La circulation océanique méridienne dans l`Atlantique (AMOC

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STAGE DE RECHERCHE de MASTER 2èME ANNEE
Master « Océan, Atmosphère, Climat, Observations Spatiales »
Année Universitaire 2016-2017
LABORATOIRE
TITRE DU SUJET DE STAGE : Influence globale de l’AMOC dans le modèle de l’IPSL
COORDONNEES DU RESPONSABLE :
Nom – Prénom : Codron Francis
Grade: Professeur UPMC
Adresse: LOCEAN/UPMC BP100, 4 place Jussieu, 75005 Paris
Téléphone : 01 44 27 47 65
E-mail : [e-mail]
Téléphone du secrétariat : 01 44 27 32 48
Fax : [phone]
COORDONNEES DU CO-RESPONSABLE :
Nom – Prénom : Gastineau Guillaume
Grade: Maître de conférence UPMC
Adresse: LOCEAN/UPMC BP100, 4 place Jussieu, 75005 Paris
NATURE DU SUJET :
Théorie Un peu
Modélisation num. Beaucoup (un peu au début)
Expérimentation Pas du tout
Analyse de données Beaucoup
Instrumentation Pas du tout
POURSUITE :
Ce stage peut-il donner lieu à un sujet de thèse ? Oui.
SUJET :
La circulation océanique méridienne dans l’Atlantique (AMOC, Atlantic Meridional Overturning
Circulation, anciennement appelée circulation thermohaline Atlantique) est un acteur majeur de la
variabilité climatique. Elle montre une importante variabilité à des périodes pluri-décennales (voir la
review de Buckley et Marshall, 2016), qui en fait la principale source potentielle de prévisibilité du
climat à ces échelles de temps (Keenlyside et al. 2008). En particulier, il est important de pouvoir
quantifier les impacts respectifs des variations « naturelles » de l’AMOC et des forçages « externes »
(CO2…) sur la période historique, ainsi que pour les prochaines décennies. Des changements de
l’AMOC sont également soupçonnés d’avoir joué un rôle majeur lors de changements climatiques au
quaternaire, et peut-être au 21e siècle…
L’AMOC transporte de la chaleur vers le nord depuis les tropiques et même l’hémisphère sud. Un
changement de son intensité aura donc un impact climatique global. Une première conséquence locale
d’une augmentation de ce transport de chaleur est un réchauffement de l’océan Atlantique subpolaire
et une fonte de la banquise Arctique (Zhang, 2015). D’autre part, la circulation atmosphérique va
s’ajuster pour compenser cette anomalie de transport : déplacement des jets et perturbations baroclines
aux moyennes latitudes, des cellules de Hadley et de l’ITCZ dans les tropiques (Frierson et al 2013,

,
L’Héveder et al 2015).
Ces différents mécanismes sont encore mal compris : par exemple, qui de l’apport d’énergie par
l’océan ou l’atmosphère a le plus d’impact sur la fonte de la banquise (Kapsch et al., 2013) ? Une
anomalie de l’AMOC sera-t-elle compensée par des changements de circulation atmosphérique ou
océanique (gyres, cellules tropicales…) ? Pour répondre à ces questions, on commencera au cours du
stage par analyser dans des simulations climatiques longues (multi-centennales) du modèle couplé de
l’IPSL1 les liens entre variabilité de l’AMOC, du transport d’énergie global par l’atmosphère et
l’océan, et du climat autour de l’Atlantique Nord (banquise arctique en particulier). On pourra ensuite
utiliser ou réaliser des expériences de sensibilité (réponse transitoire à une perturbation, modification
du couplage océan-atmosphère…) pour mettre en évidence les couplages entre AMOC et atmosphère
et entre les transports méridiens d’énergie océanique et atmosphérique.
Ce stage sera soutenu par le projet national LEFE « MesoVarClim » et le projet Européen « Blue
Action », pour l’étude de la variabilité climatique dans l’Atlantique Nord.
Références :
Buckley, M. W. and J. Marshall (2016), Observations, inferences, and mechanisms of the Atlantic
Meridional Overturning Circulation: A review, Rev. Geophys., 54, doi:10.1002/2015RG000493.
Zhang, R. (2015). Mechanisms for low-frequency variability of summer Arctic sea ice extent.
Proceedings of the National Academy of Sciences, 112(15), 4570-4575.
Keenlyside, N. S., Latif, M., Jungclaus, J., Kornblueh, L., & Roeckner, E. (2008). Advancing decadal-
scale climate prediction in the North Atlantic sector. Nature, 453(7191), 84-88.
Kapsch, M. L., Graversen, R. G., & Tjernström, M. (2013). Springtime atmospheric energy transport
and the control of Arctic summer sea-ice extent. Nature Climate Change, 3(8), 744-748.
L’Hévéder, B., F. Codron, and M. Ghil, 2015: Impact of Anomalous Northward Oceanic Heat
Transport on Global Climate in a Slab Ocean Setting. J. Climate, 28, 2650–2664
Frierson, D. M. W., and Coauthors, 2013: Contribution of ocean overturning circulation to tropical
rainfall peak in the Northern Hemisphere. Nature Geosci.
1 Simulation pré-industrielle IPSL-CM5A-MR, puis au printemps la nouvelle version IPSL-
CM6 qui aura une résolution plus fine et une physique plus réaliste – et sans doute une
variabilité de l’AMOC un peu différente.