Forçages climatiques naturels volcanique et solaire – VOLSOL

L?enjeu majeur pour les sciences du climat est de fournir aux décideurs des scénarios d?évolution du climat au cours du 21ème siècle et au-delà. Il est donc nécessaire d?améliorer notre connaissance à la fois des forçages climatiques du futur et de la sensibilité climatique. Ce projet est dédié à cette sensibilité climatique, la réponse du climat à un forçage donné. Au cours du 21ème siècle, ces forçages ont été d'origines anthropique et naturelle. Même si très divers, tous modifient le bilan radiatif à la surface de la Terre et peuvent ainsi être exprimés par un forçage radiatif (en W.m-2). La sensibilité climatique est alors définie comme la variation de température globale due directement au forçage radiatif et indirectement aux rétroactions climatiques. Cette sensibilité climatique est calculée à partir de simulations utilisant des modèles de circulation générale, mais ces modèles ne sont que des approximations de la réalité. Il est donc essentiel d'estimer cette sensibilité à partir de reconstructions des forçages et de la réponse du climat dans le passé. Ce projet se focalise sur les deux derniers millénaires, au cours desquels les forçages ont été similaires à ceux actuels, les variations climatiques sont bien étudiées et quantifiées, et les archives disponibles avec une haute résolution. Le but de ce projet est de produire des séries temporelles calibrées des forçages climatiques naturels les plus importants sur les deux derniers millénaires : les variations d'irradiance solaire à partir du béryllium 10, un isotope cosmogénique, et la charge volcanique dans l'atmosphère à partir des isotopes stables du soufre et de l'oxygène. Ces indicateurs seront mesurés dans la glace provenant de plusieurs sites antarctiques aux conditions contrastées. Les carottes de glace constituent le matériel le plus approprié pour notre étude. Elles ont enregistré ces indicateurs des activités solaire et volcanique passées avec la résolution annuelle à subannuelle nécessaire à une étude précise. L'originalité de notre approche du forçage solaire est (1) de produire des séries de données de 10Be à partir de 2 sites contrastés en Antarctique, (2) de documenter les modes et les effets de dépôts de 10Be en Antarctique (3) de modéliser des données de 10Be afin de proposer une reconstruction de l?irradiance au cours des derniers 2000 ans. Pour l'étude du forçage solaire, l'originalité du projet est (1) de développer une méthode analytique de mesure continue du sulfate et du sodium dans les carottes de glace, (2) de développer une nouvelle méthode de mesure de la composition isotopique du soufre du sulfate, et (3) d'étudier tous les signaux volcaniques enregistrés dans les archives glaciaires à Dôme C sur les derniers 2000 ans afin d'identifier les éruptions volcaniques stratosphériques et enfin (4) de proposer une reconstruction du forçage volcanique au cours des derniers 2000 ans grâce à une approche de modélisation. Ces forçages solaire et volcanique ainsi améliorés pourront être utilisés dans des simulations climatiques afin de tester la capacité des modèles à reproduire les variations climatiques passées et de contraindre la sensibilité climatique. De plus, ces enregistrements permettront de préciser l'activité de base du soleil durant ses périodes de calme, ce qui est d'un grand intérêt pour les astrophysiciens.