MODELES SIMPLIFIES POUR L'ETUDE DE LA VARIABILITE DE LA CIRCULATION THERMOHALINE AU COURS DES CYCLES GLACIAIRE-INTERGLACIAIRE PDF Download
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LES ENREGISTREMENTS SEDIMENTAIRES DES VARIATIONS CLIMATIQUES PASSEES MONTRENT DES CHANGEMENTS BRUTAUX, NOTAMMENT LORS DE LA DERNIERE PERIODE GLACIAIRE. LE LOGICIEL ANALYSERIES NOUS A PERMIS D'EFFECTUER FACILEMENT DES CORRELATIONS ENTRE DIFFERENTES SERIES TEMPORELLES, ET DE MIEUX COMPRENDRE LA RELATION ENTRE EVENEMENTS DE DANSGAARD-OESCHGER ET EVENEMENTS DE HEINRICH. A L'AIDE DE MODELES CLIMATIQUES SIMPLIFIES, NOUS MONTRONS QUE LE ROLE DE LA CIRCULATION THERMOHALINE EST SANS DOUTE CRUCIAL, NON SEULEMENT POUR CES EVENEMENTS RAPIDES DE LA DERNIERE PERIODE GLACIAIRE, MAIS AUSSI LORS DES TRANSITIONS CLIMATIQUES MAJEURES TOUT AU LONG DU QUATERNAIRE. NOUS PROPOSONS AINSI UN SCENARIO, BASE SUR L'EXISTENCE DE SEUIL DANS LE SYSTEME OCEAN-ATMOSPHERE, QUI EXPLIQUE DE FACON REMARQUABLE LA POSITION ET LA DUREE DES PERIODES LES PLUS CHAUDES AU COURS DU DERNIER MILLION D'ANNEES. AVEC UN MODELE SIMPLE DE CALOTTE DE GLACE, NOUS AVONS EGALEMENT REPRODUIT CERTAINES CARACTERISTIQUES DES EVENEMENTS RAPIDES DE LA DERNIERE PERIODE GLACIAIRE. PUIS NOUS AVONS PRESENTE QUELQUES RESULTATS CONCERNANT LE CYCLE DU CARBONE OCEANIQUE. EN PARTICULIER, NOUS AVONS MONTRE QUE LA PRISE EN COMPTE DE L'ADVECTION DE MATIERE ORGANIQUE DISSOUTE DANS L'OCEAN DIMINUAIT NOTABLEMENT LA SENSIBILITE DU SYSTEME AUX CHANGEMENTS DE CIRCULATION OCEANIQUE. NOUS AVONS EGALEMENT DISCUTE DE L'INTERET QU'IL POUVAIT Y AVOIR A UTILISER LES ISOTOPES DU CARBONE DANS NOTRE MODELE D'OCEAN, DE MANIERE A MIEUX CONTRAINDRE LES CHANGEMENTS DE CIRCULATION. ENFIN, NOUS AVONS PRESENTE QUELQUES IDEES DESTINEES A NOUS AFFRANCHIR DES PARAMETRISATIONS PLUS OU MOINS ARBITRAIRES QUE NOUS AVONS UTILISEES DANS NOTRE MODELE EN BOITE DE L'OCEAN: UN MODELE SIMPLIFIE DE TYPE ELEMENTS FINIS POURRAIT CONSTITUER UNE ALTERNATIVE INTERESSANTE AUX MODELES EN BOITE D'OCEAN OU AUX MODELES BIDIMENSIONNELS UTILISES POUR L'ETUDE DES CHANGEMENTS CLIMATIQUES DU QUATERNAIRE
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LES ENREGISTREMENTS SEDIMENTAIRES DES VARIATIONS CLIMATIQUES PASSEES MONTRENT DES CHANGEMENTS BRUTAUX, NOTAMMENT LORS DE LA DERNIERE PERIODE GLACIAIRE. LE LOGICIEL ANALYSERIES NOUS A PERMIS D'EFFECTUER FACILEMENT DES CORRELATIONS ENTRE DIFFERENTES SERIES TEMPORELLES, ET DE MIEUX COMPRENDRE LA RELATION ENTRE EVENEMENTS DE DANSGAARD-OESCHGER ET EVENEMENTS DE HEINRICH. A L'AIDE DE MODELES CLIMATIQUES SIMPLIFIES, NOUS MONTRONS QUE LE ROLE DE LA CIRCULATION THERMOHALINE