Les infrastructures vertes multifonctionnelles en Île-de-France : de la connaissance à l'action

06/03/2025 09:00

La sobriété dans nos métiers. Vers un positionnement IPSL ?

13/02/2025 09:00

Gaz à effet de serre et finance verte

06/02/2025 09:00

The fate of paleoclimate modelling

04/04/2022 11:00

Pierre Sepulchre travaille au Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE-IPSL)

Measuring Food Sustainability: Environmental sustainability indicators for global food production

21/03/2022 11:00

Séminaire de Carole Dalin, Associate Professor à Institute for Sustainable Resources, University College London

The Atmospheres of Exoplanets: Windows Into Formation History and Habitability

17/03/2022 11:00

Le LATMOS a le plaisir d’accueillir le Pr Kevin Heng, directeur du centre spatial et d’habitabilité de l’Université de Bern (spécialiste de l’analyse des données spatiales pour l’étude des atmosphères exoplanétaires).

Modèles, expérimentations et observations de la physico-chimie des atmosphères exoplanétaires

21/06/2024 14:00

Les activités de recherche que j’ai menées depuis ma thèse ont eu comme principal objectif de renforcer et améliorer les modèles utilisés pour étudier la composition chimique des atmosphères (exo)planétaires, en particulier à haute température. Plus particulièrement, j’ai travaillé sur le développement de schémas chimiques robustes et fiables, validés par des expériences de combustion, permettant d’étudier les atmosphères d’exoplanètes chaudes. J’ai également développé des schémas chimiques réduits, qui ont été le levier pour aboutir au premier modèle cinétique 3D. Grâce à ce modèle 3D, mais aussi à des modèles pseudo-2D, j’ai étudié la variation de composition chimique des exoplanètes avec la longitude. Toutes les études que j’ai menées, ou auxquelles j’ai participé, sur la chimie atmosphérique montrent à quel point elle influence les observations et qu’il est important de considérer sa complexité pour interpréter les observations. J’ai ainsi participé à inclure une chimie complexe dans les modèles d’inversion de données observationnelles. Finalement, ma recherche a aussi un aspect expérimental, puisque j’étudie la dépendance thermique des sections efficaces d’absorption dans l’UV. Dans ce contexte, j’ai développé une plateforme de spectroscopie UV dans le laboratoire dans lequel je suis affecté, le LISA.

Ces développements et mon expertise en chimie (exo)planétaire m’ont permis d’appliquer ces modèles à des cas particuliers afin d’ interpréter et de prédire des observations d’atmosphères planétaires, aussi bien celles des exoplanètes que des planètes du Système Solaire. J’ai ainsi étudié la composition chimique de différents types d’exoplanètes, allant des Super-Terres aux Jupiters Ultra-Chauds, mais aussi de l’atmosphère d’Uranus, Neptune et Mars. Mon travail s’inscrit dans un effort international pour comprendre les systèmes planétaires en général, ainsi que la place spéciale de notre Terre et du Système Solaire dans l’Univers. Dans mon manuscrit, ainsi que dans ma présentation, je me concentre sur les études liées  aux mondes exoplanétaires et ne détaille pas les recherches qui concernent les planètes du Système Solaire.

Modélisation pour l’étude des cyclones tropicaux : de leur dynamique interne à leur interaction avec l’océan

04/07/2024 09:30

Mieux comprendre les mécanismes associés aux cyclones tropicaux, à leurs interactions avec l’océan et à leurs impacts sur les îles coralliennes, représente un enjeu crucial dans un contexte de changement climatique. Grâce à l’augmentation de la puissance de calcul, les modèles numériques, construits dans une optique de prévision, sont de plus en plus performants. En outre, les progrès technologiques permettent aujourd’hui de disposer de données observationnelles à l’intérieur même des cyclones tropicaux, ce qui était inenvisageable il y a encore quelques années. Pourtant, les travaux plus théoriques, s’appuyant sur des modèles idéalisés, restent un complément essentiel aux modèles de prévision et aux observations, parce qu’ils permettent de mettre en évidence les mécanismes physiques sous-jacents.

L’objectif de cet exposé est de souligner l’importance des modèles idéalisés dans l’étude de phénomènes atmosphériques et océaniques dont les interactions sont particulièrement complexes. Il portera d’abord sur la dynamique interne des cyclones tropicaux, et en particulier sur la dynamique de formation de l’œil des cyclones. La seconde partie portera sur les interactions océan-atmosphère, qui jouent un rôle majeur dans les cyclones tropicaux, qui puisent leur énergie dans l’océan tout en y induisant des modifications à la fois thermiques et dynamiques.

Statistical and dynamical aspects of extreme heatwaves in the mid-latitudes

18/06/2024 15:00

Heatwaves are increasing both in frequency and intensity as a result of anthropogenic global warming. This PhD studies statistical and dynamical aspects of extreme and very extreme heat events in the mid-latitudes with a particular focus on European heatwaves. It addresses the questions of the maximal near-surface air temperatures that can be reached during a heatwave event, the difference between the physical mechanisms leading to extreme vs very extreme heatwaves, the possibility to simulate efficiently very extreme heatwaves in a climate model and the dynamical evolution of extreme heatwaves with global warming.

The first part of the PhD investigates statistical aspects of extreme heatwaves. It addresses the question of the upper bound for near-surface air temperatures. The approach is based on Extreme Value Theory (EVT) and I compare the results of this method to the physical processes that fundamentally limit the increase of air surface temperatures. The shortcomings of the traditional EVT approach are demonstrated and I propose an approach to alleviate the latter by physically constraining the fit of the EVT-based probability distributions.

The second part of the PhD addresses the question of the dynamical mechanisms by which the climate system organizes to produce intense heat events. I first show in a long control run of a climate model that extreme heat events tend to be typical, i.e. to be more similar to each other than moderate heat events. Because the study of extremes is impaired by a strong under-sampling problem, I then detail the interest of using so-called rare events algorithms which allow to sample more extremes than regular simulations can provide. I apply such a rare events algorithm in the IPSL-CM6A-LR model to sample extreme and very extreme hot summers inWestern Europe under pre-industrial, present and future conditions of anthropogenic forcings. In particular I investigate changes in the dynamics leading to these extreme summers in the different periods. I show that, in the model, global warming is associated to a decrease of the variability of the atmospheric circulation but to an increase of the thermodynamic variability.

The work presented in this thesis demonstrate the interest of bridging the gap between physical and statistical approaches for the study of extreme and very extreme climate events. I show in particular that using techniques like rare events algorithms allows to answer physical questions about the climate system that are out of reach for classical methods.