Variabilite Climatique De Latlantique Nord Aux Echelles De Temps Decennale A Multidecennale
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| Author | : Yohan Ruprich-Robert |
| Publisher | : |
| Total Pages | : 0 |
| Release | : 2017 |
| Genre | : |
| ISBN | : |
Aux échelles de temps décennale à multidécennale, l'Atlantique Nord se caractérise par une modulation de sa température de surface à grande échelle modifiant les conditions climatiques des continents alentours, en particulier le Sahel, l'Amérique du Nord et l'Europe. En raison d'une faible couverture temporelle aux regards des échelles de temps considérées et d'un faible échantillonnage de la structure tridimensionnelle de l'océan, les observations ne permettent pas d'analyser en détail les origines de cette variabilité connue sous le nom d'Oscillation ou Variabilité Atlantique Multidécennale (AMV). Dans cette thèse, nous avons utilisé le modèle de climat CNRM-CM5 comme laboratoire numérique pour étudier d'une part les mécanismes physiques internes (par opposition à ceux forcés par les facteurs externes comme l'activité solaire, les gaz à effet de serre etc.) qui engendrent cette variabilité et d'autre part la prévisibilité associée à cette variabilité. L'analyse d'une simulation de 1000 ans dite de contrôle (tous les forçages externes au système climatique sont maintenus constants) met en évidence que l'AMV simulée par ce modèle est principalement contrôlée par les fluctuations multidécennales de la circulation océanique méridienne de retournement (AMOC) et du transport de chaleur méridien associé. La variabilité de l'AMOC répond à l'excitation de modes de variabilité atmosphérique de type Est Atlantique (EAP) et Oscillation Nord Atlantique (NAO) en hiver. Ceux-ci déclenchent une réaction en chaîne de processus océaniques conduisant in fine ~30 ans plus tard à un événement d'AMOC/AMV. La nature même de ces processus contrôle l'échelle de temps de la variabilité. Plus précisément, nous avons mis en évidence le rôle crucial joué par les anomalies de densité océanique des 500 premiers mètres du gyre subpolaire sur les fluctuations de l'AMOC. Dans une deuxième partie, nous nous sommes intéressés à l'estimation de la prévisibilité associée à l'AMV dans CNRM-CM5. Nous avons pour cela suivi une approche type " modèle parfait " en cherchant à " reprévoir ", par une méthode ensembliste, les variations de la simulation de contrôle. Nous avons montré à partir d'une série de métriques et de modèles statistiques, que, dans CNRM-CM5, l'AMOC et l'AMV sont prévisibles jusqu'à une échéance allant de 15 à plus de 30 ans en fonction des conditions initiales océaniques. Cette prévisibilité conditionnelle provient des anomalies de la densité du gyre subpolaire - plus précisément de sa composante salinité - et de leur évolution selon le mécanisme proposé. Finalement, nous trouvons que la prévisibilité océanique est associée à une prévisibilité sur les continents en termes de température de surface et circulation atmosphérique.
| Author | : Olivier Arzel |
| Publisher | : |
| Total Pages | : |
| Release | : 2007 |
| Genre | : |
| ISBN | : |
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.
| Author | : Saïd Qasmi |
| Publisher | : |
| Total Pages | : 185 |
| Release | : 2018 |
| Genre | : |
| ISBN | : |
La tendance au réchauffement d'origine anthropique observée au cours du XXè siècle en Europe est ponctuée par des fluctuations expliquées en partie par la variabilité interne du climat. Les mécanismes physiques entre la Variabilité Atlantique Multidécennale (AMV), dont la composante interne module une partie de la variabilité atmosphérique, et le climat européen sont étudiés dans cette thèse. Une étude des modèles climatiques montre une grande diversité dans la simulation de la téléconnexion entre l'AMV et la température estivale en Europe. La sous-estimation moyenne de son intensité par rapport aux observations contribue notamment à expliquer les incertitudes qui entachent les prévisions décennales du climat. Des expériences numériques utilisées pour isoler les mécanismes d'influence de l'AMV sur le climat européen indiquent que l'AMV est susceptible de significativement moduler la température, les précipitations et l'occurrence d'événements extrêmes, en hiver et en été.
