosphère, lithosphère et cryosphère) opérant à différentes échelles de temps. A ces interactions se rajoute maintenant une forte pression anthropique, capable de modifier l’état du climat, ainsi que l’amplitude et la fréquence de ces variations naturelles. Un des moyens d’étudier et de comprendre les changements climatiques en cours consiste à analyser les variations passées. Ceci permet d’établir des confrontations avec d’autres périodes et transitions de l’histoire de la Terre, ainsi que de tester les résultats des modèles dans des contextes paléo-climatiques contraints par les données. En effet, le climat de la Terre est depuis toujours sujet à des variations. En particulier, le basculement vers des états froids du système (glaciaires) ou, inversement, vers des périodes plus chaudes (interglaciaires) a été l’un des faits marquants des trois derniers millions d’années, connu sous le nom de cycles glaciaires-interglaciaires et amplement documenté par de nombreux marqueurs climatiques (sédiments marins, carottes de glace, enregistrements continentaux). Comprendre les transitions des climats interglaciaires vers les climats glaciaires à l’aide d’un modèle couplé climat-calottes pour différentes échelles de temps (échelle géologique, échelle de temps de Milankovitch et projections futures) constitue l’objectif fondamental de cette thèse. Chacune de ces questions scientifiques est caractérisée par des mécanismes et rétroactions différents. Ce travail de modélisation représente une étape importante dans l’étude de la variabilité lente du climat. Notre analyse est structurée autour de trois axes de recherche correspondants à des périodes différentes de l’histoire de la Terre. Un premier volet est consacré à l’étude de l’englacement de l’Antarctique au Cénozoïque; ceci nous a permis de mettre en évidence les liens complexes entre forçages en gaz à effet de serre, tectonique des plaques (avec notamment l’ouverture du Passage de Drake entre Atlantique et Pacifique sud), climat global et mise en place de la calotte Antarctique. Un deuxième volet est dédié aux interactions climat-calottes à l’échelle de temps de Milankovitch, nous permettant d’obtenir la première simulation “transitoire” du dernier cycle glaciaire-interglaciaire effectuée avec un modèle climatique couplé à un modèle 3D de calottes. La dernière partie de cette thèse est consacrée à l’étude de l’évolution future des calottes polaires, dans le but de reproduire la prochaine entrée en glaciation en l’absence de perturbation anthropique, et d’évaluer les effets des différents scénarios d’émission sur cette transition: aura-t-elle lieu? Sera-t-elle décalée, et de combien? Enfin, cette thèse nous aura permis d’illustrer sur des échelles de temps très différentes l’efficacité et les limites du modèle couplé et offre ainsi de nouvelles perspectives pour l’étude des relations climat-calottes.
Author: Roland Souchez Publisher: Bebooks ISBN: 9782803103034 Category : Nature Languages : fr Pages :
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Dans ce mémoire, Roland Souchez envisage les relations entre les glaces polaires et l’évolution de la composition de l’atmosphère à l’origine de changements climatiques. Dans les divers chapitres, les glaces apparaissent tantôt comme subissant ces changements, tantôt comme acteurs des modifications de notre environnement ou comme mémoires de celui-ci. Les observations et les mesures constituent les piliers de l’ouvrage dans lequel l’étude de l’évolution du climat par la modélisation n’est pas abordée. L’approche s’effectue principalement par l’analyse chimique et priorité est mise sur l’exploitation des données isotopiques car c’est dans ce domaine que l’auteur s’est spécialisé. Un choix a été opéré au profit de questions relevant de l’actualité. Ainsi, l’auteur traite-t-il des émissions de gaz à effet de serre suite à la dégradation des glaces présentes dans le sol, et, en utilisant des informations stockées dans les glaces, du rôle des suies et de l’influence des composés azotés liés à l’agriculture dans l’évolution actuelle du climat. Les changements rapides de l’environnement arctique, que ce soit l’évolution de la banquise ou celle de la calotte glaciaire du Groenland, sont analysés. L’ouvrage s’intéresse également aux archives glaciaires plus anciennes qui fournissent des informations de première importance sur les facteurs naturels des changements climatiques. Ainsi, le passage du Dernier Glaciaire à la période holocène dans laquelle nous vivons fait-il l’objet d’un chapitre. Au total, on comprendra pourquoi on est entré dans une ère nouvelle qui impose des décisions globales.