EST SANS DOUTE CRUCIAL, NON SEULEMENT POUR CES EVENEMENTS RAPIDES DE LA DERNIERE PERIODE GLACIAIRE, MAIS AUSSI LORS DES TRANSITIONS CLIMATIQUES MAJEURES TOUT AU LONG DU QUATERNAIRE. NOUS PROPOSONS AINSI UN SCENARIO, BASE SUR L'EXISTENCE DE SEUIL DANS LE SYSTEME OCEAN-ATMOSPHERE, QUI EXPLIQUE DE FACON REMARQUABLE LA POSITION ET LA DUREE DES PERIODES LES PLUS CHAUDES AU COURS DU DERNIER MILLION D'ANNEES. AVEC UN MODELE SIMPLE DE CALOTTE DE GLACE, NOUS AVONS EGALEMENT REPRODUIT CERTAINES CARACTERISTIQUES DES EVENEMENTS RAPIDES DE LA DERNIERE PERIODE GLACIAIRE. PUIS NOUS AVONS PRESENTE QUELQUES RESULTATS CONCERNANT LE CYCLE DU CARBONE OCEANIQUE. EN PARTICULIER, NOUS AVONS MONTRE QUE LA PRISE EN COMPTE DE L'ADVECTION DE MATIERE ORGANIQUE DISSOUTE DANS L'OCEAN DIMINUAIT NOTABLEMENT LA SENSIBILITE DU SYSTEME AUX CHANGEMENTS DE CIRCULATION OCEANIQUE. NOUS AVONS EGALEMENT DISCUTE DE L'INTERET QU'IL POUVAIT Y AVOIR A UTILISER LES ISOTOPES DU CARBONE DANS NOTRE MODELE D'OCEAN, DE MANIERE A MIEUX CONTRAINDRE LES CHANGEMENTS DE CIRCULATION. ENFIN, NOUS AVONS PRESENTE QUELQUES IDEES DESTINEES A NOUS AFFRANCHIR DES PARAMETRISATIONS PLUS OU MOINS ARBITRAIRES QUE NOUS AVONS UTILISEES DANS NOTRE MODELE EN BOITE DE L'OCEAN: UN MODELE SIMPLIFIE DE TYPE ELEMENTS FINIS POURRAIT CONSTITUER UNE ALTERNATIVE INTERESSANTE AUX MODELES EN BOITE D'OCEAN OU AUX MODELES BIDIMENSIONNELS UTILISES POUR L'ETUDE DES CHANGEMENTS CLIMATIQUES DU QUATERNAIRE
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LA VARIABILITE CLIMATIQUE GLACIAIRE ET INTERGLACIAIRE DES HAUTES LATITUDES NORD A ETE RETRACEE A PARTIR DE L'ETUDE DES ASSOCIATIONS DE FORAMINIFERES PLANCTONIQUES, QUI PERMETTENT, PAR LE BIAIS DES FONCTIONS DE TRANSFERT, DE CALCULER LES PALEOTEMPERATURES DE SURFACE ENREGISTREES DANS LES CAROTTES MARINES. EN PARALLELE, NOUS AVONS ETUDIE LA FRACTION DETRITIQUE GROSSIERE, MARQUEUR DES EVENEMENTS DE DECHARGES D'ICEBERGS (IRD). CES ETUDES ONT ETE REALISEES A TRES HAUTE RESOLUTION AFIN DE METTRE EN EVIDENCE L'EXISTENCE D'UNE GRANDE VARIABILITE CLIMATIQUE EN DOMAINE MARIN ET AFIN D'ENVISAGER DES COMPARAISONS AVEC LA CAROTTE DE GLACE GRIP. NOS RESULTATS MONTRENT QUE L'EVOLUTION DES TEMPERATURES OCEANIQUES SUPERFICIELLES EST COMPARABLE A CELLE DES TEMPERATURES ATMOSPHERIQUES ENREGISTREES A GRIP ET INDIQUENT UNE GRANDE VARIABILITE AU COURS DES DERNIERS 125 000 ANS. LES VARIATIONS ABRUPTES DU SYSTEME CLIMATIQUE SONT LIEES AUX OSCILLATIONS DU FLUX DE CHALEUR ET DE SELS AMENE PAR LES COURANTS SUPERFICIELS VERS LES HAUTES LATITUDES NORD. LES CALOTTES DE GLACE FRAGILISEES PAR LA MONTEE DES EAUX CHAUDES NORD ATLANTIQUES, SE DESINTEGRENT