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«Impact du changement climatique sur le flux de carbone vers l’océan. Rôle de la variabilité décennale» par Roland Seferian

Présentée par : Roland Seferian Discipline : Météorologie, océnaographie physique de l'environnement Laboratoire : LSCE

Résumé :
Depuis l’ère industrielle, les océans ont joué un rôle essentiel dans l’atténuation du réchauffement global en captant environ un quart des émissions de carbone anthropique. L’évolution du puits de CO2 océanique, quasi parallèle à celle des émissions de CO2 anthropique, s’explique par le fait que son intensité est contrôlée par deux facteurs : le CO2 et le climat. Aujourd’hui, le rôle du CO2 dans l’évolution récente du puits de carbone océanique est bien compris mais ce n’est pas le cas du climat. En effet, certains auteurs prétendent que les variations récentes du puits de CO2 océanique seraient dues au changement climatique alors que d’autres suggèrent que ces dernières seraient induites par une variabilité décennale encore mal comprise. Dans cette thèse, nous proposons d’aborder cette problématique relative au rôle de la variabilité décennale des flux de carbone océaniques à l’aide de la modélisation. Dans un premier temps, nous avons démontré l’existence de variations décennales des flux de carbone océaniques dans les océans des hautes latitudes. Ces oscillations de période de 10 à 50 ans représentent 20 à 40% des variations interannuelles. Grâce aux techniques de Détection et Attribution appliquées aux reconstructions du projet RECCAP (1960–2005), nous avons ensuite évalué si leur présence pouvait influer sur la détection d’une contribution climatique à l’évolution des flux de carbone océaniques. Nous avons ainsi démontré que la contribution climatique n’est pas détectée dans les océans des hautes latitudes du fait de la présence de ces variations. L’absence de fortes variations décennales dans les océans des basses latitudes permet en revanche de détecter une modification de leur puits carbone associée au changement climatique.

Abstract :
Since the industrial revolution, oceans have absorbed roughly one quarter of the anthropogenic emissions of CO2, slowing down climate change. The evolution of the ocean carbon sink, paralleled to the anthropogenic CO2 emissions, is ruled by the CO2 as well as climate. Influence of atmospheric CO2 in the recent evolution of the ocean carbon sink is well understood whilst this is not the case for the climate’s one. Indeed, some authors claim that the recent variations of the ocean CO2 sink can be attributed to climate change, whereas some others suggest that these latter are controlled by a decadal variability, which is poorly understood. In this thesis, we address question relative to the role of the decadal variability of the ocean carbon fluxes through the mean of numerical modeling. On one hand, we have demonstrated that ocean carbon fluxes exhibit decadal fluctuations within the high latitudes oceans. These fluctuations displays modes of 10 to 50-year long which account for 20–40% of the year-to-year variability. Thanks to Detection & Attribution methods applied to RECCAP project’s reconstructions (1960–2005), we have then assessed whether the occurrence of fluctuations at decadal time scale could hamper the detection of the climate contribution to the recent evolution of ocean carbon fluxes. We have shown that the climate contribution is indeed not detected in the high latitude oceans due to the presence of decadal mode of variability. In the low latitude oceans instead, the weaker fluctuations of ocean carbon fluxes at decadal time scale favor the detection of climate influence in the recent variations of the CO2 fluxes.
Informations complémentaires
Corinne LE QUERE, Professeure des Universités, à l’Université d’East Anglia/Centre de Recherche du Changement Climatique de Tyndall - Norwich (Royaume-Uni) - Rapporteur
Nicolas GRUBER, Professeur, à l’Institut de Technologie de Zürich - Zürich (Suisse) - Rapporteur
Laurent BOPP, 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
Olivier AUMONT, Chargé de Recherche, à l’IRD/Laboratoire de Physique des Océans - Plouzané - Examinateur
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
Marina LEVY, Directeur de Recherche, à l’Université Pierre et Marie Curie/Laboratoire d’Océanographie et du Climat (LOCEAN) - Paris - Examinateur
Serge PLANTON, Directeur de Recherche, au CNRM-GAME/Météo-France-CNRS - Toulouse - Examinateur
David SALAS-Y-MELIA, Chercheur, au CNRM-GAME/Météo-France-CNRS - Toulouse - Invité
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