Author: "Juliette Mignot" / Publisher: hal ccsd - Searchworks@Jio Institute Digital Library Search Results

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55 results on '"Juliette Mignot"'

1. Early warning signal for a tipping point suggested by a millennial Atlantic Multidecadal Variability reconstruction

Author: Simon L. L. Michel, Didier Swingedouw, Pablo Ortega, Guillaume Gastineau, Juliette Mignot, Gerard McCarthy, Myriam Khodri, Institute for Marine and Atmospheric Research [Utrecht] (IMAU), Utrecht University [Utrecht], Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Barcelona Supercomputing Center - Centro Nacional de Supercomputacion (BSC - CNS), Océan et variabilité du climat (VARCLIM), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Department of Geography [Maynooth], National University of Ireland Maynooth (Maynooth University), ANR-18-MPGA-0001,ARCHANGE,Changement climatique et Arctique et circulation océanique globale(2018), and Barcelona Supercomputing Center
Subjects: Enginyeria agroalimentària::Ciències de la terra i de la vida::Climatologia i meteorologia [Àrees temàtiques de la UPC], Multidisciplinary, Paleoclimate, Climate, Oceans and Seas, Temperature, General Physics and Astronomy, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], General Chemistry, Palaeoclimate, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, North Atlantic oscillation, Simulació per ordinador, Humans, Climate change, Climate variations, Atlantic Ocean, Ecosystem
Abstract: Atlantic multidecadal variability is a coherent mode of natural climate variability occurring in the North Atlantic Ocean, with strong impacts on human societies and ecosystems worldwide. However, its periodicity and drivers are widely debated due to the short temporal extent of instrumental observations and competing effects of both internal and external climate factors acting on North Atlantic surface temperature variability. Here, we use a paleoclimate database and an advanced statistical framework to generate, evaluate, and compare 312 reconstructions of the Atlantic multidecadal variability over the past millennium, based on different indices and regression methods. From this process, the best reconstruction is obtained with the random forest method, and its robustness is checked using climate model outputs and independent oceanic paleoclimate data. This reconstruction shows that memory in variations of Atlantic multidecadal variability have strongly increased recently—a potential early warning signal for the approach of a North Atlantic tipping point. This study benefited from the IPSL Prodiguer-Ciclad and Camelot supercomputing facilities, supported by CNRS, UPMC Labex L-IPSL. This work was also sponsored by NWO Exact and Natural Sciences for the use of SurfSARA supercomputing facilities (Amsterdam) under project 2020.022. Authors were also funded by EU‐H2020 TiPES (Grant no. 820970, S.M., contribution no. 164), Blue Action (Grant Agreement no. 727852, D.S., G.G, G.M., and J.M.), EUCP (Grant Agreement no 776613, D.S. and J.M.), ROADMAP (Grant Agreement no. 116020, J.M., G.M., and G.G.) ARCHANGE (ANR‐18‐MPGA‐0001, J.M. and G.G.) research programmes.
Published: 2022

