2. Le Climat est variable dans le temps = Variabilité. Les leçons de l histoire

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Alphonse Bessette
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1 2. Le Climat est variable dans le temps = Variabilité Les leçons de l histoire 42

2 Plan 1. Les reconstructions de la variabilité climatique à l échelle paléo-climatologique 2. La stabilité holocène 3. Les reconstructions de la variabilité climatique sur 1000 ans 4. La NAO : Fluctuation simultanée et statique de la dépression d Islande et de l Anticyclone des Açores 43

$Mesure indirecte de température par les fractions isotopiques de l$ oxygène-18 ( 18 O 2 / 16 O 2 ) et du deutérium (2H) qui sont fonction de la

3 1. Échelle paléo-climatologique 1. Les reconstructions de la variabilité climatique à l échelle paléo-climatologique Concordia-Dome C (Antarctique) Carottes de glace Mesure indirecte de température par les fractions isotopiques de l oxygène-18 ( 18 O 2 / 16 O 2 ) et du deutérium (2H) qui sont fonction de la température de la neige Année Mesure directe de la concentration des gaz atmosphériques : CO 2, CH 4, etc. Aujourd hui

4 1. Échelle paléo-climatologique Fluctuations climatiques naturelles expliquées par les changements des paramètres orbitaux Précession Forçage du climat par les paramètres de Milankovitch Obliquité Excentricité 45

5 1. Échelle paléo-climatologique Forçage du climat par les paramètres de Milankovitch Milankovitch ( ) Variation de l excentricité Périhélie : point de l orbite le plus rapproché du soleil Aphélie : point de l orbite le plus éloigné du solel. 46

6 1. Échelle paléo-climatologique Forçage du climat par les paramètres de Milankovitch Variation de l obliquité Les saisons varient suivant les millénaires de forte inclinaison ou d'inclinaison plus faible : l'inclinaison forte impliquant des saisons beaucoup plus marquées. 47

7 1. Échelle paléo-climatologique Forçage du climat par les paramètres de Milankovitch Précession des équinoxes Lent changement de direction de l'axe de rotation de la Terre 48

8 1. Échelle paléo-climatologique Forçage du climat par les paramètres de Milankovitch 49

Ces cycles sont associés à une variation du volume des glaces polaires et donc à une variation du niveau de la mer.

9 1. Échelle paléo-climatologique Les glaciations Le Quaternaire est ainsi caractérisé par des cycles climatiques rapides et de grande amplitude liés aux paramètres de Milankovitch, avec une période de ans très marquée. Ces cycles sont associés à une variation du volume des glaces polaires et donc à une variation du niveau de la mer. Périodes Inter-glaciaires Anomalies de Température 2 C -2 C -6 C -10 C Glaciation Glaciation Glaciation Glaciation Carotte glaciaire de Vostok Aujourd hui 50

1. Échelle paléo-climatologique Quelques degrés en plus, c est un changement d ère climatique Depuis le dernier maximum glaciaire, la moyenne planétaire n a

000 ans Aujourd hui Période glaciaire : d immenses glaciers, épais de plusieurs km, recouvrent l Amérique et l Europe du nord.

10 1. Échelle paléo-climatologique Quelques degrés en plus, c est un changement d ère climatique Depuis le dernier maximum glaciaire, la moyenne planétaire n a augmenté «que» de 5 C, mais notre planète a considérablement changé. Il y a ans Aujourd hui Période glaciaire : d immenses glaciers, épais de plusieurs km, recouvrent l Amérique et l Europe du nord. Le sol de la France est gelé en permanence, et inapte aux cultures Période glaciaire : la température de l Europe est plus basse de 8 à 10 C mais celle des tropiques a peu varié Période glaciaire : on passe à pied sec de France en Angleterre : la mer est plus basse de 120 mètres! 51

CH 4 L augmentation de CO 2 commence ~800ans APRES la déglaciation.