ET LIBERENT DES IRD ET DE L'EAU DOUCE A L'OCEAN. PENDANT LES EVENEMENTS DE DECHARGES, LES CONDITIONS HYDROLOGIQUES SUPERFICIELLES SONT FROIDES ET LA CIRCULATION THERMOHALINE EST RALENTIE PAR L'APPORT D'EAU DE FONTE D'ICEBERGS. LORSQUE L'ESSENTIEL DE CETTE EAU EST RESORBEE, LA CIRCULATION THERMOHALINE EST RETABLIE ET UN RECHAUFFEMENT SE PRODUIT AUSSI BIEN EN DOMAINE OCEANIQUE QU'EN DOMAINE ATMOSPHERIQUE. LE SUIVI DES CONCENTRATIONS EN ELEMENTS DETRITIQUES GROSSIERS MET EN EVIDENCE, PENDANT LE GLACIAIRE, CINQ EVENEMENTS DE DECHARGES D'ICEBERGS, CONTEMPORAINS DES EVENEMENTS D'HEINRICH. CES EVENEMENTS PRESENTENT DEUX PHASES DE DEBACLE. LA PREMIERE PHASE ATTESTE D'UNE SOURCE FENNOSCANDINAVE PLUS IMPORTANTE TANDIS QUE LA DEUXIEME PHASE MET EN EVIDENCE DES DEBACLES SYNCHRONES DE LA FENNOSCANDINAVIE ET DE L'ISLANDE. NOUS AVONS MONTRE AINSI QUE LES FLUCTUATIONS DE LA CALOTTE FENNOSCANDINAVE, PLUS FREQUENTES QUE CELLE DE LA LAURENTIDE, SONT RESPONSABLES DE LA HAUTE VARIABILITE DU SYSTEME CLIMATIQUE AU COURS DE LA DERNIERE PERIODE GLACIAIRE COMME PENDANT LE DERNIER COMPLEXE INTERGLACIAIRE.
Author: Florian Sevellec Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 193
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One of the consequences of the global warming is the modification of the freshwater flux get by the ocean. The thermohaline circulation is able to produce some low frequency variability. We are going to study the impact of the freshwater flux on the thermohaline circulation and mainly on the decadal to millennial variability. In the ocean two paradigms coexist for the explanation of the observed variability: it can be endogenous or exogenous. During the study of endogenous variability in a 2D latitude-depth model, the growth mechanism and the oscillation one of a centennial mode are characterized. This mode, corresponding to a salinity anomaly advected around the circulation, is feed by the positive salinity feedback on the advection. A millennial oscillation cycle which appears through an infinite-period bifurcation is characterized. Thus, we point out that the centennial oscillation is a precursor of millennial oscillation. During the study of the exogenous variability, the optimal perturbations of the sea surface salinity influencing the ocean circulation are performed in three models of the thermohaline circulation: a latitude-depth model, a planetary-geostrophic model and a primitive equation in global realistic configuration. Moreover, by this study et the optimal perturbations, we have fixed modification bound of the ocean circulation at 0.75 Sv and at 0.03 PW.