| Author | : Bastien Dieppois |
| Publisher | : |
| Total Pages | : |
| Release | : 2013 |
| Genre | : |
| ISBN | : |
L'étude des impacts du changement climatique actuel est soumise à plusieurs contraintes. Premièrement, si avant la révolution industrielle la variabilité du climat est uniquement conduite sur une large gamme d’échelle par des forçages naturels, cela n’est pas le cas au XXe siècle. Deuxièmement, les effets de ce changement montrent des variations significatives à l’échelle régionale. Ainsi, sur la base d’analyses spectrales, ces travaux réexaminent l’instabilité spatio-temporelle des téléconnexions entre la variabilité climatique globale du secteur Atlantique et les climats régionaux du NW Europe et de l’Afrique de l’Ouest. L'examen des longues séries climatiques de l’Angleterre et du Nord de la France révèle des tendances similaires pour les températures, mais désappariée pour les précipitations. Différente phase de renforcement des échelles de variabilité multi- et inter-décennale ont été détectée, ce qui suggère des « fluctuations » du control climatique global. Sur ces échelles, la relation statistique entre les températures et l’Oscillation Multi-décennale Atlantique (AMO) est marquée par un changement de phase au XIXe siècle. Les précipitations semblent cohérentes avec l’indice AMO à l’échelle 30-60 ans et avec l’Oscillation Nord Atlantique (NAO) aux échelles 50-80 et 16-23 ans. Toutefois, la relation NAO/pluie présente une grande instabilité en raison des fluctuations spatiales des régimes NAO. Après le Petit Age Glaciaire, les deux pôles semblent glisser vers le SW en hiver et printemps. De plus, une fraction de la variance du champ Nord-Atlantique de pression au niveau de la mer (SLPs), capturée par l’indice NAO, pourrait être associée à d’autres régimes atmosphériques. En Afrique de l’Ouest, l’étude des fluctuations temporelles de la variabilité des précipitations sahéliennes révèle une organisation zonale, plus particulièrement exacerbée à l’échelle quasidécennale. Les téléconnexions avec les températures de surface (SSTs) de l’Atlantique, qui s’organise différemment suivant l’échelle de variabilité, présentent également des modifications d’Est en Ouest. Au cours du XXe siècle, les précipitations au Sahel semblent rarement s’établir simultanément avec les SSTs Atlantique Nord et Tropical Sud. Une relation en phase avec les SSTs de l’Atlantique Nord s’effectue uniquement lors des périodes humides (e.g. années 1950) aux échelles multi- ou quasi-décennale. Ces téléconnexions sont orientées selon un plan NW-SE, ce qui suggère des modulations non-uniformes du balancement de la ZCIT. Les téléconnexions avec les SSTs de l’Atlantique Tropical Sud sont associées à une structure dipolaire opposant les régions guinéenne et sahélienne. Cela s’accorde donc avec des modulations de la position latitudinales de la ZCIT. Néanmoins, celle-ci dépendrait de l’échelle, de la période étudiée et de l’état des SSTs du Pacifique. Les anomalies quasidécennales impliquées dans ces contrastes zonaux varient au cours du temps. Dans les années 1950/60, le flanc occidental de l’Afrique de l’Ouest montre des variations du flux d’Harmattan, des mouvements ascendant sur la région sahélienne et des mouvements subsidents subtropicaux. Dans les années 1970/80, des fluctuations du gradient interhémisphérique de pression et température pourrait conduire des variations du flux de mousson, et plus généralement des décalages nord/sud de la ZCIT.
