Soutenance

A ce jour, les hommes ont modifié plus de la moitié des surfaces habitables pour leurs activités agricoles. Le changement de l’occupation des sols qui en résulte a une influence importante sur le climat à l’échelle du continent de par les modifications des propriétés physiques de la surface. Le niveau de connaissance de ces impacts biogéophysiques est cependant insuffisant, en raison notamment des nombreux processus impliqués.

Via l’intercomparaison de modèles de climat et d’autres outils développés, cette thèse vise à identifier les signaux climatiques robustes liés au changement d’occupation des sols, ainsi qu’à évaluer les incertitudes associées. Depuis l’époque préindustrielle, le changement d’usage des sols a résulté en une déforestation extensive dans les régions tempérées de l’hémisphère Nord, où l’augmentation de l’albédo de surface a sûrement induit un refroidissement durant l’hiver et le printemps.

Les rétroactions atmosphériques et les effets non radiatifs, comme par exemple la perturbation du cycle hydrologique, ont très probablement amorti ce refroidissement. L’amplitude des effets climatiques en hiver ainsi que le rôle des effets non radiatifs en été (et le changement résultant de températures) reste pourtant très incertain parmi les modèles. Ces incertitudes répondent (1) à la façon dont le changement de l’occupation des sols est représenté dans les modèles de surface et (2) aux sensibilités inhérentes des modèles de climat aux perturbations de la couverture végétale. Nous avons démontré que le deuxième point explique plus de 50% de la dispersion inter-modèle dans des variables clés au climat de surface comme l’évapotranspiration. Suite à cette incertitude, des outils statistiques ont été développés pour reconstruire les impacts du changement d’occupation des sols dans certaines variables à partir d’observations contemporaines. L’évolution passée de l’albédo de surface a été inférée à partir de données satellites et les cartes de végétation prescrites dans les modèles de surface ici évalués. Cette technique a permis non seulement de faire une estimation réaliste des changements d’albédo, mais aussi d’avoir une référence à laquelle comparer les résultats simulés. Bien que l’ensemble des modèles ne montre pas un biais systématique par rapport aux estimations, les simulations de chaque modèle diffèrent largement des leurs estimations. Une analyse similaire a été faite pour l’évapotranspiration à partir de produits globaux issus d’observations. L’ensemble de ces analyses montre que les incertitudes actuelles des effets sur le climat du changement d’occupation des sols sont en grande partie liées aux paramétrisations de surface des modèles de climat, et peuvent donc être réduites par une évaluation plus rigoureuse des modèles de surface.