Climate change impact on waves in the Bay of Biscay, France

International audienceThe knowledge of offshore and coastal wave climate evolution towards the end of the twenty-first century is particularly important for human activities in a region such as the Bay of Biscay and the French Atlantic coast. Using dynamical downscaling, a high spatial resolution dataset of wave conditions in the Bay of Biscay is built for three future greenhouse gases emission scenarios. Projected wave heights, periods and directions are analysed at regional scale and more thoroughly at two buoys positions, offshore and along the coast. A general decrease of wave heights is identified (up to -20 cm during summer within the Bay of Biscay), as well as a clockwise shift of summer waves and winter swell coming from direction. The relation between those changes and wind changes is investigated and highlights a complex association of processes at several spatial scales. For instance, the intensification and the north-eastward shift of strong wind core in the North Atlantic Ocean explain the clockwise shift of winter swell directions. During summer, the decrease of the westerly winds in the Bay of Biscay explains the clockwise shift and the wave height decrease of wind sea and intermediate waves. Finally, the analysis reveals that the offshore changes in the wave height and the wave period as well as the clockwise shift in the wave direction continue toward the coast. This wave height decrease result is consistent with other regional projections and would impact the coastal dynamics by reducing the longshore sediment flux

Assessment of the tropical Indo-Pacific climate in the SINTEX CGCM

A new coupled GCM (SINTEX) has been developed. The model is formed by the atmosphere model ECHAM-4 and the ocean model ORCA. The atmospheric and oceanic components are coupled through OASIS. The domain is global and no flux correction is applied. In this study, we describe the ability of the coupled model to simulate the main features of the observed climate and its dominant modes of variability in the tropical Indo-Pacific. Three long experiments have been performed with different horizontal resolution of the atmospheric component in order to assess a possible impact of the atmosphere model resolution onto the simulated climate. Overall, the mean state is captured reasonably well, though the simulated SST tends to be too warm in the tropical Eastern Pacific and there is a model tendency to produce a double ITCZ. The model gives also a realistic representation of the temperature structure at the equator in the Pacific and Indian Ocean. The slope and the structure of the equatorial thermocline are well reproduced. Compared to the observations, the simulated annual cycle appears to be underestimated in the eastern equatorial Pacific, whereas a too pronounced seasonal variation is found in the Central Pacific. The main basic features of the interannual variability in the tropical Indo-Pacific region are reasonably well reproduced by the model. In the Indian Ocean, the characteristics of the simulated interannual variability are very similar to the results found from the observations. In the Pacific, the modelled ENSO variability appears to be slightly weaker and the simulated period a bit shorter than in the observations. Our results suggest that, both the simulated mean state and interannual variability are generally improved when the horizontal resolution of the atmospheric mode component is increased

16. Caractéristiques de la variabilité climatique

On définit le climat comme la moyenne temporelle sur plusieurs décennies des conditions physiques dans une région donnée. Le climat est non seulement caractérisé par la valeur moyenne de ses paramètres physiques mais aussi par les caractéristiques de sa variation à toute échelle de temps (cf. II-15, VI-1). Aux latitudes tempérées, l’ensoleillement saisonnier est la première cause de variation. Lorsque l’on se rapproche de l’équateur, le contraste saisonnier diminue mais les climats deviennent..

7. Changement climatique

Depuis le début de l’ère industrielle, les concentrations de dioxyde de carbone, de méthane et de protoxyde d’azote issus des activités humaines, ne cessent d’augmenter. Ces gaz ont une très longue durée de vie dans l’atmosphère et font partie des « gaz à effet de serre », qui piègent les longueurs thermiques du rayonnement dans les basses couches de l’atmosphère, ce qui augmente la température. La hausse des émissions de ces gaz se traduit par un réchauffement mondial à la surface de la Terr..

Origine et impact climatique d'un changement de circulation thermohaline au cours des prochains siècles dans le modèle IPSL-CM4

