Méthode - edytem

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