Atelier national sur les nuages polaires

24/06/2025 09:00

SIRTA / ICEO : Journée Scientifique 2025

24/06/2025 09:00

Evénement de clôture projet FAIR-EASE

12/06/2025 09:00

Following Martian dust storms through scales and instruments

13/05/2025 11:30

Séminaire du LATMOS.

Opportunistic Bird Migration Detection using Operational Weather RADAR Network

15/04/2025 11:30

Séminaire du LATMOS.

Vagues de chaleur et de froid : événements passés, présents et futurs

11/04/2025 11:00

Webinaire TRACCS.

Reconstruction multi-centenaire des variations d'indicateurs hydro-climatiques en Patagonie à partir de la composition isotopique des cernes d'Araucaria araucana

13/07/2022 14:00

Depuis une centaine d’années, la partie Ouest de l’Amérique du Sud, de l’Altiplano à la Patagonie du Nord, connait des périodes de sécheresse de plus en plus longues et de plus en plus fréquentes. Cette tendance doit se poursuivre d’après les modélisations climatiques. Or, on la soupçonne être en partie liée à l’expansion de la cellule atmosphérique de Hadley associée à une phase positive dominante de l’Oscillation Antarctique ces dernières décennies. L’objectif de ma thèse est de contribuer à améliorer la compréhension des processus responsables de cette évolution en reconstituant les variations hydro-climatiques passées en Patagonie du Nord. J’utilise pour cela la composition isotopique en carbone (δ¹³C) et en oxygène (δ¹⁸O) de la cellulose des cernes d’Araucaria araucana, une espèce endémique de Patagonie dont l’aire de répartition est comprise entre 37°20’S et 40°20’S. Plusieurs résultats se dégagent de cette étude.

Tout d’abord, j’ai montré que la composition isotopique de la cellulose des A. araucana reflète les conditions climatiques de la saison de croissance en cours tandis que les largeurs de cernes dépendent davantage des conditions climatiques de la saison de croissance précédente. La remobilisation des réserves n’intervient donc pas dans la fabrication des sucres utilisés pour produire les cernes. Puis j’ai montré que les variations du δ¹³C et le comportement physiologique des arbres sont liés à l’humidité du milieu dans lequel ils évoluent. Il existe donc une différence entre les arbres poussant à l’Ouest des Andes, où les précipitations sont abondantes, plutôt sensibles aux variations de luminosité, et ceux poussant à l’Est dans un environnement plus sec, plutôt sensibles aux variations d’humidité. Au cours de cette thèse, j’ai également mis en évidence le lien entre les variations de δ¹³C et de δ¹⁸O des cernes d’A. araucana évoluant dans un milieu sec, et celles de la température et de l’humidité, elles-mêmes contrôlées par l’Oscillation Antarctique et la position de la branche descendante de la cellule de Hadley.

Le fort potentiel du δ¹³C de la cellulose des cernes d’A. araucana à enregistrer les variations de température et d’aridité d’été permet de reconstituer les variations climatiques de Patagonie sur plusieurs siècles (315 ans) et met en avant une forte augmentation des températures maximales (+1°C) à la fin du XVIIIème siècle. A l’échelle régionale, les reconstructions climatiques révèlent une uniformisation des variations de température sur les dernières décennies, probablement en lien avec le changement climatique global qui devient le principal facteur de contrôle de la variabilité climatique. Le δ18O de la cellulose, contrôlé par les δ¹⁸O des précipitations et du sol, a lui aussi enregistré un changement climatique à la fin du XVIII^ème siècle qui serait imputable, du moins en partie, à l’Oscillation Antarctique. Les déplacements de la branche descendante de la cellule de Hadley semblent également enregistrés par le δ¹⁸O jusqu’au milieu des années 1990, date à laquelle la cellule se serait probablement trop étendue pour affecter les A. araucana à ces latitudes.

Ces outils isotopiques s’avèrent donc prometteurs pour mieux comprendre la variabilité spatio-temporelle des phénomènes qui touchent la Patagonie, notamment la contribution de la cellule de Hadley dans le changement global actuel du climat.