La circulation thermohaline (THC) influe fortement sur le climat de l'Atlantique Nord. Le réchauffement climatique causé par les émissions anthropiques de CO2 risque d'altérer cette circulation océanique et donc le climat. Nous avons ici évalué ce risque grâce au modèle couplé tridimensionnel océan-atmosphère IPSL-CM4. Dans un premier temps nous avons résumé les principales théories concernant la THC. Nous avons ensuite validé la pertinence d'IPSL-CM4. L'analyse de simulations scénarios pour les siècles à venir a montré diminution significative de la THC dans ces simulations, qui est fortement amplifiée si la fonte du Groenland est prise en compte. L'analyse de divers scénarios prenant en compte ou non cette fonte des glaciers a aussi permis d'isoler de manière originale le rôle joué par les rétroactions de la THC. En dernier lieu, l'effet de la THC sur le climat a été quantifié. Il apparaît être plus faible que le réchauffement climatique, même localement sur l'Europe.The thermohaline circulation (THC) strongly influences the climate of the North Atlantic. The warming caused by the release of anthropic CO2 risks to affect this oceanic circulation and then the climate. We point here to evaluate this risk thanks to the tri-dimensional ocean-atmosphere IPSL-CM4 coupled model. In a first part we have done a survey of the principal theories concerning the THC. We have then validated the pertinence of IPSL-CM4 to lead our study. We have then analysed some scenario simulations for next centuries showing a significant diminution of the THC in those simulations, which is strongly magnified if the melting of Greenland is taken in account. The analysis of several scenarios taking into account or not this glacier melting has permitted to isolate in an original manner the role played by THC feedbacks. Last, the effect of the THC on the climate has been quantified in IPSL-CM4. It appears to be more slight that the global warming, even locally on Europe.PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Sci.Terre recherche (751052114) / SudocSudocFranceF

Rôle des tourbillons de méso-échelle océaniques dans la distribution et les flux air-mer de CO2 anthropique à l'échelle globale

Les tourbillons de méso-échelle jouent un rôle essentiel dans la dynamique océanique et particulièrement dans l'océan Austral. Dans cette thèse nous explorons le rôle des tourbillons de méso-échelle dans l'estimation du puits océanique de CO2 anthropique grâce à une approche multi-traceurs et multi-résolutions. Nos analyses montrent que les tourbillons résolus réduisent sensiblement les flux air-mer du CO2 anthropique permettant ainsi un meilleur accord avec les observations. Les mécanismes de l action des tourbillons sur les flux air-mer des traceurs sont identifiés. L'augmentation de la résolution horizontale affecte également la pénétration verticale des traceurs dans l'océan Austral, et particulièrement la ventilation des couches intermédiaires. Les tourbillons induisent également une modification substantielle de la distribution spatiale des régions source des Eaux Antarctiques Intermédiaires. Enfin, l'efficacité de la paramétrisation de Gent & McWilliams (1990) à représenter les effets des tourbillons dans les simulations de traceurs est évaluée.PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

Equilibres en sel de l'océan mondial dans un modèle de circulation générale à surface libre

PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocCentre Technique Livre Ens. Sup. (774682301) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

Processus de formation de la couche barrière et impact sur la physique des océans tropicaux Atlantique et Indien

PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocCentre Technique Livre Ens. Sup. (774682301) / SudocPARIS-BIUSJ-Sci.Terre recherche (751052114) / SudocSudocFranceF

Impact des aérosols anthropiques sur le climat présent et futur

Les aérosols perturbent l équilibre radiatif de la Terre via leurs effets directs (diffusion et absorption du rayonnement solaire) et leurs effets indirects (interaction avec les nuages). Il est aujourd hui reconnu que le rôle des aérosols anthropiques sur l évolution du climat est significatif par rapport aux gaz à effet de serre. Malgré l intensification des études sur ce sujet, l estimation du forçage radiatif des aérosols anthropiques et l estimation de leur impact sur les variables physiques sont encore très incertaines. Des causes majeures d incertitudes proviennent de notre mauvaise connaissance des sources d émissions des aérosols mais aussi de leurs processus de formation, de transformation et de dépôt. De plus les modèles que nous utilisons pour étudier le changement climatique ont des échelles de temps et d espace qui ne sont pas adaptées à la représentation des processus dans lesquels les aérosols interviennent. Aux incertitudes liées à la paramétrisation des aérosols s ajoutent celles liées à la représentation des processus physiques et dynamiques tels que transport, cycle hydrologique et bilan radiatif. Projeter le rôle des aérosols dans l évolution du climat futur nécessite donc de réduire l ensemble de ces sources d incertitudes. Dans cette étude je montre l intérêt de simuler interactivement le cycle des aérosols dans les modèles de climat afin de mieux estimer leur effet radiatif. En particulier j estime que le couplage de LMDZ au module de chimie INCA entraîne une modification de 60% du flux net au sommet de l atmosphère pour la période actuelle. Je montre aussi que la représentation des émissions est une source majeure d incertitudes en ce qui concerne les projections de l effet radiatif des aérosols pour le moyen terme. J évalue une différence d environ 40% sur le forçage radiatif simulé en utilisant deux inventaires d émissions futures différents. Ces deux inventaires correspondent à une limite haute et à une limite basse en terme d émissions d aérosols carbonés à l horizon 2050.PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocPARIS-BIUSJ-Sci.Terre recherche (751052114) / SudocSudocFranceF