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    Speich Daniault UBO Climat 7_33

    volution climatique durant volution climatique durant llHolocHolocne (~ 15 000 ans)ne (~ 15 000 ans)

    10 - 1500080006000500040002500Prsent

    Dryasantrieur

    Optimumde

    l HolocnePriode

    deLbben

    OptimumMdival

    PetitAge

    Glaciaire

    Speich Daniault UBO Climat 7_34

    volution des civilisations volution des civilisations pendant lpendant lHolocHolocnene

    Agriculture sdentaireau Moyen Orient

    Age de Bronze

    Colonisation du Groenland par les vikingsRvolution franaise

    Ere industrielle

    Nolithique

    -15,

    000

    -6,0

    00Pr

    esen

    t

    Chasse et culturesau Sahara

    5 millionsPopulation m

    ondiale

    50 millions

    250 millions

    6 milliards

    S. Speich UBO Climat 9_35

    Variations de la temprature de surface terrestre pendant le dernier millnaire

    Hmisphre Nord(diffrentes couleurs = diffrentes estimations par proxies)

    Priode chaude

    mdivale

    Petit age glacier

    Priode chaude

    mdivale

    Petit age glacier

    Speich Daniault UBO Climat 7_36

    Climat du dernier millClimat du dernier millnaire: naire: lloptimum climatique optimum climatique

    mmdidivalval Cet optimum climatique sest produit aux alentours des annes 1000

    - 1300) Il a vraisemblablement touch l'ensemble du globe, mais sans tre

    une priode chaude uniforme, ni synchrone, ni continue, mme dans la seule hmisphre Nord

    Il semble plutt qu'il y ait eu, avant 1400, diverses priodes relativement chaudes, surtout par rapport aux sicles suivants

    Dans certaines rgions, entre 900 et 1200 (Nord de la Scandinavie), d'autres entre 1200 - 1300 (sud du Groenland, ouest des USA)

    Pour l'hmisphre Sud, les donnes sont trop insuffisantes

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    Speich Daniault UBO Climat 7_37

    Climat du dernier millClimat du dernier millnaire:naire:le Petit ge glaciairele Petit ge glaciaire

    Le Petit ge glaciaire a svi entre 1350-1600, pour se terminer vers 1850

    Il a fait relativement froid dans l'ensemble de l'hmisphre Nord entre 1600 et 1850 (la priode dite du Minimum de Maunder), dans certaines rgions dj plus tt (avant 1400 en Chine).

    Le Petit ge glaciaire na pas touch la plante de manire uniforme Certaines rgions ont connu des pisodes relativement chauds,

    entre autres au 18e sicle, surtout en t Dans l'hmisphre Sud, les 16e et 17e sicles et le dbut du 20e

    sicle ont t les plus froids

    Speich Daniault UBO Climat 7_38

    Pourquoi le climat du Pourquoi le climat du terrestre pourraitterrestre pourrait--il varier ?il varier ?

    Les causes possibles :Les causes possibles : ForForages naturelsages naturels

    Cycles de MilankovitchCycles de Milankovitch VolcanismeVolcanisme Cycles solairesCycles solaires Circulations ocCirculations ocaniqueanique

    ForForages anthropogages anthropognesnes LLeffet de serreeffet de serre

    Speich Daniault UBO Climat 7_39

    Causes des grandes glaciations: les Causes des grandes glaciations: les cycles de Milankovitchcycles de Milankovitch

    La cause la plus probable, qui explique une certaine cyclicit dans les priodes glaciaires et interglaciaires, rside dans les changements des paramtres astronomiques de la Terre Changements de lorbite autour du soleil Prcession astronomique Changements de lcliptique

    Speich Daniault UBO Climat 7_40

    Les travaux du mathmaticien serbe MilutinMilutin Milankovitch (1941)Milankovitch (1941) confirms par lastronome belge Andr Berger, le paloclimatologue amricain John Imbrie et le mathmaticien J.Laskar mettent en vidence que la variation de la position de la Terre sur son orbite induit des variations climatiques majeures :

    1) la variation d'excentricit1) la variation d'excentricit :: selon une priodicit de l'ordre de 100 000 ans, l'ellipse forme par l'orbite terrestre s'excentre d'environ 18 millions de km, ce qui modifie la distance de la Terre au soleil. De nos jours, lexcentricit de lorbite terrestre fait que la Terre se trouve plus prs du Soleil en dcembre quen juillet.

    les cycles de Milankovitchles cycles de Milankovitch

    Excentricit nulle

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    Speich Daniault UBO Climat 7_41

    2) variation de l'obliquit2) variation de l'obliquit de l'axe des ples :de l'axe des ples : actuellement, l'axe des ples forme un angle de 2327' avec la perpendiculaire. Cet angle varie de 22 24.5 tous les 41 000 ans environ.Lorsque linclinaison de laxe de la Terre est maximale, les rayons du soleil peinent atteindre les hautes latitudes en hiver et inversement en t : les ts sont chauds et les hivers rigoureux, "ce qui correspond aux climats interglaciaires avec peu de glaces aux hautes latitudes sur les continents. Inversement, une diminution dinclinaison correspond des ts moins chauds et des hivers moins froids, configuration qui cependant permet le dveloppement des calottes glaciaires continentales." (J-C. Duplessy, directeur de recherche au CNRS, 2003).

