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« Analyse de la réponse de l'état moyen du Pacifique tropical et de la variabilité ENSO à des facteurs externes entre le début de l'Holocène et l'Holocène moyen » par Yihua Luan

Présentée par : Yihua LUAN Discipline : Météorologie, Océanographie Physique de l'Environnement Laboratoire : LSCE

Résumé :
Cette thèse s’intéresse aux liens entre les changements de caractéristiques de El Niño Southern Oscillation et les changements de climat moyen. Des simulations réalisées avec les modèles de climat IPSL_CM4 et FGOALS_g1.1 ont permis de tester la réponse de l’état moyen et de la variabilité interannuelle du Pacifique tropical à différents facteurs externes ayant modulé le climat de l’Holocène comme les variations des paramètres orbitaux, la présence d’une calotte résiduelle ou à la fonte de la calotte en Atlantique Nord, ou les téléconnections entre l’Indien et le Pacifique Des analyses composites des événements El Niño et La Niña de ses simulations indiquent que 1) le forçage orbital et le flux d’eau amortissent le cycle saisonnier de la température du surface dans l’est de Pacifique au début de l’Holocène et à L’Holocène moyen 2) Le forçage orbitale amortit aussi l’amplitude de la variabilité ENSO, alors que le flux d’eau l’amplifie. 3) L’état moyen de l’océan et de l’atmosphère contribuent à moduler l’amplitude de la réponse à l’insolation. 4) La dynamique océanique dans les mers indonésiennes joue un rôle important dans l’interaction entre le dipôle de l’océan indien et l’ENSO. Par rapport aux études précédentes, les résultats font ressortir le rôle amplificateur des interactions air-mer et des nuages. Ils montrent également que le couplage océan-atmosphère dans les tropiques est très sensible au phasage saisonnier entre les perturbations externes et le développement des anomalies interannuelles, mais que l’amplitude peut être fortement modulée par l’état climatique moyen. Ces résultats peuvent permettre d’interpréter la diversité de représentation d’ENSO et de ses variations dans les modèles de climat. Ils donnent également des éléments pour raffiner l’interprétation des différents enregistrements paléoclimatiques à haute résolution.

Abstract :
The objective of this PhD was to bring some insight on the link between changes in the characteristics of the El Niño-Southern Oscillation and change in the mean climate state. Using the IPSL_CM4 and FGOALS_g1.1 coupled ocean-atmosphere model, we have performed sensitivity experiments to analyze the response of the mean state and interannual variations in the tropical Pacific to Holocene variations in orbital parameters and to remote forcing originated from a remnant ice sheet or ice sheet melting in the Atlantic, as well as teleconnections with the Indian Ocean. Composite analyses of these simulations indicate that 1) Orbital forcing and freshwater flux both dampen the seasonal cycle in the east Pacific in the early and mid-Holocene. 2) The orbital forcing also dampens the interannual variability whereas the freshwater flux enhances it. 3) ENSO amplitude could be affected not only by the ocean mean state, but also by the atmosphere mean state. 4) The ocean dynamics in the Indonesian Sea plays an important role in the interaction between IOD and ENSO. Compared to previous studies this work established that air-sea interaction and clouds in the tropical Pacific could enlarge the impact of the external forcing factors. It also highlight that the tropical air-sea coupling system is very sensitive to the seasonal phasing of the external forcing signals and the development of internal anomalies, but that the magnitude of the response depends
on the annual mean state. This may help understand model biases in simulating the modern ENSO amplitude and period. It also provides guidelines to refine the interpretation of high resolution proxy records.
Informations complémentaires
Thierry CORREGE, Professeur des Universités, à l’Université Bordeaux 1 - Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux (EPOC UMR 5805) - Talence - Rapporteur
Boris DEWITTE, Directeur de Recherche, au Laboratoire d’Etudes en Géophysique et Océnaographie Spatiales (LEGOS) - UMR 5566 - Toulouse - Rapporteur
Pascale BRACONNOT, Directeur de Recherche, à l’Université Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire des Sciences, du Climat et de l’Environnement (LSCE) - Gif/Yvette - Directeur de thèse
Philippe BOUSQUET, Professeur des Universités, à l’Université Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire des Sciences, du Climat et de l’Environnement (LSCE) - Gif/Yvette - Examinateur
Ute MERKEL, Chercheur, à l’Université de Bremen - Département de Géosciences - Bremen (Allemagne) - Examinateur
Yongqiang YU, Directeur de Recherche, à la Chinese Academy of Sciences (CAS) - Laboratory of Numerical Modeling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics (LASG) - Pékin (Chine) - Invité
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