| Author | : Marie Drévillon |
| Publisher | : |
| Total Pages | : |
| Release | : 2004 |
| Genre | : |
| ISBN | : |
L'étude des observations révèle l'existence d'une interaction déphasée entre les températures de surface de l'océan (SST) aux moyennes latitudes de l'Atlantique Nord en été et la circulation atmosphérique de l'hiver suivant dans la région Atlantique Nord Europe (NAE). On observe également une interaction entre la SST d'automne de l'Atlantique Tropical et la circulation atmosphérique d'hiver dans la région NAE. Nous montrons, à l'aide d'une hiérarchie de modèles o\`u la représentation de l'océan va en s'affinant, ainsi qu'avec un ensemble de diagnostics de l'activité des routes dépressionnaires, que celles-ci ont un rôle central dans les mécanismes d'interaction océan-atmosphère qui sous-tendent ces relations déphasées. Des simulations couplées océan-atmosphère longues (150 ans) montrent que ces mécanismes ont également un impact aux échelles de temps plus longues (décennales à séculaire).
| Author | : Quentin Jamet |
| Publisher | : |
| Total Pages | : 0 |
| Release | : 2015 |
| Genre | : |
| ISBN | : |
Aux échelles multidécennales, le mode de variabilité principal de l'Atlantique Nord est connu sous le nom de AMO (Atlantic Multidecadal Oscillation). Il est révélé par les observations océaniques, mais les causes qui lui donnent naissance restent mal comprises. Certaines études décrivent l'AMO comme un mode océanique forcé par l'atmosphère, d'autres études décrivent l'AMO comme un mode intrinsèque à l'océan. Ce désaccord majeur est fortement lié aux approches utilisées par ces différentes études, i.e. analyses statistiques de données issues de modèles climatiques ou d'observations vs. expériences de sensibilité à l'aide de simulations idéalisées. Dans le cadre de cette thèse, nous nous intéressons aux mécanismes de variabilité basse fréquence de l'Atlantique Nord dans une série de simulations. Trois configurations couplées du MITgcm sont intégrées, avec une résolution horizontale de 4°, 2° et 1° (pour l'océan et l'atmosphère). La géométrie de l'océan est idéalisée. Le fond est plat, et l'Atlantique est représenté par un petit bassin, délimité par deux barrières méridiennes, orthogonales l'une à l'autre. Ces trois configurations reproduisent toutes une variabilité de la MOC (Meridional Overturning Circulation) dans l'Atlantique entre 30-40 ans, associée à la propagation d'ondes de Rossby de grande échelle à travers le petit bassin. Cette variabilité persiste dans des expériences d'océan seul. Dans nos simulations, la variabilité basse fréquence de l'Atlantique Nord est donc générée pas des processus internes à l'océan. Augmenter la résolution horizontale renforce par ailleurs le couplage océan-atmosphère, avec une NAO (North Atlantic Oscillation) qui devient significativement corrélée à la MOC deux ans plus tard à 1°. Ces corrélations sont mises en évidence dans la plupart des modèles climatiques, ainsi que dans les observations. Certaines études en déduisent alors que la variabilité océanique est forcée par l'atmosphère. Cependant, les expériences de sensibilité au couplage air-mer réalisées dans cette étude démontrent que de telles corrélations n'induisent pas de causalité. Elles illustrent la nécessité d'interpréter les résultats d'analyses statistiques avec précaution, lorsqu'il s'agit d'identifier l'origine de la variabilité basse fréquence de l'Atlantique Nord. L'origine interne de la variabilité océanique par instabilité barocline de grande échelle est ensuite approfondie à l'aide de deux méthodes : une approche diagnostique (bilan de variance) et une approche prognostique (analyse locale de stabilité linéaire). L'approche diagnostique permet de caractériser la variabilité qui se développe dans le modèle non-linéaire. L'approche prognostique consiste à calculer les modes propres de la circulation océanique moyenne, dans l'hypothèse quasigéostrophique. Nous montrons que la prise en compte de la viscosité turbulente dans l'analyse locale permet une meilleure cohérence avec les solutions du modèle non-linéaire. Nous interprétons finalement les ondes de Rossby, qui se propagent à travers le petit bassin, comme émanant d'une instabilité barocline de bord est.
