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Océans et climat Eric Guilyardi. 1. Locéan acteur majeur du climat 2. Les forces à lœuvre 3. Observer locéan 4. Modéliser le système terre 5. Le sel,

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1 Océans et climat Eric Guilyardi

2 1. Locéan acteur majeur du climat 2. Les forces à lœuvre 3. Observer locéan 4. Modéliser le système terre 5. Le sel, élément fondamental

3 1. Locéan acteur majeur du climat 2. Les forces à lœuvre 3. Observer locéan 4. Modéliser le système terre 5. Le sel, élément fondamental

4 La machine terre Soleil Rayonnement Infra-Rouge Bilan dénergie Perte Gain Océan Atmosphère Équateur Une machine thermodynamique

5 Transport de Chaleur Océan A A A D D S N Eq. A+O O Atmosphère

6 Rapide (jour - 3 semaines) Peu de mémoire Chauffée par le bas Océan Lent (saison ans) Inertie thermique Chauffé par le haut Opaque Vent Chaleur Eau Chaleur Eau Locéan, mémoire du climat

7 Les domaines de locéan La circulation forcée par le vent: gyres et grands courants

8 Les domaines de locéan Masses deau (T, Sel) Profondeur (km) S S Éq. T N Température en moyenne « zonale » Formation en surface Distribution horizontale et verticale Océan de surface = réceptacle des flux air-mer Atlantique NÉq.S Masses deau de locéan Atlantique ÉtéHiver Océan de surface Océan profond PoleÉq. 100 m

9 Locéan Gardien des équilibres......acteur des variations lentes du climat El Niño Réchauffement planétaire

10 El Niño, lenfant terrible Dérèglement du couple océan-atmosphère Situation normale Situation El Niño Pacifique tropical Hauteur de la mer Situation La Niña

11 Le réchauffement climatique 365 Evolution du CO ans ans Carottage à Vostok, Antarctique Evolution de la température globale Niveau des mers

12 1. Locéan acteur majeur du climat 2. Les forces à lœuvre 3. Observer locéan 4. Modéliser le système terre 5. Le sel, élément fondamental

13 Locéan de surface gyres La circulation forcée par le vent Forces de pression et de Coriolis Gradient de pression Déviation de Coriolis Hémisphère NordHémis. Sud grands courants Gulf Stream

14 La spirale et le transport dEkman = effet intégré de la force de Coriolis

15 Les forces à loeuvre Les forces de flottabilité Chauffage par le bas Atmosphère Océan Refroidissement Evaporation Archimède Flottabilité déquilibre Eau plus salée Condensation Flottabilité déquilibre

16 La circulation thermohaline Un «tapis roulant» global......qui avance à 1 cm/sec !

17 1. Locéan acteur majeur du climat 2. Les forces à lœuvre 3. Observer locéan 4. Modéliser le système terre 5. Le sel, élément fondamental

18 Observer et mesurer locéan entreprise titanesque coordination internationale campagnes en mer bouées fixes ou dérivantes réseaux temps réel satellites

19 Satellite Topex-Poseidon La hauteur de la mer au centimètre près......globalement... … tous les 10 jours !

20 Une vision modifiée « Locéan est un champ de tourbillons » Suivi dEl Niño Etat du Pacifique tropical en temps réel

21 Une vision modifiée Hautes latitudes Circulation profonde Wolrd Ocean Circulation Experiment

22 1. Locéan acteur majeur du climat 2. Les forces à lœuvre 3. Observer locéan 4. Modéliser le système terre 5. Le sel, élément fondamental

23 Simuler le climat Modèles mathématiques de latmosphère et de locéan processus « sous-maille » capacité des super-calculateurs couplages pluri-disciplinaires Défis de la modélisation : Continents Atmosphère Océan Physique Carbone Chimie NEC SX5 CNRS

24 Observer et simuler pour comprendre Couplage OPA (Paris) / Echam (Hambourg) Sensibilité à la turbulence dans locéan Et si on modifiait El Niño ? Guilyardi, Madec et Terray (2001) Contrôle Perturbation Anomalie de température

25 Observer et simuler pour prévoir Océanographie opérationnelle + = Scénario de changement climatique Augmentation de température Hauteur de la mer prévue cette semaine

26 1. Locéan acteur majeur du climat 2. Les forces à lœuvre 3. Observer locéan 4. Modéliser le système terre 5. Le sel, élément fondamental

27 = concentration du sel (NaCl) dans leau de mer Se mesure en PSU* ~ pour mille = o / oo La « salinité » de locéan *Practical Salinity Unit Sels 35 g/kg Cl - Na +...ou avec un «salinomètre» par conductivité...

28 Doù vient le sel de l océan ? Le moulin à sel des Nordiques Naufrage et amphores de sel gemme des Grecs anciens Lessivage des continents 3,6 Giga Tonnes de sel / an !!!

29 Comment est modifiée la salinité ? Bilan deau douce entre : Salinité de surface Les apports rivières précipitations fonte glace de mer Salinité en mer du Nord et Les retraits évaporation formation de glace de mer Rejet de sel

30 Le cycle de leau Premier grand cycle du climat Vital pour lhomme Mal connu, mal modélisé

31 Nous avons modifié le climat… …quel cycle de leau pour demain ?


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