Institut d’Astronomie et de Géophysique G. Lemaître Chemin du Cyclotron, 2 1348 ...

Institut d’Astronomie et de Géophysique G. Lemaître

Chemin du Cyclotron, 2

1348 Louvain-la-Neuve

Paramètres Astronomiques : le métronome des changements

climatiques

A. Berger et M.F. Loutre

Ecole Eté de Physique sur la Physique de notre Planète : la Terre et son Climat, E2PHY, Université de Bordeaux I, 25-28 août 2003

Last Glacial Maximum 21kyr BP

Today LGM

T=-5°C

sea level = –130m

ice volume = +52 106km3

CO2 = 200 ppmv

Pre-industrial CO2 = 280 ppmv

2000 AD CO2 = 370 ppmv

(Joussaume, 1993)

(Paja Jovanovic, 1943)

1. ASTRONOMICAL SOLUTION

2. MATHEMATICS OF INSOLATION

3. MODELLING THE PAST

4. MODELLING THE FUTURE

5. MAN’S IMPACTS ON CLIMATE/

ASTRONOMICAL TIME SCALE

ORBIT-ECC-LATSIS,2001

ORBIT-O-LATSIS,2001

ORBIT-11ky-LATSIS,2001

0.0167

SS Perihelion

23°4

14 kyrBP

9 kyrBP

SS Aphelion

~80kyr•

•

•

|

|

large

SS Perihelion (=270°; e sin min)

High insolation

Lat. MAX

NH in summer

lat in summer

season in high lat NH} } MAX

Present day departure from the last 400kyr average of insolation

11 kyr BP

9 kyr AP

105 Wm-2

25 Wm-2

24h mean irradiance (Wm-2)

Mid-month June

Insolation (Wm-2)

Deviation from present day value

115 kyr BP 125 kyr BP

10kyrBP departure from the last 400kyr average of insolation

Bertrand et al.,2002

The EXCEPTIONALastronomical forcing over

the next 50 kyr

0.0167

SS Perihelion

23°4

14 kyrBP

9 kyrBP

SS Aphelion

~80kyr•

•

•

|

|

large

SS Perihelion (=270°; e sin min)

High insolation

Lat. MAX

NH in summer

lat in summer

season in high lat NH} } MAX

11 kyr BP

9 kyr AP

105 Wm-2

25 Wm-2

24h mean irradiance (Wm-2)

Mid-month June

STAGE 11 / STAGE 1

and its Future

Orbital parameters : an analogue for the future

MIS11 : an analogue for the future


Ref :

Petit et al., 1999


CO2 = Vostok

MIS11 : other CO2 scenarios

Stage 11 is replaced by stage 9 or stage 5

Stage 11 is made older by 10 kyr or by 20 kyr

(Pedersen, IGBP Newsletter 44, dec 2000)

(Bradley, IGBP Newsletter 44, dec 2000)

LE FUTUR

A

L’ECHELLE GEOLOGIQUE

Une prévision à base d’astronomie et de gaz à effet de serre

Période Glaciaire QUATERNAIRE

HOLOCENE

ANTHROPOCENE (P. Crutzen)

Période chaude QUINTERNAIRE

A. Berger, 2001

Développement Durable-PaleoclimatLes échelles de temps sont-elles comptatibles ?

• Comprendre le comportement du système climatique dans une diversité suffisante de climats

• Rechercher le(s) meilleur(s) analogue(s) possible(s) pour T et CO2

• Etudier la stabilité des sites d’entreposage des déchets• Analyser les interactions possibles entre les impacts des

activités humaines sur le climat des siècles à venir et les variations naturelles à l’échelle géologique. Notre responsabilité face à l’histoire de la Terre est-elle engagée ?

http://www.climate;unibe.ch/gallery_co2.html

0.016714 kyr BP

~80kyr

9 kyr BP

SS Aphelion

SS Perihelion

23°4

•

•|

|

•

9 kyr AP

11 kyr BP|

|25 Wm-2

105 Wm-2

~50kyr ~20kyr

Sustainable Development – Paleoclimate

Are the time scales comptatible ?

• To understand the behaviour of the climate system in a set of largely different climates

• To find the best analogs for T and CO2

• To study the stability of the repository sites for nuclear waste disposal

• To analyse the possible interactions between impacts of human activities on the next centuries climate and the natural variations at the geological time scale. Is our responsability committed facing the Earth history ?

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