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La période du Quaternaire est caractérisée par une alternance de périodes froides, les phases glaciaires, dans lesquelles deux calottes additionnelles se développent sur l'hémisphère Nord (en Amérique du Nord et en Eurasie), et des périodes relativement chaudes (similaires à l'Holocène) où les seules calottes de glace présentes à la surface du globe sont le Groenland et l'Antarctique. L'étude des carottes marines et continentales ainsi que celles de glace ont révélé l'existence d'une variabilité millénaire dans le système climatique du Quaternaire. Cette variabilité semble beaucoup plus importante lors des périodes glaciaires que lors des périodes interglaciaires, mais à l'heure actuelle il n'existe toujours pas un consensus total sur son origine. Premièrement, le Dansgaard-Oeschger sont caractérisés par de transitions abruptes (quelques décennies), mais d'un caractère pseudo-périodique d'une fréquence trop élevée pour être associée aux seules variations de l'insolation dues à des changements orbitaux. Deux types d'explications concernant le mécanisme déclencheur ont été proposées: un forçage périodique externe et des oscillations internes au système climatique dans lesquelles la circulation océanique est vraisemblablement impliquée. Quels sont exactement ces mécanismes ? Comment les différents sous-systemes climatiques interagissent entre eux ? Pourquoi cette variabilité se manifeste-t-elle plus fortement en période glaciaire ? Ces questions intrigantes, qui restent toujours d'actualité au sein de la communauté scientfiique, constituent l'objet principal de cette thèse. J'ai donc essayé au cours de ce travail d'apporter de nouvelles réponses plus cohérentes avec nos connaissances actuelles des différents sous-systèmes. En particulier, les épisodes de dépôts de matériel détritique qui ont marqué les enregistrements sédimentaires de l'Océan Nord-Atlantique glaciaire (connus comme les événements de Heinrich) sont toujours particulièrement durs à comprendre. Ces événements sont attribués à un relargage massif d'icebergs originairesdes calottes polaires de l'hémisphère Nord, mais le mécanisme permettant le développement de ces immenses flottes d'icebergs fait encore l'objet d'une controverse passionnante.Nous utilisons ici un modéle numérique conceptuel pour simuler les effets des changements de la circulation océanique sur la géometrie des plates-formes de glace flottantes. Nous analisons l'impacte de ces changements sur la dynamique des fleuves de glace et de la calotte posée. Nos résultats demontrent que des oscillations de la température océanique impactent la fusion basale sous les plates-formes et génèrent des débâcles périodiques d'icebergs vers la mer. Ce travail est ensuite focalisé sur l'événement de Heinrich 1. Grâce à des simulations effectués avec un modèle tri-dimensionelle des calottes polaires et un modèle climatique couplé océan-atmosphère, nous proposons un nouveau mécanisme déclencheur basé sur les effets d'un réchauffement océanique de subsurface sur la dynamique des fleuves de glace.Finalement, dans le contexte du climat actuel qui risque de se modifer considérablement du fait de la pression anthropique, une autre question surgit : est-il possible que la transition vers un climat plus chaud dans le futur provoque l'apparition d'une nouvelle variabilité rapide ? La dernière partie de cette thèse est dediée à cette thematique.
Author: Masa Kageyama Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 194
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Cette thèse étudie la circulation générale atmosphérique des moyennes latitudes boréales au Dernier Maximum Glaciaire (DMG, il y a 21 000 ans) et à l'entrée dans la dernière glaciation (EDG, il y a 115 000 ans). Elle analyse des simulations de ces climats obtenues à l'aide de modèles de circulation générale atmosphérique (MCGAs). Dans une première partie, les zones de passages dépressionnaires actuelles et glaciaires simulées par des modèles participant au Palaeoclimate Modelling Intercomparaison Project sont comparées. L'influence de la résolution des modèles, de la couverture de banquise et de la température de surface des océans est plus particulièrement examinée. On étudie ensuite de manière plus détaillée les changements, au DMG, des perturbations synoptiques qui constituent les zones de passages dépressionnaires du MCGA du UK Universities' Global Atmospheric Modelling Program. La stabilité des écoulements moyens actuels et du DMG est évaluée à l'aide du modèle aux équations primitives de l'Université de Reading. Les changements dans la structure des perturbations du MCGA sont bien représentés par les modes normaux les plus instables. En outre, la croissance non-modale joue un rôle important dans le développement des perturbations Atlantiques actuelles. Finalement, les changements de climat au DMG et à l'EDG sont analysés à l'aide de régimes de temps. Cette approche s'avère utile et concise dans le cas de l'EDG, pour laquelle les régimes sont proches des régimes actuels et les différences de climats peuvent être décrites à l'aide des modifications des populations des régimes. En revanche, dans le cas du DMG, la variabilité basse-fréquence de l'atmosphère n'est pas caractérisée par des transitions entre des régimes de temps, ce qui montre que cette approche ne peut être adoptée à priori pour l'étude de tout type de climat.
