Relations entre surface océanique et composition isotopique des précipitations antarctiques : simulation pour différents climats - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2000

Relations entre surface océanique et composition isotopique des précipitations antarctiques : simulation pour différents climats

Résumé

Interactions between ocean temperature and isotopic content of Antarctic precipitation are studied with the help of a General Circulation Model (GCM), by distinguishing different geographic sources for the precipitation. The contribution of these sources is estimated for modern as well as glacial (21,000 years ago) climatic conditions. Climatic variations arose from the ocean cooling and the intensification of the meridional gradient of temperature. We have tried different reconstructions of tropical ocean temperatures, which are not well constrained for glacial time, and the source contributions are found quite sensitive to this parameter. For the high latitudes, the isotopic content of precipitation, originating from different sources, are related to the source temperature and its distance to the precipitation site. Contrary to the idea developped by Boyle (1997), a global cooling is not susceptible to bias the classical interpretation of isotopes as paleothermometer, because this cooling is compensated for, in our simulations, by a stronger contribution from the warmer sources. The oceanic field of oxygen-18 is simulated with an ocean GCM, by prescribing at the surface isotopic fluxes derived from the atmospheric GCM. The same fluxes are used to simulate a 'passive' salinity field, consistent with the oxygen-18. The observed features of both fields, as well as their relationships, are well simulated. This modelling allows us to study the sensitivity of their relationships to the surface fluxes, esp. to the continental runoff. The importance of horizontal mixing is estimated by comparing the GCM fields with a box model of the ocean. We also estimate the sensitivity of the deuterium-excess in the Antarctic precipitation to the oceanic temperature, humidity, and isotopic content.
L'interaction entre la température des océans et la teneur isotopique des précipitations antarctiques est étudiée à l'aide d'un modèle de circulation générale atmosphérique, en distinguant différentes sources des précipitations. La contribution de ces sources est estimée pour des conditions climatiques modernes et glaciaires, il y a 21000 ans. Les variations entre ces climats résultent du refroidissement de l'océan et du renforcement du gradient méridien de température. Différentes reconstructions des températures tropicales glaciaires, mal connues, montrent leur forte influence sur la contribution des sources. Pour les latitudes polaires, la teneur isotopique des précipitations issues de chaque source est reliée à la température de la source et à sa distance au lieu de précipitation. Contrairement à l'idée développée par Boyle (1997), un refroidissement glaciaire généralisé des sources n'est pas susceptible de biaiser l'interprétation classique des isotopes en paléotempérature, car il est compensé dans nos simulations par une plus forte contribution des sources chaudes. La distribution de l'oxygène 18 dans l'océan est simulée à l'aide d'un modèle de circulation générale océanique, en prescrivant des flux isotopiques issus du modèle atmosphérique. Ces mêmes flux servent à simuler une 'salinité' passive, cohérente avec l'oxygène 18. Les différentes caractéristiques ainsi que la corrélation spatiale entre ces 2 traceurs, salinité et isotope, sont correctement reproduites. La modélisation permet d'étudier la sensibilité de leur relation aux flux de surface, et notamment à l'écoulement continental. L'effet du mélange océanique horizontal est apprécié par comparaison avec un modèle en boite. L'impact des conditions (température et humidité) et de la teneur isotopique de la surface océanique sur l'excès en deutérium des précipitations antarctiques est aussi évalué.
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Citer

Gilles Delaygue. Relations entre surface océanique et composition isotopique des précipitations antarctiques : simulation pour différents climats. Autre. Université de droit, d'économie et des sciences - Aix-Marseille III, 2000. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00002821⟩
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