Un nouveau forage profond dans les glaces du Groenland : le projet NEEM

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1 Un nouveau forage profond dans les glaces du Groenland : le projet NEEM Valérie Masson-Delmotte Laboratoire des Sciences du Climat et de l Environnement (CEA-CNRS-UVSQ-IPSL), Gif-sur-Yvette

2 Groenland: passé, présent, futur Le changement climatique en cours Les forages profonds : instabilités rapides du climat A la recherche du dernier interglaciaire : le projet NEEM

3 NASA/GISS Changement de température

4 «Télé-connections» à l échelle interannuelle Hiver : Oscillation Nord Atlantique Eté : anticyclone Groenland-Islande Vinther PhD

5 Changement de température au Groenland Groenland, observations Arctique, obs + simulations Box et al, J. Clim., in press; Gillett et al, Nature Geosciences, 2008

6 L inlandsis du Groenland Surface (10 6 km 2 ) Volume (10 6 km 3 ) Equiv. niveau mers (m) Calottes (total) Groenland Antarctique Ice shelves Steffen et al, comm. pers; IPCC AR4, 2007

7 L inlandsis du Groenland Bilan de masse : - accumulation - ablation : fonte et écoulement UNEP Global Outlook on Snow and Ice 2007; Pfeffer et al Science 2008 Contribution max : 2 m / siècle

8 Forages profonds o NEEM o NorthGRIP m o Summit m International Partnership for Ice Core Science

9 Le forage NorthGRIP : ans d histoire du climat Amplitude T increase ( C) 75 N summer insolation(w.m²) Greenland T ( C) Sea level (m) Dansgaard-Oeschger : stadial + interstadial Amplitude : 8 à 16±3 C dès l entrée en glaciation Grande échelle : - Signature en poussières (désert de Gobi) - Signature en méthane (zones humides) Pas de lien entre volume de glace, contexte orbital, et amplitude Importance flux eau douce calottes HN + océan x age (years BP) Severinghaus et al, 2001; NGRIP comm., 2004; Waelbroeck et al, 2003; Landais et al, 2005a and b; Masson-Delmotte et al, 2005, 2006

10 Instabilités rapides du climat : Groenland Bascule de l excès en deutérium sur 1 à 3 ans! Steffenson et al, Science, 2008

11 Instabilités rapides du climat : bascule nord-sud Contre-partie «Antarctic Isotopic Maxima» de chaque évènement de Dansgaard-Oeschger Amplitude antarctique : 2 C, inertie thermique océan austral + signature en méthane Severinghaus et al, 2001; NGRIP comm., 2004; Waelbroeck et al, 2003; Landais et al, 2005a and b; Masson-Delmotte et al, 2005, 2006

12 CH4 (ppbv) Temperature DC ( C) NH June insol (W/m²) ans de climat à Dôme C (Antarctique) 800x CO2 (ppmv) Sea level (m) Contre-partie antarctique des instabilités rapides : caractéristique des glaciations Age (ky BP) Jouzel et al Science 2007; Loulergue et al Nature 2008; Luethi et al Nature 2008

13 Comparaison entre Terminaison I et Terminaison II D AXR1a AXR1b AXR O D O deuterium excess methane deuterium excess methane CO CO precession x Age (ky BP) obliquity precession x Age (ky BP) obliquity Masson-Delmotte et al in prep.

14 Importance de la dernière période interglaciaire Projet NEEM : obtenir un enregistrement de ans au Groenland - Caractériser l évolution du climat et de la composition atmosphérique IPCC 2007; De Vernal et al, Science 2008

15 Modélisation climat MIS5e Anomalies cycle saisonnier température Lien étroit max ensol / max température simulated Greenland temperature change ( C) CCSM 130 ka : +0.5 C (ann. mean), +1 C (precip. weighted ann. mean) IPSL 126 ka : +2.7 C (ann. mean), +5.2 C (precip. weighted ann. mean) MPI-UW ESM ka : +3.0 C (ann. mean), +3.5 C (precip. weighted ann. mean) ECHAM5-MPIOM 126 ka : +0.8 C (ann. mean), +1.4 C (precip.weighted ann. mean) Month Greenland max T ( C) -5-7 y = 0.08x R 2 = TOA max insolation (W/m²) Données : décalage de 3 ka entre max ensoleillement et température Réponse modèles semble sous-estimée Impact important de la fonte du Groenland sur la réponse du climat avec contre-partie antarctique (mais trop faible, 0,5 C) P. Braconnot, LSCE (comm. pers.)

16 Climat futur : irréversibilités à long terme? Effet de la fonte du Groenland sur la circulation océanique et le climat Doublement de la concentration atmosphérique en CO 2, pendant 500 ans Sans fonte du Groenland Global : +3.4 C Avec fonte du Groenland Global : +3.1 C Swingedouw et al, 2007

17 Le projet NEEM

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22 Premiers résultats 18 O ( ) -24 Variabilité composition isotopique neige Densification du névé 18O (per mille) Depth (m) Année Année Density(kg/m3)

23 Conclusions et perspectives Carottes de glace, archives exceptionnelles de la composition atmosphérique et du climat Défis : - Caractériser et comprendre tout le spectre de variabilité polaire - Caractériser la variabilité au cours du dernier interglaciaire - Aller au-delà d un million d années en Antarctique («oldest ice») Données critiques pour tester le réalisme des modèles de climat et d écoulement de la glace Les résultats disponibles à ce jour suggèrent que les modèles actuels sous-estiment l ampleur et la vitesse des changements passés.

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26 Côté Groenland Winter (NAO signal) Summer (Greenland T) Vinther PhD

27 Vinther PhD, Andersen et al JGR 2006

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