Reconstitution des variations de températures printano-estivales dans le Nord de la France depuis 1496 à partir du δ18O de la cellulose des chênes de Fontainebleau et de dates de vendanges bourguignonnes. Thèse N. Etien, projets ESCARSEL et OPHELIE) Introduction Principes et méthodes Résultats Perspectives « Le réchauffement du système climatique est sans équivoque … Il est très probable que la température moyenne de l’Hémisphère Nord au cours de la deuxième moitié du 20e siècle soit la plus élevée des 500 dernières années … Il est probable que cette période soit la plus chaude du millénaire » Quatrième Rapport IPCC, 2007 Introduction Principes et méthodes Résultats Perspectives Densité des données de température Nombre annuel moyen d’années-stations par 1000 km2 D’après O. Mestre, Metéo-France 0,0 -0,2 0,2-0,5 0,5-1,0 1,0-2,0 2,0-4,0 Plus de 4,0 Introduction Principes et méthodes Résultats Perspectives Localisation des séries d’indicateurs sensibles à la température s’étendant jusqu’à l’an 1000, 1500 et 1750 •Données instrumentales: rouge •Largeurs de cernes : marron •Forages: noir •Carottes de glaces-forages glaciaires: bleu •Autres : violet Quatrième rapport IPPC, 2007 Introduction Principes et méthodes Résultats Perspectives Le climat du dernier millénaire Méthodes de reconstitution dans le domaine continental • Séries météorologiques anciennes (Europe : à partir du XVIIe siècle) • Données documentaires (Europe, Asie) – Variation des fronts de glaciers – Informations phénologiques et dates de vendanges – Données factuelles (livres de raison) • Indicateurs mesurés dans: – Cernes d’arbres – Glaciers – Spéléothèmes – Sédiments lacustres (pollens, ostracodes, etc) – Trous de forages Introduction Principes et méthodes Résultats Perspectives Coefficients de corrélation– Températures instrumentales d’April-septembre •But: Reconstituer les variations de la température atmosphérique dans le Nord de la France •Méthode : Combiner des indicateurs Fontainebleau Bourgogne Historiques: Dates de vendanges bourguignonnes Isotopiques: δ18O de la cellulose des chênes de Fontainebleau Introduction Principes et méthodes Résultats Perspectives Dates de vendanges Cépage :Pinot noir Corrélation Dates de vendange Bourgogne Coeff. (p<0.0001) DdV/ Floraison DdV/ Véraison DdV/ T° AMJJAS 0.90 0.92 -0.68 50 40 30 20 10 0 18 20 22 Tmax AMJJAS (°C) Adapté de Wilson, 1996 Chuine, 2000; Chuine et al., 2004 Série de dates de vendanges bourguignonne (1370-2006) 24 Introduction Principes et méthodes Résultats Perspectives Composition isotopique de l’oxygène de la cellulose Evapotranspiration Précipitations -8‰ Eau de la feuille 6‰ Sucrose 33‰ Cellulose 28‰ Eau feuille (effet Péclet) Eau feuille Sucres Echange avec l’eau du xylème Eau du sol -8‰ Eau de la nappe δ18O cellulose=f0 X (δ18Oxylem +27‰) + (1-f0) X (δ18O leaf water +27‰) δ18O cellulose= 0.42 X (-8+27) + (0.58) X (6 + 27) ≈ 28‰ Adapté de: Saurer (1997); Coupe d’un appareil stomatique: L. Wingate Principes et méthodes Introduction Résultats Perspectives δ18O des précipitations δ18O cellulose Fractionnements au cours de l’évaporation Datations dendrochronologiques (V. Bernard) 18 δ O (‰/V-SMOW) 33 32 Découpe et broyage des cernes R = 0,58 p = 6,4.10-12 31 30 Extraction de la cellulose 29 17 19 21 T max AMJJAS (°C) 23 25 Analyse de δ18O par spectrométrie de masse Introduction Principes et méthodes Résultats Perspectives Calibration bi-proxy ∆Température (AMJJAS) = 0,76*∆ δ18O – 0,09*∆ DateVendanges R = 0,78 Tmax AMJJAS (°C) 26 Incertitudes analytiques: données instrumentales Tmax AMJJAS données reconstruites Tmax AMJJAS δ18O: 24 ±0,25‰ Dates de Vendanges: 3days 22 20 ± 18 Modèle linéaire: 0,5 C 3 2 1 0 -1 -2 Résidu 1880 1900 1920 1940 Années 1960 1980 2000 ± ° Incertitude globale (1s): 0,73 C ± ° 85% des résidus à 1,1 C ± ° Introduction Principes et méthodes Résultats Reconstruction Perspectives Introduction Principes et méthodes Résultats Perspectives Reconstruction Mêmes niveaux moyens Introduction Principes et méthodes Résultats Reconstruction Périodes froides Perspectives Introduction Principes et méthodes Résultats Comparaison avec les glaciers Perspectives Introduction Résultats Principes et méthodes Perspectives Epidémies de dysenteries 1 6 3 6 -1 6 3 8 Temperature (°C) April-Sept. 2 4 1 7 1 9 16 6 6 2 3 2 2 2 1 2 0 1 9 16 2 7 16 7 5 1 8 1 5 0 0 1 6 0 0 Année calendaire 1 7 0 0 Inspired from Le Roy Ladurie and Daux, 2008 Introduction Principes et méthodes Résultats Perspectives • Le δ18O de la cellulose est un outil de reconstruction climatique prometteur • Pistes pour augmenter le potentiel de la méthode Améliorer la compréhension des processus en jeu dans l’acquisition de la signature isotopique Confronter les reconstitutions aux résultats des modélisations à haute résolution du climat du millénaire Comparaison avec quelques autres séries européennes 4 1816 ∆T (°C) 2 Central England 0 4 -2 0 4 ∆T (°C) 2 De Bilt -4 FONTAINEBLEAU ∆T (°C) -2 2 0 4 -2 2 0 ∆T (°C) Luterbacher (2004) T meanAMJJAS ∆T (°C) 4 2 -2 Meier (2007) TmeanAMJJA 4 0 2 -2 ∆T (°C) 3 0 2 -2 1 3 Briffa (1998) TmeanAMJJAS 2 0 Guiot (2005) TmeanAMJJAS 1 0 -1 1600 1650 1700 1750 1800 Years 1850 1900 1950 2000 ∆T (°C) -1 ∆T (°C) Büntgen (2006) TmeanJJAS Minimum Dalton Maximum Moderne 150 100 Température Avril-Septembre (°C) 50 0 Laki Tambora 1783 1815 Krakatoa 1883 Agung Pinatubo 1963 1991 24 22 20 18 1500 1550 1600 1650 1700 1750 1800 Année calendaire 1850 1900 1950 2000 Taches solaires Minimum Maunder Minimum Spörer