Animateur : Eric Guilyardi

L’anticipation des impacts du changement du climat et en particulier de sa variabilité sur les sociétés et les écosystèmes est un défi immense lancé à la communauté des sciences du climat. Le LOCEAN a développé une expertise originale associant mécanismes climatiques, rôle de la dynamique océanique, et impacts sociétaux. Il est un des rares laboratoires à couvrir le champ de recherche qui va de la compréhension des mécanismes fondamentaux aux études d’impacts pour informer les services climatiques en cours d’élaboration. Quantifier les incertitudes sur la circulation océanique de grande échelle, initialiser l’océan pour des études de prévisibilité du système couplé océan-atmosphère-glace de mer, comprendre le rôle des échanges air-mer dans les flux de chaleur, de moment, d’eau ou de carbone, décrire les mécanismes de la variabilité climatique passée, présente et future, le rôle des interactions d‘échelles, modéliser les impacts de la variabilité et des changements climatiques sur les ressources et la santé : la palette des compétences du laboratoire qui contribuent à cette thématique est large (cf. équipes) et s’appuie sur le triptyque observation, modélisation et théorie.

 

Fort de cette expertise unique le LOCEAN a pour ambition d’être un acteur majeur pour relever le défi de l’anticipation des impacts locaux du changement climatique. La contribution à cet effort international est proposée dans ce thème selon 3 axes:

  • l’étude de la variabilité et de la prévisibilité climatique à l’échelle interannuelle, décennale et multi-décennale en s’appuyant en particulier sur le rôle climatique de l’océan. L’objectif de cet axe est d’associer des études fondamentales sur les mécanismes de la variabilité et de la prévisibilité du climat aux échelles interannuelle à décennales à la réalisation de simulations de prévision contribuant aux bases de données internationales (type CMIP5) pour :

    • séparer la part de la variabilité interne de l’océan/ du climat de celle qui est forcée (GHG, solaire, volcanisme) lors des derniers millénaires et lors des derniers 50 ans (période la mieux observée).

    • comprendre l’influence de l'époque/état moyen sur la variabilité grâce aux études paléoclimatiques qui permettent en particulier de tester les changements de la variabilité dans les modèles.

    • renforcer l’expertise sur le système de prévision/prévisibilité à l’échelle de temps décennale, en particulier sur l’initialisation de l’océan (ex., NEMOVAR), et sa validation.

    • renforcer l’expertise sur la détection d’éventuelles transitions climatiques et non linéarités dans le cadre d’un changement climatique.

  • l’étude des changements climatiques et de leurs impacts régionaux à différentes échelles de temps (incluant l’échelle paléoclimatique) et d’espaces et dans différents milieux (marins, continentaux et insulaires). L’objectif est de croiser les implications régionales de l’axe 1 (par exemple changement de régimes de circulation, des caractéristiques de moussons ou des extrêmes de précipitations) avec des études d’impacts et de vulnérabilité (par exemple écosystèmes marins et continentaux, société, santé,…) pour fournir des indicateurs pour les stratégies d'adaptation et les services climatiques en cours d’organisation.

la modélisation statistique de l’environnement pour identifier et lever les verrous méthodologiques en modélisation statistique dans les problèmes liés à la géophysique et à l’environnement : la détection des ruptures par rapport à une tendance ou à un cycle et l’attribution de ces changement (par exemple de régimes de variabilité décennale). D’autres questions plus fondamentales incluent l’assimilation variationelle des données (nouvelles méthodes, estimation des incertitudes, calcul haute performance, initialisation des modèles) et les méthodes inverses pour la télédétection (problèmes mal posés, multivalués, classification).

 

 

Animateur : Pierre Testor

La circulation océanique intervient de façon centrale dans les flux d'énergie et de matière à l'échelle globale comme aux échelles régionales, notamment côtière. Elle joue un rôle très important dans l'évolution du climat (échanges avec l’atmosphère) et des écosystèmes marins à de multiples échelles, et est au cœur des problématiques de sécurité qui sont liées aux courants marins et à la dispersion de traceurs. L’étude des processus de dynamique océanique et les interactions aux interfaces air-mer-glace associées est donc un enjeu sociétal important. Compte tenu de l’importance des interactions d’échelles, les études de la circulation océanique à grande échelle s’avèrent indissociables des études de processus à toutes les échelles, même aux plus petites. Aujourd'hui, c'est sans doute l’étude in situ plus systématique de ces processus, structurée au sein de systèmes pérennes d'observation globaux et régionaux et associée à des modélisations numériques plus performantes, qui permet d'envisager un progrès qualitatif dans la compréhension et surtout la quantification des flux, étape indispensable pour permettre la réduction des incertitudes dans les modèles climatiques globaux et régionaux, mais aussi dans les systèmes opérationnels de prévision (cf., CLIVAR, GOOS).

L'ambition du thème « Dynamique océanique et interactions aux interfaces» est de renforcer et de structurer la contribution du LOCEAN dans ce domaine au sein des grands chantiers qui mobilisent aujourd'hui la communauté OA de l'INSU (Arctique, Méditerranée et Antarctique), ainsi que dans les océans tropicaux et dans l’Atlantique Nord.

Les objectifs du thème sont :

- de coordonner les travaux du LOCEAN sur des thématiques de dynamique et de circulation océanique et les amener à interagir sur des analyses de mécanismes spécifiques, ou autour de projets ou chantiers expérimentaux ou de modélisation.

  • L'amélioration de la compréhension de la circulation océanique de grande échelle passe par une étude multi-échelle des processus de la dynamique océanique et de leur impact sur les écosystèmes et les cycles bio-géochimiques.

  • L’analyse de la variabilité océanique où sera privilégiée la caractérisation de la réponse de l’océan à la variabilité atmosphérique (en particulier, processus de couche de mélange, circulation due au vent), en fonction des échelles de temps associées et en identifiant leurs interactions mutuelles.

  • Le soutien à la mise en place de systèmes d’observations régionaux ou globaux.

- de fédérer les actions du laboratoire sur les processus spécifiques aux interfaces : océan côtier, interface entres continents et océan hauturier, et interfaces entre océan, atmosphère et glace et de faire émerger des projets structurants développant approches expérimentales et/ou numériques.

  • Autour de l’impact de l’hydrodynamique et de la thermodynamique de ces interfaces à petite et moyenne échelle sur les échanges de matière et d’énergie (notamment verticaux) et sur le fonctionnement des communautés biologiques, thème intéressant en particulier les équipes PEPS et BTP, ainsi que le groupe BIOMAR de l'IPSL.

  • Autour de la comprention les interactions d’échelles impliquées dans les interactions air-mer-glace. Les échanges de propriétés (chaleur, quantité de mouvement, CO2, …) à ces interfaces sont le résultat de processus de très fine échelle et à haute fréquence (turbulence des couches limites, cycle diurne,…).

 




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