Impact du réchauffement de l`Arctique sur le climat

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STAGE DE RECHERCHE de MASTER 2èME ANNEE
Master « Océan, Atmosphère, Climat, Observations Spatiales »
Année Universitaire 2016-2017
LABORATOIRE : LOCEAN
TITRE DU SUJET DE STAGE : Impact du réchauffement de l’Arctique sur le climat de
l’hémisphère nord
COORDONNEES DU RESPONSABLE :
Frankignoul, Claude
Grade: Professeur émérite, Institut universitaire de France
Adresse: LOCEAN, UPMC
Téléphone : 0144272732
E-mail : [e-mail]
Fax : [phone]
NATURE DU SUJET :
Théorie Un peu
Modélisation num. Pas du tout
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, dans un cadre plus large incluant de la modélisation
SUJET : Impact du réchauffement de l’Arctique sur le climat de l’hémisphère nord
Un des aspects les plus spectaculaires de l’échauffement global est la diminution de la couverture de glace en
Arctique, particulièrement marquée durant les dernières décennies. La fonte de la banquise est la plus forte
durant l’été et l’automne, mais elle est observée durant toutes les saisons. Le retrait de la banquise a des
implications importantes pour le climat et les fluctuations du temps. Cependant, elles sont difficiles à mettre en
évidence dans les observations parce les autres composantes du système climatique ont aussi évolué. Il faudrait
pouvoir séparer l’impact climatique de la fonte des glaces et l’influence directe de l’augmentation des gaz à effet
de serre ou du réchauffement de l’océan. Ceci peut être fait à partir de simulations numériques où les différents
facteurs d’influence sont isolés, mais les modèles ont encore des biais importants dans les régions polaires.
Le présent travail reposera sur une stratégie différente et nouvelle, basée uniquement sur les observations. L’idée
est d’utiliser la variabilité interannuelle de la couverture de glace dans l’Arctique et son influence sur la
circulation atmosphérique de l’hémisphère nord pour en déduire l’impact du retrait de la banquise durant les
dernières décennies. En effet, observations et simulations numériques montrent que la variabilité interannuelle de
la couverture de glace, en particulier dans les mers de Barents et du Labrador, ont une influence significative sur
l’Oscillation Nord Atlantique et la circulation atmosphérique. On considérera la période 1979-2015 qui est bien
documentée par les observations satellitaires et les réanalyses atmosphériques. Comme la diminution de la
couverture de glace varie géographiquement et saisonnièrement, on établira la structure spatio-temporelle de son
évolution aux grandes échelles de temps. On considérera ensuite l’évolution à plus courte échelle de temps du
système glace-atmosphère pour estimer la réponse atmosphérique aux fluctuations interannuelles
correspondantes de la banquise, puis on en déduira l’impact de son retrait à long terme. L’analyse sera focalisée
sur quelques variables (pression au niveau de la mer, hauteur de géopotentiel, rail des tempêtes, température de
l’air) et la mise en évidence de la dynamique impliquée. On examinera en particulier le rôle de la stratosphère.
Dans un deuxième temps, on vérifiera si les impacts qui auront été détectés ne sont pas en partie attribuables à la
variabilité océanique concomitante dans l’océan Pacifique (El Niño, Oscillation Pacifique Décennale) ou l’océan
Atlantique. Cette analyse multivariable devrait permettre d’attribuer à la glace de mer une partie des
changements climatiques observés durant les dernières décennies.
Le travail se fera à l’aide d’outils classiques d’analyse statistique (régression, analyse en composante principale,
etc.) disponibles dans l’équipe de recherche. Il est lié aux objectifs du nouveau programme européen BLUE-
ACTION.