Interactions entre Interactions entre la calotte glaciaire la calotte glaciaire

Antarctique et l’océanAntarctique et l’océan

Catherine RitzCatherine Ritz

24 novembre 200424 novembre 2004

Niveau des mersNiveau des mers

Apport d’eau douceApport d’eau douce IcebergsIcebergs Fusion basale sous les ice shelves et Fusion basale sous les ice shelves et

langues de glacelangues de glace

Influence de la calotte sur Influence de la calotte sur l’océanl’océan

Action de l’océan sur la calotte Action de l’océan sur la calotte AntarctiqueAntarctique

action indirecte sur la glace posée viaaction indirecte sur la glace posée via migration de la ligne d’échouagemigration de la ligne d’échouage diminution de l’effet d’arc-boutant des diminution de l’effet d’arc-boutant des

ice-shelvesice-shelves

niveau des mersniveau des mers Fusion sous les ice-shelvesFusion sous les ice-shelves

Fusion sous les ice-shelvesFusion sous les ice-shelves

Fusion sous les ice-shelvesFusion sous les ice-shelves

fusion

fusionregel

Effet d’arc boutant des ice Effet d’arc boutant des ice shelvesshelves

Y a-t-il une rétroaction liée à la fusion Y a-t-il une rétroaction liée à la fusion sous les ice shelves et si oui de quel sous les ice shelves et si oui de quel

signe ?signe ?

En particulier en cas de réchauffement :En particulier en cas de réchauffement :

L’océan se réchauffe L’océan se réchauffe la fusion sous les ice shelves augmentela fusion sous les ice shelves augmente la ligne d’échouage recule et l’écoulement de la ligne d’échouage recule et l’écoulement de

la glace accélèrela glace accélère Plus d’eau douce est injectée dans l’océanPlus d’eau douce est injectée dans l’océan

Comment réagit l’océan ?Comment réagit l’océan ?

Approche par la modélisation Approche par la modélisation numériquenumérique

Pour étudier les interactions Pour étudier les interactions

calotte-océan-atmosphère calotte-océan-atmosphère

nous proposons de coupler le modèle de nous proposons de coupler le modèle de

calotte polaire du LGGE (GRISLI) avec le calotte polaire du LGGE (GRISLI) avec le

modèle couplé océan atmosphère de l’IPSL.modèle couplé océan atmosphère de l’IPSL.

Projet inclus dans le programme ENSEMBLESProjet inclus dans le programme ENSEMBLES 1 post-doc pendant 1 an pour passage aux normes 1 post-doc pendant 1 an pour passage aux normes

PRISM et couplage GRISLI - IPSLPRISM et couplage GRISLI - IPSL

Simule l’évolution de la géométrie Simule l’évolution de la géométrie (épaisseur, surface, socle) en réponse aux (épaisseur, surface, socle) en réponse aux conditions climatiques.conditions climatiques.

Pour cela, calcule les champs couplés de vitesse Pour cela, calcule les champs couplés de vitesse et de température dans la glace.et de température dans la glace.

Sous-produit : eau évacuée sous forme liquide et Sous-produit : eau évacuée sous forme liquide et solidesolide

Echelles de temps Echelles de temps globalement très longues (milliers d’années) globalement très longues (milliers d’années) possibilité de réactions « rapides » (dizaines d’années) pour possibilité de réactions « rapides » (dizaines d’années) pour

certaines régions sensibles.certaines régions sensibles.

Que fait un modèle d’évolution Que fait un modèle d’évolution des calottes polaires ?des calottes polaires ?

GRISLI (GRISLI (GRGRenoble enoble IIce-ce-SShelf helf LLand and IIce)ce)

Traite à la fois la glace reposant sur le Traite à la fois la glace reposant sur le socle et les parties flottantes (ice-shelves)socle et les parties flottantes (ice-shelves)

Calcule interactivement la position de la Calcule interactivement la position de la ligne d’échouageligne d’échouage

GRISLI a été développé pour l’Antarctique.

Aussi porté sur l’hémisphère nord.

Carte d’après Bentley et Bindschadler, 2003

Exemple Exemple de champ de champ de vitesse de vitesse

modélisémodélisé

GRISLI a été utilisé dans des expériences GRISLI a été utilisé dans des expériences paleo et simule les variations passées de la paleo et simule les variations passées de la

ligne d’échouageligne d’échouage

15 kyr BP Présent (modèle)

Variables échangées avec le Variables échangées avec le modèle atmosphériquemodèle atmosphérique

Atmosphère -> Calotte Atmosphère -> Calotte

Température en surface Température en surface

Accumulation neigeuseAccumulation neigeuse

Fonte en surface Fonte en surface

Calotte -> AtmosphèreCalotte -> Atmosphère

OrographieOrographie

albedoalbedo

ruissellementruissellement

Variables échangée avec Variables échangée avec l’océanl’océan

Océan -> calotteOcéan -> calotte Niveau des mers (joue sur l’extension et Niveau des mers (joue sur l’extension et

l’écoulement)l’écoulement) Fusion sous les ice-shelves.Fusion sous les ice-shelves.

Dans un premier temps paramétrisation en fonction de Dans un premier temps paramétrisation en fonction de la température de l’océan au niveau du talus la température de l’océan au niveau du talus continental continental

Calotte -> océanCalotte -> océan Flux d’eau douce : solide et liquideFlux d’eau douce : solide et liquide Dimension du domaine océanique Dimension du domaine océanique

Ordre de grandeur de la fusion Ordre de grandeur de la fusion à la ligne d’échouage en à la ligne d’échouage en

fonction de la température fonction de la température océaniqueocéanique

Rignot et Jacob,

Science 2002

Paramétrisation de la fusion Paramétrisation de la fusion inspirée de Beckmann et inspirée de Beckmann et

GoosseGoosse Fusion liée à la distance au talus Fusion liée à la distance au talus

continental continental 5 m/an à 200 km 5 m/an à 200 km (18 m/an juste au dessus)(18 m/an juste au dessus) Décroissant exponentiellement Décroissant exponentiellement

-10 cm/an à 520 km (regel)-10 cm/an à 520 km (regel)

Fusion imposée à la ligne d’échouageFusion imposée à la ligne d’échouage50 cm/an (pour une maille de 50 cm/an (pour une maille de

40 km)40 km)

Exemple de simulation vers le Exemple de simulation vers le futurfutur

en mode forcéen mode forcé

Expérience de déglaciationExpérience de déglaciation La fusion est augmentée de 1 m/anLa fusion est augmentée de 1 m/an Simulation de 20 000 ansSimulation de 20 000 ans

Couplage GRISLI-IPSLCouplage GRISLI-IPSLComment on compte s’y Comment on compte s’y

prendreprendre Post-doc (Dimitri) commencerait en Post-doc (Dimitri) commencerait en

mars 2005mars 2005

Dans un premier temps couplage par Dans un premier temps couplage par échange de fichiers (tous les mois échange de fichiers (tous les mois par exemple)par exemple)

Groenland ??Groenland ??