| Author | : Gae͏̈lle de Coe͏̈tlogon |
| Publisher | : |
| Total Pages | : 194 |
| Release | : 2001 |
| Genre | : |
| ISBN | : |
| Author | : ARNAUD.. CZAJA |
| Publisher | : |
| Total Pages | : 197 |
| Release | : 1998 |
| Genre | : |
| ISBN | : |
LA THESE PORTE SUR LE ROLE DES ANOMALIES DE TEMPERATURE DE SURFACE DE L'OCEAN DANS LE SYSTEME CLIMATIQUE DES MOYENNES LATITUDES. DANS UNE PREMIERE PARTIE, NOUS ETUDIONS LEUR COMPORTEMENT A L'ECHELLE DE QUELQUES MOIS DANS LES OBSERVATIONS, DANS L'ATLANTIQUE NORD. SI, EN ACCORD AVEC D'AUTRES ETUDES, NOUS MONTRONS QU'ELLES SONT EN PARTIE GENEREES PAR LES ECHANGES DE CHALEUR AVEC L'ATMOSPHERE, NOUS MONTRONS QU'ELLES SONT AUSSI ULTERIEUREMENT ATTENUEES PAR CES DERNIERS, EN RAISON DE L'AJUSTEMENT DE LA TEMPERATURE DE L'AIR DANS LA COUCHE LIMITE ATMOSPHERIQUE. CET EFFET EN RETOUR, QUI EXPLIQUE TYPIQUEMENT LA MOITIE DE LA PERSISTENCE DES ANOMALIES DE TEMPERATURE DE SURFACE DE L'OCEAN, EST MIS EN EVIDENCE POUR DES ANOMALIES DE PETITE ECHELLE SPATIALE, MAIS AUSSI POUR LEURS STRUCTURES DOMINANTES DE VARIABILITE. LE FAIBLE AJUSTEMENT DE LA CIRCULATION TROPOSPHERIQUE EST EGALEMENT ETUDIE DANS LES OBSERVATIONS DE PRESSION DE SURFACE, DE TEMPERATURE DE L'AIR A 700 MLB ET DE HAUTEUR GEOPOTENTIELLE A 500 MLB DANS L'ATLANTIQUE NORD. DANS LA SECONDE PARTIE DE LA THESE, NOUS ETUDIONS L'EFFET DES ANOMALIES DE TEMPERATURE DE SURFACE DE L'OCEAN ET PLUS GENERALEMENT DE CELLES DES VARIABLES DE LA COUCHE MELANGEE (DENSITE ET PROFONDEUR) SUR LA VARIABILITE DECENNALE DE LA THERMOCLINE VENTILEE. NOUS UTILISONS POUR CELA UN MODELE A DEUX COUCHES DE LA THERMOCLINE AUQUEL EST SUPERPOSE UNE COUCHE DE MELANGE. ON PRESCRIT LA DENSITE DE CETTE DERNIERE ET LE FLUX DE POUSSEE EN SURFACE EST DEDUIT DE FACON DIAGNOSTIQUE DU BILAN DE DENSITE DES COLONNES VENTILEES. NOUS AVONS CONSIDERE UNE MODULATION DECENNALE DU CYCLE SAISONNIER, ET NOUS AVONS MONTRE QUE LA VARIABILITE ENGENDREE DANS LA THERMOCLINE EST SIGNIFICATIVE MAIS FAIBLE. UNE EXTENSION DU MODELE AU CAS D'UN FORCAGE STOCHASTIQUE A PERMIS DE PREDIRE LE SPECTRE DE VORTICITE POTENTIELLE DANS LA REGION VENTILEE. LA COMPARAISON DE NOTRE ETUDE AVEC CELLES DU FORCAGE DE LA THERMOCLINE PAR LE VENT SUGGERE QUE CE DERNIER MECANISME EST LE PLUS EFFICACE DANS CETTE REGION.