Mise à l'échelle des processus hydrologiques pour les modèles de surface continentale, de la modélisation 3D intégrée au modèle de réservoir : Application au bassin du Little Washita

08/07/2022 14:00

Le cycle de l’eau étant un élément moteur du climat, modéliser avec exactitude les différents flux hydrologiques continentaux constitue un enjeu majeur de la modélisation climatique. Ces flux sont modélisés au sein des modèles de surface continentale (nommés LSM) dont la résolution horizontale est de l’ordre de la centaine de kilomètres. À cette échelle, la représentation de l’hydrologie continentale est simplifiée : les écoulements latéraux sont conceptualisés au travers de réservoirs, et leur influence sur la distribution spatiale de la teneur en eau des sols est négligée. De telles simplifications introduisent des biais sur le calcul du flux évapotranspiratoire, ainsi que du débit en rivière. Un consensus est par conséquent observé au sein de la communauté scientifique sur le besoin d’améliorer la représentation de l’hydrologie dans les LSM.

Dans ce contexte, l’objectif de cette thèse est de mettre en œuvre une démarche de mise à l’échelle des processus hydrologiques pour les LSM, allant de la modélisation 3D intégrée au modèle de réservoirs. Appliquée au bassin du Little Washita (Oklahoma, USA), cette démarche s’articule en trois étapes de réduction de dimensionnalité. En premier lieu, une simulation 3D de référence est conduite sur vingt années à l’aide d’un code intégré à base physique. Le modèle 3D est ensuite réduit à un modèle 2D de versant équivalent. Une troisième étape consiste en la réduction, au moyen d’hypothèses simplificatrices, du modèle 2D à un modèle conceptuel de réservoirs. Enfin, une simulation de colonne 1D est conduite à l’aide d’un LSM. Une comparaison avec le résultat du modèle conceptuel issu de la démarche de mise à l’échelle permet de dégager différentes pistes de développement de l’hydrologie des LSM.

The South Atlantic Ocean circulation and its variability at different scales

03/06/2022 10:30

The ocean, like the atmosphere, is a key component of the climate system redistributing heat from lower to higher latitudes. Also, it has absorbed the majority of the anthropogenic heat through its large heat capacity. The Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) is the main mechanism in how the ocean redistributes heat and other properties across this basin. The AMOC has historically received special attention in its northern basin due to its large contribution to the global circulation and influence over the climate in Europe and North America.
Over the last decade, the efforts to observe the global ocean and the South Atlantic have increased, as this basin has the unique characteristic to export heat to the northern hemisphere across the equator and connect the AMOC with the other ocean basins. This Ph.D. thesis aims to understand new insights from the South Atlantic Ocean circulation from a physical oceanography perspective, using the exponentially growing number of observations provided by the deployment of Argo floats, ship-based hydrography, and satellite observations. The study uses different new analyses applied to the ocean and to a recently released atmospheric reanalysis. The Ph.D. work has focused on three different aspects of the South Atlantic Circulation. In the first part, it has aimed to assess the meridional volume, freshwater, and heat (MHT) transports at 34.5°S in the South Atlantic in the first GO-SHIP hydrographic transect at this latitude that took place in January 2017. An upper and an abyssal overturning cell are identified with a strength of 15.64 ± 1.39 Sv and 2.4 ± 1.6 Sv, respectively. The net northward MHT is 0.27 ± 0.10 PW, increasing by 0.12 PW when we remove the observed mesoscale eddies with a climatology derived from the Argo floats data set. We attribute this change to an anomalous predominance of cold-core eddies during the cruise period. The zonal changes in water masses properties and velocity denote the imprint of exchange pathways with both the Southern and the Indian oceans. During the second part of the Ph.D., the analysis focused on the Brazil-Malvinas Confluence, which is the region where opposing and intense western boundary currents, major contributors of the AMOC, meet along the Southwestern Atlantic slope.
Based on shipborne observations combined with satellite data and an eddy tracking algorithm, we analyze the cross-shelf exchanges during May 2016. Two types of shelf water export were observed triggered by mesoscale dynamics: one was the export of shallow Rio de la Plata Plume waters driven o-shelf by the retroflection of the Brazil Current. An additional type of o-shelf transport consisted of a subsurface layer of Subantarctic Shelf Waters that subducted at the Confluence. We show that geostrophic currents derived from satellite altimetry over the slope can be useful to track this subsurface shelf-water export as they are significantly correlated with absolute velocity measurements at this depth. Moreover, Argo temperature and salinity profiles show evidence of these two types of shelf water export, suggesting this is a relatively frequent phenomenon. The last part of the study consisted of studying the natural coupled variability of ocean and atmosphere by applying the Multichannel Singular Spectrum Analysis (MSSA) to the ERA5 dataset. We identified prominent interannual oscillations of 12.8 and 5.3 year periods, characterized by a basinwide southwest-northeast anticlockwise propagation pattern. The novelty of these results relies on that MSSA allows characterizing the spatiotemporal evolution of the variability mode.