    les cycles de Milankovitchles cycles de Milankovitch

    Speich Daniault UBO Climat 7_42

    3) la pr3) la prcession des cession des quinoxes : quinoxes : l'axe des ples dcrit un cne autour de la perpendiculaire au plan de l'cliptique selon un cycle principal de 23 000 ans et un cycle mineur de 19 000 ans.Ainsi, le moment o le ple Nord pointe vers le Soleil ne correspond pas toujours la mme position de la Terre sur son orbite. Il y a 11 000 ans, la Terre tait au prihlie au solstice d'td'o des glaciations en hiver car la Terre se retrouvait en aphlie (donc au plus loin du soleil).

    les cycles de Milankovitchles cycles de Milankovitch

    D'un ct, cela va influer sur l'indication du Ple Nord cleste (quelle toile nous indique le nord). D'un autre ct, cela influe sur ce que l'on appelle la prcession des quinoxes

    Speich Daniault UBO Climat 7_43 Speich Daniault UBO Climat 7_44

    les cycles de les cycles de MilankovitchMilankovitch

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    Speich Daniault UBO Climat 7_45

    Modifications de lModifications de lnergie solaire nergie solaire dans les cycles de Milankovitchdans les cycles de Milankovitch

    Excentricit

    PrcessionObliquit

    100 000 ans

    Combinaison destrois cycles

    +5%

    -5%

    Speich Daniault UBO Climat 7_46

    Fluctuations de lFluctuations de lnergie solairenergie solaire Ces changements des paramtres

    orbitaux ont des priodicits de 23 000, 40 000 et 100 000 ans environ (respectivement pour la prcession des quinoxes, la variation de lobliquit de laxe des ples et la variation dexcentricit)

    Ils saccompagnent de fluctuations de lnergie solaire intercepte par la Terre

    Des conditions de tempratures propices la formation de glaciers sont ainsi runies

    Speich Daniault UBO Climat 7_47

    Modifications de lModifications de lnergie solaire dans nergie solaire dans les cycles de Milankovitchles cycles de Milankovitch

    Speich Daniault UBO Climat 7_48

    Modifications de lModifications de lnergie solaire nergie solaire dans les cycles de Milankovitchdans les cycles de Milankovitch

    100000ans

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    Speich Daniault UBO Climat 7_49

    Modifications de Modifications de llnergie solaire nergie solaire dans les cycles dans les cycles de Milankovitchde Milankovitch

    Speich Daniault UBO Climat 7_50

    Modifications de lModifications de lnergie solaire nergie solaire dans les cycles de Milankovitchdans les cycles de Milankovitch

    Speich Daniault UBO Climat 7_51ruption du Mont Pinatubo (Philippines, 1991)ruption du Mont Pinatubo (Philippines, 1991)

    VolcanismeVolcanisme

    Une grande ruption volcanique (Pinatubo, Mt. St. Helens, Et El Chichon) injecte des millions de tonnes de poussires et darosols aqueux trop fins dans latmosphre

    Celles-ci font partiellement cran lnergie solaire pendant quelques annes, refroidissant latmosphre (0,1 - 0,4 C)

    La composition chimique de lair peut tre modifie en ce qui concerne certains gaz tels que le dioxyde de carbone ou le mthane

    Speich Daniault UBO Climat 7_52

    Concentrations Concentrations dd aarosols avant rosols avant

    ll ruptionruption

    Concentrations Concentrations dd aarosols 1 mois rosols 1 mois apraprs ls l ruptionruption

    Concentrations Concentrations dd aarosols 18 mois rosols 18 mois apraprs ls l ruptionruption

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    Speich Daniault UBO Climat 7_53

    PoussiPoussires res haute altitude haute altitude vue par la navette spatialevue par la navette spatiale

    Effets radiatifs du Effets radiatifs du Pinatubo en fonction du Pinatubo en fonction du

    tempstemps

    8685 87 88 9089 91 92 93 94

    0

    -2-4

    2

    4

    Ano

    malie

    [W/m

    2 ]

    Solaire

    Net

    Les Arosols empchent le rayonnement solaire de pntrer dans latmosphre et rchauffer notre plante

    Speich Daniault UBO Climat 7_54

    Perturbations de flux dPerturbations de flux dnergie nergie solaire par les taches solairessolaire par les taches solaires

    QuickTime et undcompresseur Codec YUV420

    sont requis pour visionner cette image.

    Les taches reprsentent des zones de tempratures plus basses que la temprature moyenne de la surface, mais aussi de magntisme beaucoup plus fort

    2'500 fois plus intense que le champ magntique terrestre

    Plus le nombre de taches est lev, plus lirradiance solaire est importante

    Cycles de l'activit des taches: 11, 22 et 240 ans

    Diffrences de lintensit nergtique solaire: +/-0,1%

    L'nergie qui nous vient du soleil fluctue lgrement en fonction du nombre de tches solaires prsentes sur le soleil. Les taches solaires sont des rgions plus sombres et moins chaudes du Soleil (4 200 K au lieu de 5 800 K). Elles sont souvent le lieu dexplosions gigantesques appeles ruptions solaires.