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Les régions Arctiques subissent le forçage global de l'augmentation des gaz à effet de serre, qui cause un réchauffement. Mais ces régions sont aussi une source de feedbacks climatiques, biophysiques et biogéochimiques qui affectent en retour le climat régional et global. La plupart de ces feedbacks dans les régions Arctiques sont de signe positif, soit une amplification régionale du réchauffement. Les modèles, globaux ou régionaux sont des outil indispensables pour quantifier et comprendre ces feedbacks complexes, et leurs interactions à différentes échelles de temps. Les modèles traitant les composantes physiques du système (physique de l'atmosphère et de l'océan, glace de mer, calotte polaire du Groenland, et bilans d'énergie des surfaces continentales) permettent de simuler les feedbacks liés aux changements d'albédo (neige, changement de glace de mer), de circulation océanique, et de transport de chaleur par l'atmosphère, et sur de longues échelles de temps, les flux d'eau douce dans l'océan (calotte du Groenland). Les modèles des grands cycles biogéochimiques permettent de calculer les feedbacks lents impliquant les stocks de carbone et d'azote des écosystèmes, et leurs émissions de CO₂, de CH₄ (dont pergélisols) et d'autres composés chimiquement réactifs. Ces flux sont couplés avec le transport et la réactivité des espèces chimiques et des aérosols dans l'atmosphère. Les deux grand défis de la modélisation appliquée au système Arctique sont : 1) de décrire la complexité des processus spécifiques de ces régions et leur couplage au sein de modèles intégrés du système terre, en particulier les téléconnections, et les transferts entre océan et continent, et 2) d'évaluer les incertitudes et de les réduire à l'aide d'observations, à la fois des mesures in situ et de télédétection pour la période récente et des reconstructions paleo-environnementales pour le passé, qui permettent d'améliorer les paramétrisations.
Crédit photo : © Nicolas Regnault

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