Academic literature on the topic 'Cycle climatique'

Face à un changement climatique sévère projeté, les agriculteurs dans les pays de l’Afrique du Nord expérimentent habituellement des stratégies d’adaptation basées sur la précocité du semis, l’utilisation de variétés précoces et la fertilisation. Cependant, l’information concernant l’efficacité de la précocité des semis comme stratégie d’adaptation de la culture du blé dur au changement climatique reste très limitée. Cet article a pour objectif d’aider les gestionnaires à proposer des pratiques de semis plus efficaces. Deux options de semis sont examinées ; une date prescrite (fixe) et une date dynamique (dépendant du début des pluies utiles). Un modèle de culture à deux types d’entrées, culturales et climatiques, est utilisé pour simuler, au pas de temps journalier, la phénologie, le bilan hydrique et les rendements du blé dur en Algérie. Le comportement futur du blé dur est simulé en utilisant les projections climatiques du modèle ARPEGE-Climat de Météo-France sous le scénario médium A1B SRES pour le futur lointain (2071–2100). Dans le cas de semis à date prescrite, le réchauffement climatique raccourcit le cycle de 31 jours durant la phase végétative, le bilan hydrique est négatif, l’accumulation de la matière sèche est réduite et le rendement réel diminue de 36 %. En semis à date dynamique, un allongement de la phase reproductive accompagne le raccourcissement de la phase végétative et le cycle est raccourci de seulement 15 jours. La matière sèche totale est réduite, mais le bilan hydrique, favorisé par le semis précoce, est positif. Par conséquent, le rendement dans le probable climat futur est maintenu au même niveau que celui de la situation actuelle. Nos résultats permettent d’outiller les gestionnaires en leur proposant une stratégie de semis basée sur une date dynamique, pour faire face aux défis du changement climatique et de son impact sur la culture du blé dur.

Contexte : La viticulture est très exigeante en intrants. La viticulture biologique est souvent considérée comme un système durable, mais elle a des impacts environnementaux. L'analyse du cycle de vie (ACV) permet de discriminer les itinéraires viticoles. Objectif : Notre article présente et discute l'intérêt de l'ACV pour évaluer, comparer et améliorer les itinéraires viticoles biologiques par une comparaison (i) des inventaires des pratiques, (ii) des inventaires du cycle de vie (ICV) et (iii) des ACV. Matériel et méthodes : Huit cas ont été étudiés dans trois régions viticoles françaises et deux années. L'ICV et l'ACV ont été calculés, cinq impacts ont été sélectionnés par corrélations (changement climatique, eutrophisation de l'eau douce, écotoxicité terrestre, acidification terrestre, eutrophisation marine). Résultats et discussion : des différences importantes entre les cas pour les pratiques et les quantités d'intrants ont été observées et l'étude des impacts sur le changement climatique a révélé la hiérarchie d'importance des opérations notamment mécaniques et un classement différent pour des impacts au kg de raisin et à l'ha de vigne. Les défis de l'ACV sont de mieux prendre en compte le soufre et le cuivre ; enrichir les bases de données sur les engrais organiques ; et construire des indicateurs de biodiversité. Conclusion : L'ACV est meilleure que les inventaires des pratiques pour évaluer la viticulture biologique. Mots-clés : évaluation environnementale, viticulture durable, conduite de la vigne, cuivre, carburant, fertilisation.

En Normandie, la culture du blé qui occupe 24 % de la SAU régionale tient une place importante parmi les productions végétales. Le changement climatique peut-il avoir des conséquences sur le cycle de cette céréale et perturber les pratiques et les espaces concernés ? Cet article projette la phénologie et les performances culturales de l’agrosystème céréalier régional d’ici la fin du 21ème siècle. Il s’appuie sur une modélisation bioclimatique qui mobilise les données CNRM-2014 du CNRS et de Météo-France sorties du modèle régional ALADIN-Climat pour trois scénarios RCP du GIEC. Dans le cas de dates de semis inchangées aux horizons 2050 et 2100 et d’un changement climatique prononcé, l’élévation des températures engendrerait un raccourcissement du cycle et donc une anticipation calendaire de la phénologie. Ce qui éviterait un chevauchement de la fin du cycle avec la période estivale à laquelle sont associés des événements de sécheresse et de vagues de chaleur dont la fréquence pourrait augmenter dans les prochaines décennies. En conséquence, l’échaudage thermique et le déficit hydrique seraient moindres que ce que l’on pouvait envisager. Toutefois, cette précocité pourrait perturber des stades plus précoces de développement du blé tendre : basses températures à la méiose et déficit de rayonnement au début de la montaison. De plus, la douceur accrue des hivers pourrait engendrer une diminution du nombre de jours de vernalisation, phase nécessaire pour la floraison des variétés d’hiver. Cette étude démontre l’intérêt des modèles bioclimatiques pour envisager les modifications possibles de la phénologie des cultures attendus d'ici la fin du siècle.