11 1. Échelle paléo-climatologique HIER, CO 2 /CH 4 et température étaient en équilibre Valeurs actuelles Forte relation entre les fluctuations multimillénaires des températures et les concentrations de CO 2 et CH 4 L augmentation de CO 2 commence ~800ans APRES la déglaciation. Périodes interglaciaires Périodes glaciaires CO 2 C CH 4 Aujourd hui Milliers d années AUJOURD HUI, augmentation très rapide du CO 2 (transitoire) 52

12 1. Échelle paléo-climatologique Que nous apprennent les observations? Que le climat varie fortement à des échelles temporelles très longues (alternance entre les périodes glaciaires/interglaciaire) et que ces variations peuvent être reliées à des facteurs astronomiques i.e. naturels. Qu il existe une relation forte entre la température et la composition chimique de l atmosphère en particulier avec le CO2 qui suit avec un léger retard l entrée de la déglaciation. En paléoclimatologie, le CO2 ne déclenche pas le réchauffement: par contre, il joue le rôle d amplificateur quand celui-ci a démarré et le maintient (effet direct radiatif, effet indirect via les échanges océaniques). 53

période interglaciaire que nous vivons : l Holocène 280 ppmv (CO 2

13 2. La stabilité holocène 2. La stabilité holocène Mais une relative stabilité sur la dernière période interglaciaire que nous vivons : l Holocène 280 ppmv (CO 2 ) Aujourd hui ~ 1-3 o C Début de l holocène ( ans) Des changements abrupts dans une même période 54

14 3. Le dernier millénaire 3. Les reconstructions de la variabilité climatique sur 1000 ans Cernes d arbres Données historiques Global proxy climate records 55

15 Température sur le dernier millénaire Carre: relevés depuis la moitie du XIX ème siècle Gris: relevés depuis le XXème siècle 3. La stabilité holocène Climate Change 2001: The Scientific Basis, Houghton, J.T., et al. (eds.), Cambridge Univ. Press, The Hockey Stick Proxy Moyenne Sur 10 ans Incertitudes Proxy Thermomètre Période instrumentale 56

16 3. La stabilité holocène La page science de Newsweek 28 avril 1975 The cooling world The central fact is that after three quarters of century of extraordinary mild conditions, the earth s climate seems to be cooling down 57

17 3. La stabilité holocène Températures sur le dernier millénaire Le petit age glaciaire Le XX ème siècle La piste solaire 2005 La piste océanique (thermohaline) Les chasseurs en hiver, Pieter Bruegel l Ancien 58

4. Echelle de l année: l Oscillation Nord Atlantique (NAO) 4.

Islande et de l Anticyclone des Açores NAO+ NAO- Les alizés

action du CO 2, position des continents,non proportionnalité

18 4. Echelle de l année: l Oscillation Nord Atlantique (NAO) 4. La NAO : Fluctuation simultanée et statique de la dépression d Islande et de l Anticyclone des Açores NAO+ NAO- Les alizés Mais les paramètres de Milankovitch n expliquent pas tout : action du CO 2, position des continents,non proportionnalité entre les variations climatiques et les changements d insolation 59

19 1. Échelle paléo-climatologique Que nous apprennent les observations? Que le climat varie fortement à des échelles temporelles très longues (alternance entre les périodes glaciaires/interglaciaire) et que ces variations peuvent être reliées à des facteurs astronomiques i.e. naturels. Qu il existe une relation forte entre la température et la composition chimique de l atmosphère en particulier avec le CO2 qui suit avec un léger retard l entrée de la déglaciation. En paléoclimatologie, le CO2 ne déclenche pas le réchauffement: par contre, il joue le rôle d amplificateur quand celui-ci a démarré et le maintient (effet direct radiatif, effet indirect via les échanges océaniques). Que l holocène est une période interglaciaire relativement stable avec des petites fluctuations climatiques (e.g. petit âge glaciaire) d origine naturelle. Qu un réchauffement rapide est en marche depuis le début du XXème et qu il s accélère depuis les années (tendance de ~+1 C/50 ans). 60

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