| Author | : Michaël Grelaud |
| Publisher | : |
| Total Pages | : 263 |
| Release | : 2008 |
| Genre | : |
| ISBN | : |
L'hydrographie de surface de la marge Pacifique nord américaine est caractérisée par le système de courants de Californie dont l'intensité répond saisonnièrement à la dynamique des cellules atmosphériques nord-est Pacifique. Sur une plus grande échelle de temps, son intensité dépend d'oscillations climatiques : l'Oscillation Australe - El Nino (ENSO) et l'Oscillation Pacifique Décennale (PDO). Les assemblages fossilisés de coccolithophoridés de bassins sédimentaires océaniques (Santa Barbara et Soledad) ont permis de reconstruire la dynamique climatique de ces oscillations sur les derniers 28000 ans. L'ENSO et la PDO ont persisté durant toute cette période et se sont renforcées au cours du temps, leur cyclicité répondant à la précession des équinoxes. Les maxima de leur intensité sont observés à l'Holocène moyen et durant le 20ème siècle. L'étude morphométrique des coccolithes montre que leur calcification est principalement contrôlée par la température des eaux de surface océaniques.
| Author | : Amélie Laugel |
| Publisher | : |
| Total Pages | : 0 |
| Release | : 2013 |
| Genre | : |
| ISBN | : |
L'analyse de la climatologie des aléas océano-météorologiques tels que les états de mer est fondamentale pour comprendre l'évolution et la dynamique des zones côtières, estimer les risques naturels survenant lors d'événements de tempête majeurs, définir les moyens optimaux de protection des ports et infrastructures onshore et offshore, caractériser la ressource houlomotrice pour des projets de récupération d'énergie des vagues, comprendre les processus d'érosion et accrétion des plages, etc. Pour répondre à ces problématiques dans un contexte de questionnement croissant sur les conséquences potentielles associées au changement climatique, le travail de thèse s'inscrit dans une démarche double : (i) approfondissement de la connaissance du climat de vagues actuel le long des côtes Atlantique, Manche et Mer du Nord en France d'une part, et (ii) estimation des évolutions futures potentielles de cette climatologie des vagues pour différents scénarios d'évolution climatique. L'estimation de l'impact du changement climatique sur le climat de vague se compose de trois éléments principaux : (i) une connaissance détaillée de la variabilité climatique actuelle des états de mer, (ii) l'utilisation de scénarios de changement climatique à l'horizon 2100 et (iii) la définition d'une méthodologie de descente d'échelle adaptée. Pour appréhender ces sujets, l'Atlas Numérique d'Etats de Mer Océanique et Côtier ANEMOC-2 a été construit à l'aide du modèle spectral de 3ème génération TOMAWAC (Benoit et al., 1996) sur la période 1979-2009 et le climat de vagues futur a été simulé à l'horizon 2100 par des méthodes de descente d'échelle dynamique et statistique en considérant les scénarios de changement climatique du quatrième rapport du GIEC (IPCC, 2007).En particulier, un travail original de comparaison de projections d'états de mer par approche dynamique et par approche statistique des types de temps a été réalisé sur la période 2061-2100 pour les scénarios B1, A1B et A2 simulés par le modèle ARPEGE-CLIMAT de Météo-France (Salas-Mélia, et al. 2005). Les résultats des deux approches (à savoir hauteur significative, période moyenne, direction moyenne et flux d'énergie des vagues) ont été comparés en termes de valeurs moyennes, écarts-types, distributions jointes et variabilités saisonnière et interannuelle. Ce travail a abouti à une estimation de l'impact du changement climatique sur la climatologie des états de mer le long des côtes Atlantique, Manche et Mer du Nord françaises sur la période 2061-2100 en tenant compte des incertitudes intrinsèques aux méthodes de descente d'échelle et aux scénarios de changement climatique. En hiver par exemple, nous observons une augmentation des valeurs moyennes et de la variabilité des paramètres de hauteur significative, période moyenne et flux d'énergie des vagues, notamment en Mer du Nord (pour les scénarios B1, A1B et A2) et dans le Golfe de Gascogne pour le scénario B1. En complément, ces paramètres d'états de mer ont tendance à diminuer dans le Golfe de Gascogne pour les saisons printemps, été et automne. Enfin, les paramètres d'états de mer associés aux hauteurs de vagues du quantile 95 tendent à augmenter sur une large emprise de l'Atlantique nord-est.
