Thèse Absorption et Redistribution Spatio-Temporelles du Carbone et de la Chaleur Anthropiques par Rapport à l'État Naturel dans l'Atlantique Nord à l'Aide d'Observations de Traceurs Transitoires H/F

Université Paris-Saclay GS Géosciences, climat, environnement et planètes

Établissement : Université Paris-Saclay GS Géosciences, climat, environnement et planètes
École doctorale : Sciences de l'Environnement d'Ile-de-France
Laboratoire de recherche : Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement - DRF
Direction de la thèse : Pascale BRACONNOT ORCID 0000000218529178
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-03-31T23:59:59

L'océan régule le climat en absorbant la majeure partie de la chaleur anthropique et un quart du carbone anthropique, c'est-à-dire les changements induits par les activités humaines. L'Atlantique Nord, par sa circulation de retournement, la formation d'eaux profondes et les interactions air-mer intenses, est un axe clé pour la ventilation des eaux intermédiaires et profondes et la redistribution de la chaleur et du carbone. Cependant, de grandes incertitudes subsistent, notamment dans les eaux profondes, principalement échantillonnées par des campagnes hydrographiques répétées mesurant température, salinité, nutriments et carbone.

Ce projet, en collaboration entre l'Université d'Exeter et l'Université Paris-Saclay (LSCE), combine analyses observationnelles et modélisation océanique de pointe. Il se concentrera sur l'analyse de ces données pour quantifier la ventilation et reconstruire les changements historiques de la chaleur et du carbone anthropiques. Les méthodes incluent l'utilisation de traceurs transitoires (CFC-11, CFC-12, SF, CO anthropique) associées à un cadre d'entropie maximale et de fonctions de Green pour estimer les temps de transit et trajectoires des masses d'eau. Les résultats seront comparés aux modèles de circulation générale et biogéochimiques pour tester les approches observationnelles et identifier les biais, notamment pour la Circulation méridienne de retournement de l'Atlantique (AMOC).

Le LSCE dispose d'un système de modélisation emboîté avec une configuration globale à 1°, un zoom à 1/4° sur l'Atlantique Nord et un deuxième zoom à 1/12° sur les mers Nordiques, permettant de représenter avec précision la structure des masses d'eau et les flux de chaleur et carbone à différentes échelles. Les simulations du CFC-12 sont déjà réalisées ; celles d'autres traceurs et du CO anthropique seront effectuées. En combinant observations et modélisation, le projet vise à mieux quantifier l'absorption régionale de la chaleur et du carbone anthropiques et à comprendre les mécanismes régissant leur variabilité et évolution à long terme.

Cette recherche, menée dans le cadre d'une collaboration internationale, fournira de nouvelles connaissances sur le rôle de l'Atlantique Nord dans le climat global et renforcera la capacité à évaluer l'évolution future des océans et du climat.

L'océan joue un rôle central dans la régulation du climat global en absorbant la majeure partie de la chaleur anthropique et une fraction importante du carbone anthropique. L'Atlantique Nord est une région clé du fait de sa circulation de retournement, de la formation d'eaux profondes et des interactions air-mer intenses. Malgré des campagnes hydrographiques répétées, de grandes incertitudes subsistent sur le devenir de la chaleur et du carbone anthropiques, en particulier dans les eaux profondes. Une collaboration internationale entre l'Université d'Exeter et l'Université Paris-Saclay (LSCE) permettra de combiner observations et modélisation pour mieux comprendre ces processus.

quantifier l'absorption et la redistribution regionales de la chaleur et du carbone anthropiques dans l'Atlantique Nord.
- mieux comprendre les mécanismes de ventilation des eaux intermédiaires et profondes.
- evaluer la performance des modèles de circulation océanique et biogéochimique par comparaison avec les observations.

- analyse de jeux de données observationnelles de haute qualité issus de programmes hydrographiques majeurs (OVIDE, OSNAP, section RAPID 24°N).
- utilisation de traceurs transitoires (CFC-11, CFC-12, SF, CO anthropique) et variables physiques/biogéochimiques (température, salinité, nutriments, carbone) pour caractériser les masses d'eau et les processus de ventilation.
- application de méthodes basées sur l'entropie maximale et les fonctions de Green pour relier conditions limites de surface et distributions intérieures de traceurs.
- comparaison systématique des résultats observationnels avec des modèles de circulation générale océanique et biogéochimique, incluant des simulations à haute résolution emboîtées (global 1°, zoom 1/4° Atlantique Nord, zoom 1/12° mers Nordiques).