RÉSUMÉDans la région de la baie Saint-Laurent, s'étend, le long de la côte, une coupe stratigraphique de référence couvrant une partie du Pleistocene supérieur. Les dépôts meubles, parmi lesquels 9 unités lithostratigraphiques sont dénombrées, reposent sur une plateforme d'abrasion marine attribuée au dernier interglaciaire. La pollenanalyse des dépôts a permis de mettre en évidence deux épisodes climatiques distincts: 1) le premier, dans la partie inférieure de la coupe, est représenté par un lit de tourbe ligneuse (> 38 300 BP; GSC-283) compacte et les couches limono-sableuses entre lesquelles il est interstratifié. La pollenanalyse évoque un cycle complet de la végétation et du climat. On observe le passage progressif d'une végétation ouverte de type toundra à l'occupation du paysage par une forêt de conifères avec quelques éléments décidus. Un brusque appauvrissement du couvert forestier, considéré comme un retour aux conditions initiales, lui succède. Cet épisode, même à son optimum climatique, reflète des conditions plus fraîches que celles de l'Actuel. Il est associé à l'un des intervalles de réchauffement du Wisconsinien inférieur ou moyen et correspond à l'une des phases isotopiques océaniques 5c, 5a ou début de 3; 2) le deuxième épisode, dans la partie supérieure de la coupe, est représenté par une unité stratifiée limono-sableuse fossilifère et des lits limono-sableux interstratifiés dans des rudites. Les assemblages faunistiques et polliniques (pollen et dinoflagellés) indiquent un remaniement de matériaux glacio-marins. L'analyse pollinique traduit une végétation de toundra ou de toundra forestière. Cet épisode reflète des conditions climatiques compatibles avec l'englacement d'une partie de l'île du Cap-Breton.

Cette thèse traite du Brazilian Proposal, c'est-à-dire de la détermination des contributions nationales au changement climatique d'origine humaine. Pour répondre à cette question, nous avons développé un modèle compact du système Terre, OSCAR v2.1. Ce modèle intègre une représentation du cycle du carbone (CO2, CH4), de la chimie atmosphérique des gaz à effet de serre (CH4, N2O, O3, composés halogénés), mais également des aérosols et de la dynamique climatique. Il est forcé en émissions anthropiques de composés actifs et en changements d'usage des sols. Après avoir constaté la bonne capacité du modèle à reproduire les observations passées des principales grandeurs climatiques, et après avoir énoncé les grands principes régissant les exercices d'attribution, nous attribuons les causes anthropiques du changement climatique. Nous trouvons que la rétroaction climatique, sur le cycle du carbone et sur la chimie atmosphérique, a un effet prépondérant qui exacerbe l'importance relative de chaque forçage anthropique. Par ordre décroissant, émissions de dioxyde de carbone fossile, de dioxyde de soufre, de méthane, et usages des sols, sont trouvés comme étant les plus importants contributeurs au changement climatique en 2008. A travers ces forçages, les pays dits en développements sont dorénavant de plus grands contributeurs au changement climatique que les pays dits développés. C'est cependant toujours l'inverse si l'on résonne en contribution par tête ; mais nous montrons qu'un tel raisonnement rend incompatibles une trajectoire de réchauffement inférieur à deux degrés et équitable
This PhD thesis deals with the Brazilian Proposal, that is the assessment of national contributions to anthropogenic climate change. To answer the Proposal, we have developed a compact Earth system model, named OSCAR v2.1. The carbon cycle (CO2, CH4), the atmospheric chemistry of greenhouse gases (CH4, N2O, O3, halogenated compounds), as well as aerosols and climate dynamics are included in this model. It is driven by anthropogenic emissions of active compounds, and by land-use changes. After acknowledging the ability of the model to reproduce past observations of the main climatic variables, and after exposing the fundamental principles of attribution exercises, we attribute climate change to its anthropogenic causes. We find that the climate feedback -- over both the carbon cycle and the atmospheric chemistry -- has a prominent effect that exacerbates the relative importance of each anthropogenic forcing. In decreasing order, emissions of fossil carbon dioxide, of sulfur dioxide, of methane, and land-use changes, are found to be the most important contributors to climate change in 2008. Through these forcings, the so-called developing countries are now contributing more to climate change than the so-called developed countries. It is however still the contrary on a per capita basis; but we show that such an accounting approach makes it impossible to reach equity within a less-than-two-degree warming trajectory

