Activités du LSCE en Arctique

Ce document est une synthèse des activités du LSCE en Arctique



Participants : C. Grenier, C. Ottlé, B. Lansard, C. Rabouille, V. Masson-Delmotte, S. Charbit,
D. Roche, M. Kageyama, M. Roy-Barman, J.C. Dutay, J. Ghrardi, E. Pons-Branchu,
F. Thil, P. Chazette, M. Gehlen, L. Bopp, J. Orr, P. Ciais, G. Ramstein, B.
Bonsang, V. Gros, J.D. Paris, J. Jouzel, C. Waelbroeck, E. Michel, P. Bousquet,
F. Chevallier, A. Landais





Le LSCE (UMR8212) travaille depuis plusieurs années à la
compréhension du rôle de l’Arctique sur le climat global et sur diverses études
régionales d’impacts climatiques et anthropiques. Les travaux en cours et à
venir s’organisent autour de deux grands axes : les études basées sur l’observation
des différents milieux (cryosphère, océan, continent, atmosphère) à différentes
échelles spatiales et temporelles dans l’objectif de documenter et de
comprendre les processus dominants, et le développement de différents outils de
modélisation pour simuler les processus, leurs interactions et leurs
rétroactions sur le climat. Deux zones géographiques font l’objet d’un effort
particulier, le Groenland et la Sibérie.


Un réseau pérenne d’observations
et des campagnes in situ permettent déjà de suivre les évolutions des
différents milieux sur des zones allant du Groenland à la Sibérie en incluant
l’océan Arctique. Nous avons l’objectif de maintenir et intensifier ces réseaux
et campagnes dans les prochaines années. Ainsi, des campagnes de caractérisation
isotopique des circulations océaniques permettront de mieux caractériser les
eaux océaniques suite à la formation des saumures (brines) et leur devenir. Différents
traceurs isotopiques seront aussi utilisés pour étudier le rôle du transport
des particules marines et continentales sur les cycles biogéochimiques.
L’apport en silice et carbone des fleuves arctiques dans l’océan côtier sera
étudié et leur évolution en lien avec la fonte des pergélisols sera quantifiée.
Les expérimentations visant à mieux
comprendre le rôle des gaz réactifs sur les émissions océaniques de composés
volatils comme le monoxyde de carbone et certains hydrocarbures légers
insaturés, seront aussi poursuivies. En ce qui concerne le suivi des aérosols
et des principaux gaz à effet de serre (GES), les moyens et stations de mesures
maintenus par le LSCE permettront la surveillance des aérosols d’origine
anthropique liés aux feux de forêt et de plusieurs gaz comme le méthane, le gaz
carbonique ou les polluants régionaux. Ces mesures sont aussi liées à la mise
au point de nouveaux capteurs in situ, aéroportés et spatiaux, en particulier
autour de la télédétection LIDAR, avec le projet spatial de micro-satellite
franco-allemand MERLIN. Le LSCE sera aussi présent sur la thématique des surfaces
continentales, que ce soit sur l’analyse du climat passé par les carottes
glaciaires ou sur le suivi des pergélisols et des écosystèmes arctiques des
échelles locales à globales à l’aide d’approches couplant observations de
terrain, imagerie spatiale et modélisation.




Deux zones atelier émergent et
font le lien entre les approches d’observation et de simulation à différentes
échelles spatiales et temporelles :


-
Le Groenland où l’on poursuivra les travaux de
caractérisation du climat passé à l’aide des carottes de glace forées au
Nord-Ouest (NEEM) et au Sud (Ivittuut) de l’île et en mettant en place des
observations de suivi de la composition isotopique de la vapeur d’eau qui permettront
de mieux comprendre les circulations atmosphériques régionales et les flux aux
interfaces en particulier en présence de neige en relation avec le
métamorphisme. Des perspectives d’évaluation et d’amélioration des modèles
atmosphériques incluant les isotopes (LMDZiso et ECHAM5iso) sont envisagées.


-
La Sibérie est une autre région du monde qui
fédère plusieurs équipes du LSCE, avec des travaux plus orientés sur le suivi
des gaz traces dans l’atmosphère et les impacts de l’évolution présente et future
du climat. Quelques zones atelier à
l’échelle régionale et l’étude d’unités du paysage à l’échelle du bassin
versant (en Yakoutie en particulier) permettront de documenter différentes
variables hydrologiques, bio-géophysiques et atmosphériques, comme les
pergélisols, l’hydrologie, la végétation
et les GES, et de développer de nouveaux modèles pour mieux représenter ces
processus et leurs rétroactions sur le climat. Plusieurs études d’impacts seront
menées avec ces nouveaux outils.




Collaborations nationales: IDES (F. Costard, C. Marlin),
LOCEAN (D. Cardinal, F. Vivier), LGGE
(G. Krinner), LMD (C. Risi), C NRM (B. Decharme, C. Delire, E. Brun), UVSQ
(M. Sourdeval, I. Brianso), PRODIG (N. Delbart), LEGOS (A. Kouraev)


Collaborations
internationales : Permafrost Institute (A. Fedorov, P.
Konstantinov), AWI ( H. Lantuit, J. Boike, B. Heim), Vienna Univ. (A.
Bartsch), Sherbrooke Univ. (A. Royer), Yekaterinburg Univ. (V. Zakharov, V. Valdayskikh), Stockholm Univ. (P. Kuhry), Bejing Univ.
(S. Piao), Permafrost US Thematic network (D. Mc Guire, T. Schuur).