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Plusieurs observations in-situ et satellitales montrent des variations prononcées de la température de surface de la mer (SST) sur des échelles de temps décennales à interdécennales dans l'Atlantique nord. A l'aide de modèles idéalisés purement océaniques ou couplés océan-atmosphère, nous étudions les mécanismes pouvant mener à de telles variations. Nous nous concentrons sur la partie éventuellement prévisible du système climatique. Notre étude se décompose en trois parties. Tout d'abord nous nous intéressons à la variabilité décennale impliquant uniquement les interactions entre les vents de surface et la circulation poussée par les vents dans un modèle couplé très simple. Nous mettons en évidence un mode couplé actif, et concluons qu'il n'est pas réaliste. La voie naturelle est ensuite de considérer la dynamique de la circulation thermohaline Atlantique à travers un modèle océanique 3D idéalisé à basse résolution. En analysant principalement les sources de variance de densité et la structure des perturbations, nous mettons en évidence les caractéristiques fondamentales à deux types de variabilité interdécennale associés à un forçage air-mer constant et aux conditions mixtes (rappel sur la SST et flux d'eau douce constant) dans le but de les différencier. Ce type d'approche devrait permettre d'identi.er quel type de variabilité, flux ou mixte (s'il y a), est à l'oeuvre dans des modèles couplés plus complexes et plus réalistes. La dernière partie de notre étude s'attache à examiner la robustesse des oscillations précédentes dans un modèle couplé simplifié, avec une atmosphère axisymétrique dynamique résolvant un cycle hydrologique interactif. A l'aide des diagnostiques précédemment définis, nous montrons que la variabilité interdécennale, qui émerge spontanément, est un mode purement océanique forcé par des flux air-mer constants de chaleur et d'eau douce. Malgré la simplicité des modèles utilisés dans cette thèse, nous espérons reproduire une partie de la variabilité interdécennale observée.
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DANS CETTE THESE, UN MODELE NUMERIQUE DE CIRCULATION GENERALE OCEANIQUE EST MIS EN UVRE DANS LE BUT D'EFFECTUER UNE ETUDE DE LA VARIABILITE INTERANNUELLE ET DECENNALE DE LA CIRCULATION THERMOHALINE DE L'OCEAN ATLANTIQUE. LE MODELE PERMET LA COMMUNICATION AVEC LES OCEANS VOISINS A L'AIDE DES FRONTIERES OUVERTES AU PASSAGE DE DRAKE ET A 30\E ENTRE L'AFRIQUE ET L'ANTARCTIQUE. LA SIMULATION DES TRACEURS CFC PRESENTE UN OUTIL DIAGNOSTIQUE SUPPLEMENTAIRE POUR SUIVRE LES MASSES D'EAU. UNE ETUDE DE LA CIRCULATION SIMULEE EN FORCAGE CLIMATOLOGIQUE MONTRE LA CAPACITE DU MODELE DE REPRODUIRE DE MANIERE REALISTE LES CARACTERISTIQUES DE LA CIRCULATION