L'objectif principal de cette thèse est d'étudier l’évolution des échanges de carbone entre l’atmosphère, la biosphère terrestre et l’océan depuis la période pré-industrielle. Nous avons pour cela développé le modèle climat-carbone IPSLCM4-LOOP qui repose sur le couplage entre le Modèle de Circulation Générale Océan-Atmopshère de l’IPSL et les modèles de cycle du carbone, ORCHIDEE pour la biosphère terrestre et PISCES pour la biogéochimie marine. IPSL-CM4-LOOP a permis d’étudier la sensibilité des échanges de carbone entre l’atmosphère, la biosphère terrestre et l’océan, à différents forçages radiatifs et différentes vitesses de perturbation du système. Les études menées au cours de cette thèse ont permis mieux comprendre les interactions entre le système climatique perturbé par l’homme et le cycle du carbone. Nous avons montré que le cycle du carbone répond de façon non uniforme dans le temps et dans l’espace à la perturbation climatique, indiquant que les scénarios futurs de mitigation doivent impérativement prendre en compte les rétroactions complexes entre le système climatique et les cycles biogéochimiques.

Plusieurs observations in-situ et satellitales montrent des variations prononcées de la température de surface de la mer (SST) sur des échelles de temps décennales à interdécennales dans l'Atlantique nord. A l'aide de modèles idéalisés purement océaniques ou couplés océan-atmosphère, nous étudions les mécanismes pouvant mener à de telles variations. Nous nous concentrons sur la partie éventuellement prévisible du système climatique. Notre étude se décompose en trois parties. Tout d'abord nous nous intéressons à la variabilité décennale impliquant uniquement les interactions entre les vents de surface et la circulation poussée par les vents dans un modèle couplé très simple. Nous mettons en évidence un mode couplé actif, et concluons qu'il n'est pas réaliste. La voie naturelle est ensuite de considérer la dynamique de la circulation thermohaline Atlantique à travers un modèle océanique 3D idéalisé à basse résolution. En analysant principalement les sources de variance de densité et la structure des perturbations, nous mettons en évidence les caractéristiques fondamentales à deux types de variabilité interdécennale associés à un forçage air-mer constant et aux conditions mixtes (rappel sur la SST et flux d'eau douce constant) dans le but de les différencier. Ce type d'approche devrait permettre d'identi. Er quel type de variabilité, flux ou mixte (s'il y a), est à l'oeuvre dans des modèles couplés plus complexes et plus réalistes. La dernière partie de notre étude s'attache à examiner la robustesse des oscillations précédentes dans un modèle couplé simplifié, avec une atmosphère axisymétrique dynamique résolvant un cycle hydrologique interactif. A l'aide des diagnostiques précédemment définis, nous montrons que la variabilité interdécennale, qui émerge spontanément, est un mode purement océanique forcé par des flux air-mer constants de chaleur et d'eau douce. Malgré la simplicité des modèles utilisés dans cette thèse, nous espérons reproduire une partie de la variabilité interdécennale observée.

