“paleoclimatique_t2” — 2013/10/24 — 11:38 — page xi — #12
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Table des matières
xi
3.3 Impact des changements paléogéographiques sur l’évolution
climatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
3.3.1 La dérive des continents . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
3.3.2 Changements paléogéographiques et circulation
océanique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
3.3.3 La fermeture des passages maritimes . . . . . . . . . . . 123
3.3.4 L’influence des mers épicontinentales . . . . . . . . . . . 124
3.3.5 Impact des mouvements verticaux de la croûte
sur le climat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
3.3.6 Tectonique, climat et érosion . . . . . . . . . . . . . . . 131
3.3.7 Les effets indirects des changements paléogéographiques 133
3.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
4 La modélisation en paléoclimatologie
139
4.1 Pourquoi construire des modèles en paléoclimatologie ? . . . . . 139
4.2 Quelques notions de base en modélisation . . . . . . . . . . . . 142
4.2.1 Vocabulaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
4.2.2 Systèmes dynamiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
4.2.3 Climat et déterminisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
4.3 Les contours d’un modèle de climat . . . . . . . . . . . . . . . . 148
4.3.1 Choix d’un sous-ensemble du système climatique :
modèle et conditions aux limites . . . . . . . . . . . . . 148
4.3.2 Couplages entre plusieurs composantes . . . . . . . . . . 148
4.3.3 Comparaison aux données paléoclimatiques . . . . . . . 149
4.4 Modèles de circulation générale, modèles complexes du système
Terre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
4.4.1 Équations, discrétisation et paramétrisations : exemple
des modèles de circulation générale atmosphérique . . . 151
4.4.2 Vers un modèle « intégré » du système Terre . . . . . . 157
4.4.3 Modélisation « réaliste » des paléoclimats . . . . . . . . 159
4.4.3.1 Conditions aux limites conditions initiales . . . 159
4.4.3.2 Exercices de comparaison des modèles . . . . . 161
4.4.3.3 Comparaison aux reconstructions
paléoclimatiques . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
4.4.4 Expériences de sensibilité . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
4.4.5 Perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
4.5 Modèles du système Terre de complexité intermédiaire (EMICS)169
4.5.1 Principes de base et historique . . . . . . . . . . . . . . 169
4.5.2 Exemples de simulations longues et d’étude de sensibilité aux forçages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
4.5.3 Exemple d’utilisation de modèles de complexité
intermédiaire pour l’exploration d’une multitude
de forçages ou de paramètres : exploration d’un « espace
des phases » . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
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Table des matières
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3.3 Impact des changements paléogéographiques sur l’évolution
climatique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
3.3.1 La dérive des continents . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
3.3.2 Changements paléogéographiques et circulation
océanique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
3.3.3 La fermeture des passages maritimes . . . . . . . . . . . 123
3.3.4 L’influence des mers épicontinentales . . . . . . . . . . . 124
3.3.5 Impact des mouvements verticaux de la croûte
sur le climat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
3.3.6 Tectonique, climat et érosion . . . . . . . . . . . . . . . 131
3.3.7 Les effets indirects des changements paléogéographiques 133
3.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
4 La modélisation en paléoclimatologie
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4.1 Pourquoi construire des modèles en paléoclimatologie ? . . . . . 139
4.2 Quelques notions de base en modélisation . . . . . . . . . . . . 142
4.2.1 Vocabulaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
4.2.2 Systèmes dynamiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
4.2.3 Climat et déterminisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
4.3 Les contours d’un modèle de climat . . . . . . . . . . . . . . . . 148
4.3.1 Choix d’un sous-ensemble du système climatique :
modèle et conditions aux limites . . . . . . . . . . . . . 148
4.3.2 Couplages entre plusieurs composantes . . . . . . . . . . 148
4.3.3 Comparaison aux données paléoclimatiques . . . . . . . 149
4.4 Modèles de circulation générale, modèles complexes du système
Terre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
4.4.1 Équations, discrétisation et paramétrisations : exemple
des modèles de circulation générale atmosphérique . . . 151
4.4.2 Vers un modèle « intégré » du système Terre . . . . . . 157
4.4.3 Modélisation « réaliste » des paléoclimats . . . . . . . . 159
4.4.3.1 Conditions aux limites conditions initiales . . . 159
4.4.3.2 Exercices de comparaison des modèles . . . . . 161
4.4.3.3 Comparaison aux reconstructions
paléoclimatiques . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
4.4.4 Expériences de sensibilité . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
4.4.5 Perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
4.5 Modèles du système Terre de complexité intermédiaire (EMICS)169
4.5.1 Principes de base et historique . . . . . . . . . . . . . . 169
4.5.2 Exemples de simulations longues et d’étude de sensibilité aux forçages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
4.5.3 Exemple d’utilisation de modèles de complexité
intermédiaire pour l’exploration d’une multitude
de forçages ou de paramètres : exploration d’un « espace
des phases » . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172