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Durant les 2,6 derniers millions d'années (le Quaternaire), le climat de la Terre n'a cessé d'osciller entre un climat plus froid (période glaciaire) et un climat plus chaud (période interglaciaire). Pendant ces variations, appelées cycles glaciaires-interglaciaires, les carottes de glace venant d'Antarctique indiquent que les concentrations en CO2 dans l'atmosphère passent de valeurs faibles en période froide à des valeurs élevées en périodes chaudes. Cette évolution n'avait pour l'instant pas trouvé d'explication satisfaisante malgré de nombreuses hypothèses. Or comprendre les mécanismes à l'origine de ces variations est crucial pour connaître le système climatique et chercher à en anticiper les variations futures. A l'aide de modèles numériques de climat j'ai testé une nouvelle théorie basée sur une circulation océanique modifiée en période glaciaire. En période froide, alors que les calottes de glaces sont plus étendues, la formation de glace de mer devient plus importante. Celle-ci étant formée d'eau douce, le sel en excès est rejeté à la mer. De l'eau très salée et donc très dense est alors créée qui peut plonger dans l'océan profond. Le résultat en est un océan de fond plus dense en période glaciaire d'où un océan plus stratifié (fond dense et surface légère). Le mélange vertical est alors plus difficile et les échanges entre surface et fond sont réduits. Le fond de l'océan ainsi isolé constitue un réservoir important pouvant contenir le carbone qui n'est plus dans l'atmosphère. On peut ainsi expliquer la majorité de la baisse du CO2 atmosphérique en période glaciaire, ainsi que les changements de valeurs des isotopes du carbone dans l'océan et l'atmosphère.
Author: Bruno Voituriez Publisher: UNESCO ISBN: Category : Science Languages : en Pages : 132
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El Nino, caprice of the heavens, scapegoat for every calamity? The general public cannot really understand what is behind the El Nino phenomenon. The book offers a tour of the Earth's climate to understand one of its normal but extreme components.
Author: M. N. Rajeevan Publisher: Springer ISBN: 9811025312 Category : Science Languages : en Pages : 326
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The objective of the book is to make a comprehensive documentation of the observed variability and change of the regional climate system over the Indian region using the past observed data. The book addresses all the important parameters of regional climate system so that a physically consistent view of the changes of the climate system is documented. The book contains 16 chapters written by the subject experts from different academic and research institutes in India. The book addresses all important components/parameters of the climate system, like rainfall, temperature, humidity, clouds, moisture, sea surface temperature and ocean heat content, sea level, glaciers and snow cover, tropical cyclones and monsoon depressions, extreme rainfall and rainstorms, heat waves and cold waves, meteorological droughts, aerosols, atmospheric aerosols, ozone and trace gases and atmospheric radiative fluxes. One chapter deals with the past monsoon using monsoon proxy data. The last chapter deals with the future climate change projections over the Indian region (rainfall and temperature) made using coupled climate models. Most of the analyses (especially on rainfall, temperature, extreme rainfall, sea surface temperature, meteorological droughts) are based on the data for a longer period of 110 years, 1901–2010. For some other parameters like moisture, clouds, heat waves and cold waves, atmospheric aerosols, ozone and trace gases and radiative fluxes, data of shorter period have been used. The articles documented inter-annual and decadal variability in addition to documenting long term trends of different parameters. The trends have been tested for statistical significance using standard techniques. It is expected that the present book will be an excellent reference material for researchers as well as for policy makers. These results will be useful in interpreting future climate change scenarios over the region being projected using coupled climate models. Further analysis of these results is required for attributing the observed variability and change to natural and anthropogenic activities.
Author: F. Sirocko Publisher: Elsevier ISBN: 0080468063 Category : Science Languages : en Pages : 639
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Historically, climate fluctuations, such as the Little Ice Age, show that interglacial climate chage in not entirely stable, but responds to even subtle changes in radiative forcing. Through research, it has been made clear that even an abrupt change of climate within years is not just a theoretical possibility but has in fact happened in the prehistoric past. It is therefore clear that in principal it could happen again. Human civilaization has exploded under the mild and relatively stable climatic conditions that have prevailed over the last 11,000 years. This book focuses on revisiting the past and to study climate and environment in a suite of experiments where boundary conditions are similar but not identical to today so we can learn about the climate-environment system, its sensitivity, thresholds and feedback. The palaeoclimate community holds an important key to scientific information on climate change that provides a basis for appropriate adaptation and mitigation strategies. The authors of this book have taken up this challenge and summarize their results in this special volume. It presents state-of-the-art science on new reconstructions from all spheres of the Earth System and on their synthesis, on methodological advances, and on the current ability of numerical models to simulate low and high frequency changes of climate, environment, and chemical cycling related to interglacials.* Summarizes important information on climate change, providing a basis for appropriate adaptation and mitigation strategies for human civilization* Reports on new reconstuctions on methodological advances, numerical models simulating low and high frequence changes, and chemical cycling related to interglacials* Incorporates palaeovegetaion and numerical modeling of climate and environmental and geochemical parameters to address regional feedback to global change with successful data-models
Author: Stefano Bonelli
Author: Stefano Bonelli
Author: Roland Souchez
Author: Nathaëlle Bouttes
Author: Bruno Voituriez
Author: M. N. Rajeevan
Author: F. Sirocko
Author: Vaughn M. Bryant
Author: John Henry Feth
Author: 
Author: United States. Atmospheric Water Resources Program