L'étude des impacts du changement climatique demande souvent de mettre en place de longues chaînes de modélisation. Du modèle qui servira à estimer les concentrations futures en gaz à effet de serre jusqu'au modèle d'impact. Tout au long de cette chaîne de modélisation, les sources d'incertitudes s'accumulent et compliquent l'exploitation des résultats pour l'élaboration de stratégies d'adaptation. Il est proposé ici d'évaluer les impacts du changement climatique sur le cycle hydrologique en France ainsi que les incertitudes qui y sont associées. La contribution de chacune des sources d'incertitudes n'est pas abordée, principalement celle associée aux scénarios d'émission de gaz à effet de serre, aux modèles climatiques et à la variabilité interne. Nous proposons dans ce travail une approche pour évaluer la transférabilité dans un climat futur de la méthode statistique de régionalisation des simulations climatiques. La vérification de l'hypothèse de transférabilité effectuée est l'une des principales sources d'incertitudes des méthodes statistiques de régionalisation. L'évaluation proposée ici s'appuie sur l'utilisation de modèles régionaux, dans un cadre dit de modèle parfait, et permet de montrer que l'utilisation de certain prédicteurs s'avèrent utile à assurer la transférabilité de la méthode de régionalisation dans un climat futur. Cette approche proposée pour une méthode de désagrégation statistique est également applicable à des méthodes de correction des biais des modèles régionaux. Les récentes réanalyses atmosphériques sur l'ensemble du XXème siècle, régionalisées avec la méthode développée dans ce travail, et associées aux observations de température et précipitations permettent de caractériser le cycle hydrologique en France. Elles permettent notamment de montrer que la variabilité multi-décennale des débits observés pendant le XXème siècle est généralisée à l'ensemble du pays et est liée à la variabilité des conditions atmosphériques. Cette variabilité multi-décennale des débits est généralement plus faible dans les simulations hydrologiques réalisées avec les simulations historiques des modèles climatiques. Les projections climatiques ont été régionalisées avec la méthode développée dans ce travail. La température sur l'ensemble du pays, en moyenne sur les modèles climatiques, augmente jusqu'à 3,5°C en hiver et 6,5°C en été d'ici la fin du siècle. Les précipitations vont diminuer sur l'ensemble du pays en été, de presque moitié sur le sud du pays pour le scénario le plus sévère. En hiver, elles augmentent sur la moitié nord du pays et diminuent légèrement sur la partie sud. Dès les prochaines décennies, la diminution des précipitations est importante en été, l'évolution est moins marquée pour les autres saisons. Enfin, les résultats des projections hydrologiques réalisées avec un modèle hydrologique et un ensemble de modèles climatiques sont présentés pour les prochaines décennies et également pour la fin du XXIème siècle. Sur la Seine, les résultats sont différents en hiver de ceux présentés dans de précédentes études. Ici, les précipitations et les débits augmentent en hiver et diminuent en été sur ce bassin versant. Ailleurs en France, les résultats convergent avec les études précédentes, à savoir une augmentation de l'évapotranspiration, une diminution généralisée des débits et un assèchement des sols. L'incertitude due aux modèles climatiques et à la variabilité interne sur les changements relatifs de débits augmente systématiquement pendant le XXIème siècle, jusqu'à atteindre plus de 20% en hiver pour le scénario le plus sévère. Dans les prochaines décennies, l'incertitude due uniquement à la variabilité interne sur les changements de débits est aussi forte que l'incertitude due aux modèles climatiques et à la variabilité interne. Dès les prochaines décennies, les changements de débits annuels sont plus forts sur la Loire, la Garonne et le Rhône que les changements maximaux observés pendant le XXème siècle
The assessment of the impact of climate change often requires to set up long chains of modeling, from the model to estimate the future concentration of greenhouse gases to the impact model. Throughout the modeling chain, sources of uncertainty accumulate making the exploitation of results for the development of adaptation strategies difficult. It is proposed here to assess impacts of climate change on the hydrological cycle over France and associated uncertainties. The contribution of each sources of uncertainty is not addressed, mainly that associated with greenhouse gases emission scenario, climate models and internal variability. In the context of impacts of climate change on the hydrological cycle over France, it is possible to ask what is the contribution of each sources of uncertainty to the total uncertainty associated with mean changes. Is it possible to reduce, and if so how, the contribution of one source or another ? We propose in this work an approach to assess the transferability in the future climate of a statistical method to downscale climate simulations. The transferability assumption is one the main sources of uncertainty in statistical downscaling method. The assessment suggested here relies on the use of regional climate models, in a perfect model framework, and shows that some predictors are useful to ensure the transferability of the downscaling method in the future climate. This framework, proposed for a statistical downscaling method, is also applicable to bias correction methods in regional climate models. Recent atmospheric reanalyses of the 20th century are downscaled with the method developed in this work, associated with observations of temperature and precipitation. The hydrological cycle over France is characterized with these reconstructions. We show that the multi-decadal variability of observed streamflows during the 20th century is generalized to the whole country and is partly due to atmospheric variability. This multi-decadal variability of streamflows is generally weaker in hydrological simulations done with historical simulations from climate models. The climate projections have been downscaled with the method developed in this work. The temperature on the country, on average over climate models, could increased by 3,5°C in winter and 6,5°C in summer in the course of this century. Precipitations will decrease all over the country in summer, nearly by half on southern part of France for the most severe scenario. In winter, precipitations will increase in the northern part of the country and will decrease slightly in the southern part. In the next few decades, the decrease in precipitation is important in summer, and changes are less pronounced for other seasons. Results of hydrological projections done with one hydrological model and an ensemble of climate models are presented for the coming decades and for the end of the century. On the Seine river, results slightly differ in winter from those presented in previous studies. Here, precipitations and streamflow increase in winter and decrease in summer on that river basin. Elsewhere in France, results are consistent with previous studies, namely an increase in evapotranspiration, a decrease in streamflow and much drier soil. The uncertainty due to both climate models and internal variability on relative changes in streamflows always increase during the 21st century, to over 20% in winter for the most severe scenario. In the coming decades, the uncertainty due to internal variability only on streamflow changes is as strong as the uncertainty due to both climate models and internal variability. In the coming decades, annual streamflow changes of the Loire, Garonne and Rhône rivers are stronger than the maximum changes observed during the 20th century

