Caractérisation des effets du réchauffement climatique sur l'océan superficiel au cours des 50 dernières années

Characterization of the effects of global warming on the ocean surface layers over the last 50 years

• Auteur / Autrice : Mathieu Hamon
• Direction : Pierre-Yves Le Traon, Gilles Reverdin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Océanographie physique
• Date : Soutenance le 01/03/2012
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Santé, information-communication et mathématiques, matière (Brest, Finistère)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d’océanographie spatiale (Plouzané, Finistère)
• Jury : Président / Présidente : Alain Colin de Verdière
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre-Yves Le Traon, Gilles Reverdin, Alain Colin de Verdière, Jean-Marie Beckers, Thierry Delcroix, Yves Gouriou, Serge Planton
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Marie Beckers, Thierry Delcroix

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réchauffement de la Terre

Mots clés libres

Réchauffement climatique

Observations in situ

Biais XBT

Reconstruction de champs

Contenu thermique

Contenu d’eau douce

Global warming

In situ measurement

XBT bias

Field reconstruction

Heat content

Freshwater content

Résumé

Identifier et caractériser les effets du réchauffement climatique est un des grands enjeux scientifiques de ce début de siècle. Élévation du niveau des mers, bouleversements hydrologiques sont autant de conséquences de ce phénomène qui conditionnent l’existence de toutes les formes de vie présentes sur Terre. Dû à sa capacité thermique élevée, on estime que 84% de l’énergie développée par le réchauffement climatique est stockée dans les premières couches de l’océan. Il est cependant assez difficile d’évaluer son impact global au cours des 50 dernières années car l’océan ne se réchauffe pas de manière uniforme et l’échantillonnage in-homogène (spatial et temporel) des mesures océanographiques, des erreurs instrumentales (XBT) et des biais relatifs aux processus d’estimation des indicateurs globaux peuvent altérer notre appréciation de l’évolution des paramètres océaniques. Afin de pallier ces difficultés inhérentes à l’exploitation des mesures in situ, nous proposons dans cette thèse une correction empirique des données XBT basée sur l’analyse de profils colocalisés, caractérisée par une fonction parabolique sur l’immersion de la sonde et un terme d’offset thermique. À partir de la base de données corrigée, nous présentons ensuite une méthode originale de création de champs grillés grande échelle s’articulant autour de la reconstruction des modes propres de variabilité (DINEOF). Enfin, nous présentons les principaux résultats issus de ces reconstructions en termes de tendances globales et de variabilité du contenu thermique et contenu d’eau douce. Ces travaux contribuent ainsi à mieux documenter la variabilité océanique dans la couche 0-700m.

To identify and characterize the effects of global warming is one of the major scientific challenges of this new century. The rise of sea level, the hydrological changes are some consequences of this phenomenon which will influence all forms of life on Earth. Due to its high thermal capacity, it is estimated that 84% of the energy developed by global warming is stored in the first layers of the ocean. However, it is rather difficult to assess its overall impact over the last 50 years because the ocean is not warming uniformly and the inhomogeneous sampling (spatial and temporal) of oceanographic observations, instrumental errors (XBT) and biases related to the estimation process of global indicators can affect our assessment of the evolution of ocean parameters. To overcome these difficulties of in situ measurements analysis, we propose here an empirical correction of XBT data based on the analysis of collocated profiles, characterized by a parabolic function of the immersion of the probe and a thermal offset. From the corrected database, we present a new method for creating large-scale gridded fields based on the reconstruction of the natural modes of variability (DINEOF). Finally, we present the main results from these reconstructions in terms of global trends and variability of heat content and freshwater content. This work contributes to better document the oceanic variability in the 0-700m layer.