Introduction au fonctionnement du syst

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Introduction au fonctionnement du système
climatiqueSylvie JoussaumeDirectrice de
lInstitut National des Sciences de lUnivers du
CNRSauteur de climat, dhier à demain CNRS
éditions

• Le bilan radiatif de latmosphère
• Les composantes du système climatique
• leur rôle dans les changements climatiques
• Atmosphère
• Océans
• Cryosphère
• Biosphère
• Lithosphère
• Mécanismes des changements climatiques
• Lhomme un nouvel acteur

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Bilan énergétique de la Terre
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Répartition latitudinale de lénergie
-
-
Transport total dénergie Contribution de
latmosphère et locéan
4
Latmosphère
5
Images meteosat
6
Rétroactions associées au cycle de leau
Rétroaction positive
Négatif (solaire)
Rétroaction des nuages ?
Nuages
Positif (IR)
7
Les océans

• 71 de la surface sur 3800 m de profondeur
• Très grand réservoir de chaleur
• Capacité thermique
  océans atmosphère
• 3 m 10 000 m
• Océan forcé par latmosphère
• circulation thermohaline / circulation induite
  par les vents

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Le phénomène El Nino Du couplage entre
latmosphère et locéan
El Nino
Normal
9
Représentation schématique de la circulation
thermohalineplusieurs centaines à un milliers
dannées
10
La cryosphère
Continents Neige 1 à 30 Glaciers/calottes
11 Océans Glace de mer (banquise) 7
1er effet albédo (réflexion du rayonnement
solaire) Sans neige/glace 6 océans, 10 à 30
sur les continents Avec neige/glace 80-90
neige propre- 50 fonte Rétroaction positive
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La variabilité glaciaire
Température
H
Evénements de Heinrich débâcle massive
dicebergs
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Représentation schématique de la circulation
thermohalineplusieurs centaines à un milliers
dannées
13
(No Transcript)
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Les cycles glaciaires lenregistrement de Vostok
Gaz carbonique
Température
Méthane
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100 000 ans
100 000 ans
La théorie astronomique des paléoclimats Milutin
Milankovitch
19 000 et 23 000 ans
41 000 ans
41 000 ans
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La biosphère
La biosphère
Cycle du carbone Photosynthèse/décomposition
Cycle de leau évapotranspiration
Cycle de lénergie Albédo, rugosité
Polder
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Le climat aux échelles de temps géologiques
Le rôle de la tectonique
Ères glaciaires
Frakes (1979)
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440 Ma
19
300 Ma
20
80 Ma
21
30 Ma
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Mécanismes des changements climatiques

• Volcanisme
• Émission de SO2
• gouttelettes dacide sulfurique dans la
  stratosphère
• Refroidissement du climat (de 6 mois à quelques
  années)
• Cycle géologique du carbone (sur un million
  dannées)

1991 éruption du Pinatubo
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Le système climatique
CO2, CH4, O3 1 mois-109 ans
Atmosphère 1 jour - 10 ans
Glace 1 mois - 10 ans
Calotte 103-106 ans
Biosphère 1mois -100 ans
1mois -10ans
Océan
Lithosphère 104-109 ans
10 - 1000 ans
Equateur
Pôle
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Mécanismes des changements climatiques

• Forçage solaire
• Activité solaire
• Cycle de 11 ans 0,1 (observations)
• Cycles plus longs (centaine dannées)
• 0,25 à 0,6 ? Petit âge
  glaciaire ?
• Évolution du Soleil
• 25à 30 depuis 4,5 milliards
  dannées
• Mouvement de la Terre autour du Soleil
• Excentricité / obliquité / précession Cycles
  glaciaires

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météo
Age de la Terre
Externes Soleil, cosmos
Externes Soleil, cosmos
Internes lithosphère
Internes lithosphère
lithosphère
cryosphère
biosphère
océans
atmosphère
Variabilité solaire
Évolution du soleil
Paramètres orbitaux
Forçages
Tectonique
orogénèse
Activité volcanique
isostasie
neige
banquise
calottes
Rétroactions
végétation
Bio marine
surface
profond
10-1
10
102
103
104
105
106
107
108
109
1
Autovariations
années
26
Laugmentation des gaz à effet de serre
27
? 1100 ppm
Lhomme un nouvel acteur Lanthropocène
CO2 (ppm)
550 ppm
370 ppm
280 ppm
2100
2000
1750
2100
2000
28
Température de surface (oC)
2100
0,6 oC
1750
1900