Le cycle océanique de l'azote est à l'origine de deux rétro-actions climatiques au sein du système terre. D'unepart, il participe au contrôle du réservoir d'azote fixé disponible au développement du phytoplancton et à lamodulation de la pompe biologique, un des mécanismes de séquestration du carbone anthropique. D'autre part,le cycle de l'azote produit un gaz à effet de serre et destructuer d'ozone, le protoxyde d'azote (N2O). L'évolutionfuture du cycle de l'azote sous l'influence du rechauffement climatique, de la déoxygénation et de l'acidificationdes océans reste une question ouverte. Les processus tels que la fixation d'azote, la dénitrification et laproduction de protoxyde d'azote seront modifiés sous l'influence conjuguée des ces trois stresseurs. Cesinteractions peuvent être évaluées grâce aux modèles globaux de biogéochimie marine. Nous utilisons NEMOPISCESet l'ensemble des modèles CMIP5 pour projeter les modifications des taux de fixation d'azote, denitrification, de production et des flux air-mer de N2O à l'horizon de 2100 en réponse au scénario 'business-asusual'.Les effets liés à l'action combinée du rechauffement climatique et de l'acidification des océans sur leréservoir d'azote fixé, la production primaire et la rétro-action sur le bilan radiatif sont également évalués danscette thèse.!
The marine nitrogen cycle is responsible for two climate feedbacks in the Earth System. Firstly, it modulates thefixed nitrogen pool available for phytoplankton growth and hence it modulates in part the strength of thebiological pump, one of the mechanisms contributing to the oceanic uptake of anthropogenic CO2. Secondly, thenitrogen cycle produces a powerful greenhouse gas and ozone (O3) depletion agent called nitrous oxide (N2O).Future changes of the nitrogen cycle in response to global warming, ocean deoxygenation and oceanacidification are largely unknown. Processes such as N2-fixation, nitrification, denitrification and N2Oproduction will experience changes under the simultaneous effect of these three stressors. Global oceanbiogeochemical models allow us to study such interactions. Using NEMO-PISCES and the CMIP5 modelensemble we project changes in year 2100 under the business-as-usual high CO2 emissions scenario in globalscale N2-fixation rates, nitrification rates, N2O production and N2O sea-to-air fluxes adding CO2 sensitivefunctions into the model parameterizations. Second order effects due to the combination of global warming intandem with ocean acidification on the fixed nitrogen pool, primary productivity and N2O radiative forcingfeedbacks are also evaluated in this thesis