Changement climatique en Arctique : variabilité multidécennale des derniers millénaires

Mercredi, 5 septembre 2018

La publication et l’exploitation de deux bases de données paléoclimatiques par une équipe internationale comprenant des chercheurs de deux laboratoires français(1) ont permis l’étude de l’expression spatiale et temporelle de la variabilité climatique multidécennale dans la région arctique-subarctique. La haute résolution temporelle des séries utilisées a également permis aux chercheurs de s’intéresser à la question du lien entre le signal climatique enregistré par les données paléoclimatiques et celui contenu dans les données instrumentales.

La longueur des chroniques instrumentales ne permet pas l’étude de la variabilité climatique exempte de l’influence du forçage anthropique. Remettre en contexte les changements climatiques récents observés dans la région arctique-subarctique (c.-à-d. augmentation des températures, modification des précipitations et de l’humidité) nécessite alors l’utilisation de données climatiques indirectes mesurées dans les archives paléoclimatiques (archives glaciaires, cernes d’arbres, sédiments lacustres et marins, spéléothèmes) appelées proxies.

Le projet « 2k » du consortium international PAGES (Past global climate changes) a été créé pour coordonner et centraliser les reconstructions paléoclimatiques régionales permettant l’étude de la variabilité climatique des 2000 derniers ans à partir des données paléoclimatiques. Plus particulièrement, le groupe de travail PAGES Arctic 2k se focalise sur les séries disponibles dans la région arctique-subarctique (latitudes supérieures à 60°N). Les objectifs du groupe de travail sont de déterminer (i) si les changements climatiques enregistrés dans la région au cours du XXe siècle sont sans précédent au cours des derniers millénaires, (ii) l’existence ou non de variabilités périodiques, (iii) l’origine de cette variabilité (c.-à-d. forçages naturel ou anthropique, influence de la variabilité interne du système climatique).

Dans ce contexte, deux études ont récemment été effectuées. Les chercheurs se sont tout d’abord intéressés à l’expression régionale de variabilité climatique dans la région arctique-subarctique à l’aide d’enregistrements calculés pour les secteurs de l’Atlantique Nord, de l’Alaska et de la Sibérie, et de la base de données de température PAGES Arctic 2k v1.1.1. Le manque d’information sur la variabilité hydroclimatique (précipitations et humidité) dans la région a ensuite conduit à la création d’une nouvelle base de données hydroclimatiques ainsi que la publication de deux enregistrements régionaux pour les secteurs de l’Atlantique Nord et de l’Alaska. Ces deux bases de données sont le fruit d’un important travail de la part de la communauté paléoclimatique internationale pour centraliser et synthétiser l’information contenue dans les enregistrements. La particularité de ces deux bases de données réside dans la définition de critères de qualité stricts (localisation, contrôle de la datation, résolution temporelle, sensibilité aux variations climatiques) permettant l’étude de la variabilité climatique depuis les échelles multidécennales à séculaires.

Les résultats obtenus à partir de l’exploitation des bases de données publiées mettent ainsi en évidence l’occurrence de variabilités hydroclimatiques s’exprimant aux échelles multidécennales. La comparaison avec les indices climatiques instrumentaux (Oscillation Multidécennale Atlantique et Oscillation Pacifique Décennale) révèle que ces échelles sont également en lien avec la variabilité interne du système climatique. Les travaux mettent également en évidence la capacité des données proxies à reproduire le signal climatique enregistré dans les observations, en particularité sur les derniers siècles et pendant le changement climatique récent. La possibilité d’un lien entre les données instrumentales et les données proxies pourrait donc se faire aux fréquences multidécennales, mais reste complexe. En effet, en raison de leur nature indirecte, les données proxies sont soumises à de nombreuses incertitudes qui peuvent altérer le signal climatique enregistré : datation, processus d’archivage, sensibilité du proxy, biais analytique.


Évolution des températures sur les derniers 2000 ans à l’échelle de la région arctique-subarctique calculée à partir de la base de données PAGES Arctic 2k (modifiée à partir de Nicolle et coll., 2018). Crédit photo: L. Chaumillon.

C’est pourquoi, une équipe de chercheurs français du laboratoire M2C ont monté un atelier de réflexion en collaboration avec une équipe de chercheurs canadiens du GEOTOP (Université du Québec à Montréal) sur la question du lien entre les données proxies et les données observées. Leurs réflexions ont abouti à la production d’outils et de didacticiels pour aider la communauté paléoclimatique à construire des modèles d’âge permettant une intercomparaison et des compilations correctes, ainsi que pour l’analyse et l’interprétation en temps et en fréquence du signal enregistré dans les données paléoclimatiques.

Note(s): 
  1. Le laboratoire Morphodynamique continentale et côtière (M2C, Université de Caen Normandie / Université de Rouen Normandie / CNRS) et le laboratoire Géosciences Paris-Sud (GEOPS/IPSL, CNRS / Université Paris-Sud)
Source(s): 
  • Linderholm, H. W., Nicolle, M., Francus, P., Gajewski, K., Helama, S., Korhola, A., Solomina, O., Yu, Z., Zhang, P., D'Andrea, W. J., Debret, M., Divine, D. V., Gunnarson, B. E., Loader, N. J., Massei, N., Seftigen, K., Thomas, E. K., Werner, J., Andersson, S., Berntsson, A., Luoto, T. P., Nevalainen, L., Saarni, S., and Väliranta, M.: Arctic hydroclimate variability during the last 2000 years: current understanding and research challenges, Clim. Past, 14, 473-514, https://doi.org/10.5194/cp-14-473-2018
  • Nicolle, M., Debret, M., Massei, N., Colin, C., deVernal, A., Divine, D., Werner, J. P., Hormes, A., Korhola, A., and Linderholm, H. W.: Climate variability in the subarctic area for the last 2 millennia, Clim. Past, 14, 101-116, https://doi.org/10.5194/cp-14-101-2018
Contact(s):
  • Marie Nicolle, M2C
    marie [dot] nicolle2 [at] univ-rouen [dot] fr, 02 35 14 69 48
  • Maxime Debret, M2C
    maxieme [dot] debret [at] univ-rouen [dot] fr, 2 35 14 60 41

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