GENERALE. LES TRANSPORTS MERIDIENS INTEGRES, VARIABLES IMPORTANTES POUR LE ROLE DE L'OCEAN DANS LE SYSTEME DU CLIMAT, SONT EN ACCORD AVEC DES OBSERVATIONS ET D'AUTRES ETUDES NUMERIQUES. DES ETUDES DE SENSIBILITE MONTRENT QUE LE CHOIX DES CONDITIONS AUX FRONTIERES OUVERTES EST TRES IMPORTANT POUR UNE SIMULATION REALISTE, ET QU'UNE MODIFICATION TRES LOCALE DANS LA REPRESENTATION DE LA TOPOGRAPHIE DE FOND PEUT PROVOQUER DES CHANGEMENTS INPORTANTS DE LA CIRCULATION GENERALE SIMULEE. A PARTIR DE L'ETAT FOURNI PAR LES SIMULATIONS EN FORCAGE CLIMATOLOGIQUE, LE MODELE EST FORCE PAR LES FLUX ATMOSPHERE-OCEAN ISSUS DE LA REANALYSE NCEP/NCAR QUI COUVRENT LA PERIODE DE 1958 A 1997 POUR ETUDIER LA REACTION DE L'OCEAN A UN FORCAGE VARIANT DE FACON INTERANNUELLE. L'ANALYSE DES RESULTATS SE CONCENTRE SUR DES PHENOMENES DANS L'ATLANTIQUE NORD QUI SONT COMPARES AUX OBSERVATIONS DE LA MEME PERIODE. LES SIMULATIONS METTENT EN EVIDENCE UNE REACTION DE LA CIRCULATION OCEANIQUE AUX TENDANCES A LONG TERME DU FORCAGE ATMOSPHERIQUE, CARACTERISE PAR L'OSCILLATION NORD-ATLANTIQUE. CETTE REACTION COMPREND UN RENFORCEMENT DE LA CIRCULATION MERIDIENNE D'OVERTURNING ET DU TRANSPORT MERIDIEN DE CHALEUR. LES VARIATIONS INTERANNUELLES SONT REFLETES PAR DES VARIATIONS DE LA TEMPERATURE ET DE LA SALINITE DES MASSES D'EAU FORMEES DANS DES REGIONS SUBPOLAIRES, VARIATIONS QUI SONT TRANSMISES EN PROFONDEUR ET VERS LE GYRE SUBTROPICAL PAR LA PROPAGATION DE CES MASSES D'EAU DANS LA BRANCHE PROFONDE DE LA CELLULE D'OVERTURNING. LES SIMULATIONS MONTRENT EGALEMENT UNE FORTE INFLUENCE DES VARIATIONS DU TRANSPORT DE L'EAU DE MER DU LABRADOR VERS LE SUD SUR LES VARIATIONS DE LA CIRCULATION D'OVERTURNING QUI EST PLUS MARQUEE PENDANT LES PERIODES DE FAIBLE OVERTURNING.
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DANS CETTE THESE, UN MODELE NUMERIQUE DE CIRCULATION GENERALE OCEANIQUE EST MIS EN UVRE DANS LE BUT D'EFFECTUER UNE ETUDE DE LA VARIABILITE INTERANNUELLE ET DECENNALE DE LA CIRCULATION THERMOHALINE DE L'OCEAN ATLANTIQUE. LE MODELE PERMET LA COMMUNICATION AVEC LES OCEANS VOISINS A L'AIDE DES FRONTIERES OUVERTES AU PASSAGE DE DRAKE ET A 30\E ENTRE L'AFRIQUE ET L'ANTARCTIQUE. LA SIMULATION DES TRACEURS CFC PRESENTE UN OUTIL DIAGNOSTIQUE SUPPLEMENTAIRE POUR SUIVRE LES MASSES D'EAU. UNE ETUDE DE LA CIRCULATION SIMULEE EN FORCAGE CLIMATOLOGIQUE MONTRE LA CAPACITE DU MODELE DE REPRODUIRE DE MANIERE REALISTE LES CARACTERISTIQUES DE LA CIRCULATION GENERALE. LES TRANSPORTS MERIDIENS INTEGRES, VARIABLES IMPORTANTES POUR LE ROLE DE L'OCEAN DANS LE SYSTEME DU CLIMAT, SONT EN ACCORD AVEC DES OBSERVATIONS ET D'AUTRES ETUDES NUMERIQUES. DES ETUDES DE SENSIBILITE MONTRENT QUE LE CHOIX DES CONDITIONS AUX FRONTIERES OUVERTES EST TRES IMPORTANT POUR UNE SIMULATION REALISTE, ET