Le Conseil européen de la recherche finance deux projets du LSCE

ACCLIMATE : Lire l’évolution de la circulation océanique dans les sédiments marins

Des variations rapides de la circulation océanique et du climat ont été observées dans les sédiments marins et les glaces polaires, notamment au cours des 40 derniers mille ans. Ces instabilités mettent en lumière le caractère hautement non linéaire du système climatique (c’est-à-dire le fait qu’une petite perturbation du système climatique puisse provoquer de grands changements climatiques) et la possibilité d'une évolution inattendue du climat en réponse aux émissions massives des gaz à effet de serre résultant des activités humaines. Ces instabilités du système climatique ne sont actuellement pas totalement élucidées.

Le projet ACCLIMATE (Elucidating the Causes and Effects of Atlantic Circulation Changes through Model-Data Integration) a pour objectif d’extraire toute l’information climatique contenue dans les sédiments marins de l’Océan Atlantique à l’aide d’une méthode innovante intégrant étroitement mesures et modélisation climatique. Les mesures sur les carottes de sédiments marins permettront de reconstruire l’évolution temporelle de la structure en 3 dimensions des masses d’eau et de la circulation de l’Océan Atlantique au cours des derniers 40 000 ans. Ces données serviront à définir la version optimale d’un modèle de complexité intermédiaire du système climatique simulant directement les grandeurs mesurées sur toute la durée des enregistrements.

ACCLIMATE permettra (i) d'expliquer dans le détail les mécanismes de la variabilité rapide de l'océan et du climat, (ii) d'améliorer les paramétrisations des modèles, et (iii) de produire les premières projections climatiques à l’aide d’un modèle capable de décrire le comportement hautement non linéaire du système climatique tel qu’il est observé dans les sédiments marins et les glaces polaires.

Contact : Claire Waelbroeck , tél. : 01.69.82.43.27

A2C2 : De l’effet papillon au cygne noir

Le caractère imprévisible de la météorologie et du climat est souvent schématisé par l’effet papillon, décrit par E.N. Lorenz : un battement d’aile de papillon peut provoquer un cyclone, plusieurs semaines après. Cette propriété est synonyme de la forte dépendance aux conditions initiales de certains systèmes physiques (tel le système climatique) et repose sur la notion mathématiqued’attracteur étrange. L’attracteur du système climatique est la forme géométrique autour de laquelle s’enroulent toutes les trajectoires climatiques à partir de toutes les conditions initiales possibles.

Une question théorique chaude chez les climatologues est de savoir si cette forme du système climatique est susceptible changer si l’on change quelques conditions de forçage (comme la teneur en gaz à effet de serre, l’activité solaire ou le volcanisme). Pour répondre à cette question, il est nécessaire d’une part de savoir mesurer une déformation de forme, et d’autre part de disposer d’un échantillon représentatif de la forme « au repos ». Le projet A2C2 (Atmospheric flow Analogues for Climate Change) de l’ERC (European Research Counsil) a pour objectif de définir un cadre mathématique et statistique pour décrire et mesurer des changements de forme d’attracteur en grande dimension. Ce projet se basera ensuite sur l’ensemble des simulations numériques du climat CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project) et PMIP3 (Paleoclimate Model Intercomparison Project) pour évaluer ces changements de forme, ainsi que le moment des changements de forme.

Une des applications du cadre mathématique et statistique qui sera développé est l’analyse des événements climatiques extrêmes, et la détection des événements sans précédents, les « cygnes noirs ». 

Ainsi, le projet A2C2 construira les outils innovant pour analyser en temps quasi-réel les événements climatiques exceptionnels qui se déroulent en Europe, en Amérique du nord et en Asie, à partir des bases de données de simulations numériques existantes.

Contact : Pascal Yiou , tél. : 01.69.08.77.28