Role of Southern Ocean sea ice on deep ocean circulation and carbon cycle at the Last Glacial Maximum

• Main Author: Lhardy, Fanny
• Other Authors: université Paris-Saclay, Roche, Didier, Bouttes, Nathaëlle
• Format: Thesis
• Language: English; French
• Published: 2021
• Subjects: Circulation océanique profonde; Glace de mer; Contenu en carbone; Modélisation des paléoclimats; Deep ocean circulation; Sea ice; Carbon sequestration; Paleoclimate modelling; Austral; Southern Ocean; banquise
• Online Access: http://www.theses.fr/2021UPASJ013/document

La période froide du Dernier Maximum Glaciaire était caractérisée, en regard de notre climat moderne, par une couverture de glace de mer australe accrue, une circulation profonde Atlantique moins profonde et une plus faible concentration en CO2 dans l’atmosphère. Ces différences sont bien connues grâce aux observations indirectes mais difficiles à représenter dans les simulations issues des modèles de climat. En effet, ces modèles simulent fréquemment une concentration en CO2 atmosphérique trop élevée, une circulation océanique trop profonde dans l’Atlantique et une banquise présentant une distribution trop circulaire dans l’océan austral ainsi qu’une étendue hivernale et une amplitude saisonnière trop faibles. Ces désaccords modèle-données observés au Dernier Maximum Glaciaire remettent en cause la représentation numérique de certains processus climatiques essentiels. Plusieurs études soulignent le rôle majeur de la glace de mer australe sur la capacité de stockage de carbone de l’océan et la circulation océanique profonde. Je me suis donc focalisée sur cette région pour mieux com-prendre les processus associés à ce stockage. Grâce aux simulations réalisées avec le modèle système terre iLOVECLIM, j’ai pu démontrer que les incertitudes liées à la représentation des calottes polaires ont un impact limité sur les variables examinées ici. En revanche, d’autres choix de conditions aux limites (affectant le volume de l’océan, l’ajustement de l’alcalinité) peuvent entraîner des modifications importantes du contenu total en carbone de l’océan. Je montre également que l’utilisation d’une paramétrisation simple de la plongée des saumures résultant de la formation de glace de mer permet d’améliorer significativement la simulation de la glace de mer australe, de la circulation océanique profonde et de la concentration en CO2 atmosphérique. Un ensemble de simulations incluant l’impact de différentes paramétrisations océaniques est utilisé pour montrer que la circulation océanique très profonde simulée par notre modèle ne ...