QU'UNE MODIFICATION TRES LOCALE DANS LA REPRESENTATION DE LA TOPOGRAPHIE DE FOND PEUT PROVOQUER DES CHANGEMENTS INPORTANTS DE LA CIRCULATION GENERALE SIMULEE. A PARTIR DE L'ETAT FOURNI PAR LES SIMULATIONS EN FORCAGE CLIMATOLOGIQUE, LE MODELE EST FORCE PAR LES FLUX ATMOSPHERE-OCEAN ISSUS DE LA REANALYSE NCEP/NCAR QUI COUVRENT LA PERIODE DE 1958 A 1997 POUR ETUDIER LA REACTION DE L'OCEAN A UN FORCAGE VARIANT DE FACON INTERANNUELLE. L'ANALYSE DES RESULTATS SE CONCENTRE SUR DES PHENOMENES DANS L'ATLANTIQUE NORD QUI SONT COMPARES AUX OBSERVATIONS DE LA MEME PERIODE. LES SIMULATIONS METTENT EN EVIDENCE UNE REACTION DE LA CIRCULATION OCEANIQUE AUX TENDANCES A LONG TERME DU FORCAGE ATMOSPHERIQUE, CARACTERISE PAR L'OSCILLATION NORD-ATLANTIQUE. CETTE REACTION COMPREND UN RENFORCEMENT DE LA CIRCULATION MERIDIENNE D'OVERTURNING ET DU TRANSPORT MERIDIEN DE CHALEUR. LES VARIATIONS INTERANNUELLES SONT REFLETES PAR DES VARIATIONS DE LA TEMPERATURE ET DE LA SALINITE DES MASSES D'EAU FORMEES DANS DES REGIONS SUBPOLAIRES, VARIATIONS QUI SONT TRANSMISES EN PROFONDEUR ET VERS LE GYRE SUBTROPICAL PAR LA PROPAGATION DE CES MASSES D'EAU DANS LA BRANCHE PROFONDE DE LA CELLULE D'OVERTURNING. LES SIMULATIONS MONTRENT EGALEMENT UNE FORTE INFLUENCE DES VARIATIONS DU TRANSPORT DE L'EAU DE MER DU LABRADOR VERS LE SUD SUR LES VARIATIONS DE LA CIRCULATION D'OVERTURNING QUI EST PLUS MARQUEE PENDANT LES PERIODES DE FAIBLE OVERTURNING.
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LE ROLE DE LA CIRCULATION THERMOHALINE DANS LA VARIABILITE DU CLIMAT EST ETUDIE A L'AIDE DE MODELES NUMERIQUES OCEANIQUES. ON ANALYSE D'ABORD L'INFLUENCE DE LA PARAMETRISATION DE LA DISSIPATION DE QUANTITE DE MOUVEMENT ET DES CONDITIONS AUX LIMITES ASSOCIEES. CES DERNIERES, PROVOQUANT DES VARIATIONS DE PRESQUE UN ORDRE DE GRANDEUR DANS L'ASCENDANCE D'EAU FROIDE A LA BASE DU COURANT DE BORD OUEST, SE REVELENT PREPONDERANTES. LES MODELES CLASSIQUES (CONDITION DE NON-GLISSEMENT) GENERENT PAR CONTINUITE DES TRANSPORTS VERTICAUX TRES IMPORTANTS LE LONG DES BORDS, DONC DES CELLULES ZONALES ET MERIDIENNES TRES INTENSES, DES EAUX DE FONDS PEU FROIDES, UNE THERMOCLINE PEU MARQUEE ET UN TRANSPORT DE CHALEUR FAIBLE. LES MODELES ATYPIQUES, PERMETTANT DES VITESSES TANGENTIELLES LE LONG DES FRONTIERES, REDUISENT LES VITESSES VERTICALES ET LA DISSIPATION DE VORTICITE LE LONG DES BORDS : CECI FAVORISE UN MEILLEUR ACCORD ENTRE REGIONS DE PLONGEE D'EAU ET ZONES DE CONVECTION PROFONDE, DES EAUX DE FOND PLUS FRAICHES, UNE STRATIFICATION PLUS MARQUEE ET UN TRANSPORT DE CHALEUR INTENSIFIE. SOUS CONDITION DE FLUX DE CHALEUR (QUASI) CONSTANT EN SURFACE, CES MODELES PRODUISENT DES OSCILLATIONS INTER-DECENNALES TRES AMPLES ET ROBUSTES A DIFFERENTES PARAMETRISATIONS DES PROCESSUS SOUS-MAILLES OU DU FORCAGE (VENT, RELAXATION REALISTE). UNE ETUDE EXTENSIVE DE SENSIBILITE AUX PARAMETRES REVELE UN MECANISME GEOSTROPHIQUE, TRIDIMENSIONEL, PRINCIPALEMENT AMORTI PAR LA DIFFUSION HORIZONTALE (LES VALEURS CRITIQUES ETANT PROCHES DE CELLES COURAMMENT UTILISEES A CETTE RESOLUTION). EN CONTRADICTION AVEC CERTAINS MECANISMES PROPOSES DANS LA LITTERATURE, UNE EXCITATION DE LA VARIABILITE PAR L'INSTABILITE BAROCLINE DU COURANT DE BORD OUEST DANS LA REGION DE SEPARATION DE LA COTE EST MISE EN EVIDENCE ET REPRODUITE DANS LE MODELE MINIMAL (2 1/2 COUCHES) PERMETTANT CETTE INSTABILITE. MALGRE LE NOMBRE DE PROCESSUS NEGLIGES OU GROSSIEREMENT PARAMETRISES, CES MODELES REPRODUISENT UN CERTAIN NOMBRE DES CARACTERISTIQUES DE LA VARIABILITE OBSERVEE DANS L'ATLANTIQUE NORD.
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Les mécanismes d'établissement d'une circulation océanique glaciaire pendant la dernière entrée en glaciation, et son rôle dans la chaîne d'événements reliant les variations d'insolation à la croissance des calottes et au refroidissement global sont encore peu connus. Ce travail vise à mieux contraindre les changements de circulation thermohaline aux hautes latitudes nord et sud sur la période 130-60 ka, en relation avec l'hydrologie de surface et la climatologie globale.Il est basé sur la comparaison d'enregistrements de foraminifères planctoniques et benthiques de haute résolution obtenus dans la nouvelle carotte australe MD02-2488 (46°S, 88°E, 3420 m), avec ceux disponibles en Atlantique Nord et dans l'Austral. Une attention particulière a été portée à l'établissement d'une chronostratigraphie globale appuyée sur celle des forages de glace antarctiques et groenlandais. Nous montrons l'établissement progressif d'une circulation glaciaire, atteinte seulement vers 60 ka. Une expansion des eaux antarctiques de fond (AABW) est observée très tôt dans l'océan austral, avant tout changement hydrologique significatif en Atlantique Nord. Les eaux atlantiques nord (NADW) deviennent moins profondes plusieurs milliers d'années plus tard, lorsque le refroidissement des hautes latitudes nord s'est généralisé et que les calottes ont atteint une taille maximum. Nous proposons une réponse rapide du climat des hautes latitudes sud aux variations orbitales par une extension de la couverture de banquise australe, alors que le temps de croissance des calottes de l'hémisphère nord induit un établissement tardif des conditions glaciaires par rapport à la baisse d'insolation boréale d'été
Author: Didier Paillard
Author: Didier Paillard
Author: Sandrine Manthé
Author: Florian Sevellec
Author: Jorge Alvarez-Solas
Author: Masa Kageyama
Author: Olivier Arzel
Author: JENS-OLAF.. BEISMANN
Author: JENS-OLAF.. BEISMANN
Author: Thierry Huck
Author: Aline Govin