2. What causes anthropogenic ocean warming to emerge from internal variability in a coupled model?

Author: Yona Silvy, Jean-Baptiste Sallée, Eric Guilyardi, Juliette Mignot, Clément Rousset, Océan et variabilité du climat (VARCLIM), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Processus et interactions de fine échelle océanique (PROTEO), NCAS-Climate [Reading], Department of Meteorology [Reading], University of Reading (UOR)-University of Reading (UOR), Nucleus for European Modeling of the Ocean (NEMO R&D ), ANR-18-MPGA-0001,ARCHANGE,Changement climatique et Arctique et circulation océanique globale(2018), and European Project: 821001,SO-CHIC(2019)
Subjects: Ocean, [PHYS.PHYS.PHYS-AO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atmospheric and Oceanic Physics [physics.ao-ph], Atmospheric Science, Meridional overturning circulation, Ensembles: Numerical analysis/modeling, Climate variability, Coupled models
Abstract: In response to increasing human emissions, the global ocean is continually warming. The spatial distribution of this warming can result from several mechanisms, difficult to disentangle in observations. Idealized modeling studies have successfully separated the contribution of additional heat passively entering the ocean from the contribution of the changing circulation redistributing the pre-existing heat in response to perturbations in air–sea fluxes. However, the time scales of these different contributions have been largely unexplored so far. Here, we revisit this decomposition with a novel numerical framework to investigate the mechanisms driving regional ocean warming and its emergence from internal variability. Based on the IPSL-CM6A-LR coupled model and its large ensemble of transient climate change simulations, we extract both the internal fluctuations and the externally forced signal in each component of the surface fluxes. With a stand-alone configuration of the ocean, we then test the response to perturbations applied on all surface fluxes together or individually. We find that the contribution of the different processes can largely vary in time, reinforcing or counteracting each other, causing the time of emergence of subsurface temperature changes to be advanced or delayed. Anthropogenic warming in the upper ocean water masses is generally driven by the uptake of excess heat passively stored by the ocean circulation. Circulation changes have a minor role at the time when these signals emerge. On the contrary, in the deeper ocean, circulation changes are much more sensitive to surface forcings and play an important role in setting the time scales of ocean warming, through redistributive warming or cooling.
Published: 2022

3. Impact of volcanic eruptions in CMIP6 decadal prediction systems: a multi-model analysis

Author: Roberto Bilbao, Panos Athanasiadis, Leon Hermanson, Juliette Mignot, Reinel Sospedra-Alfonso, Didier Swingedouw, Xian Wu, Pablo Ortega, Barcelona Supercomputing Center - Centro Nacional de Supercomputacion (BSC - CNS), Euro-Mediterranean Center on Climate Change (CMCC), Met Office Hadley Centre for Climate Change (MOHC), United Kingdom Met Office [Exeter], Océan et variabilité du climat (VARCLIM), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis (CCCma), Environment and Climate Change Canada, Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and National Center for Atmospheric Research [Boulder] (NCAR)
Subjects: [SDE]Environmental Sciences
Abstract: In recent decades three major volcanic eruptions of different intensity have occurred: Mount Agung (1963), El Chichón (1982) and Mount Pinatubo (1991), with reported climate impacts on seasonal-to-decadal timescales and providing a high prediction potential. The Decadal Climate Prediction Project component C (DCPP-C) includes a protocol to investigate the impact of such volcanic eruptions on decadal prediction, which consists in performing initialised sets of predictions just before the three historical volcanic eruptions, but in which the volcanic aerosol forcing is excluded. The impact of the volcanic eruptions is therefore determined by comparing these new forecasts with those included in the corresponding retrospective prediction experiment DCPP-A, which include historical volcanic aerosol forcing. Here we present the results from six CMIP6 decadal prediction systems (CanESM5, CESM1, EC-Earth3, HadGEM3, IPSL-CM6A and CMCC-CM2-SR5). The global mean temperature cooling is comparable among models and consistent with previous studies. The surface temperature response pattern in the first years is similar across all the models and for the individual volcanic eruptions. At later forecast times (years 6-9), differences among the models and eruptions emerge. Preliminary results show that the volcanic eruptions impact the atmospheric and oceanic dynamics, as shown in previous studies, although some differences across models emerge, specifically on the ocean overturning and gyre circulation changes.
Published: 2022

4. Slowdown and Recovery of the Atlantic Meridional Overturning Circulation and a Persistent North Atlantic Warming Hole Induced by Arctic Sea Ice Decline

Author: Brady S. Ferster, Amélie Simon, Alexey Fedorov, Juliette Mignot, Eric Guilyardi, Océan et variabilité du climat (VARCLIM), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Department of Earth and Planetary Sciences [New Haven], Yale University [New Haven], ANR-18-MPGA-0001,ARCHANGE,Changement climatique et Arctique et circulation océanique globale(2018), European Project: 727852,Blue-Action(2016), and European Project: 776613,Fighting and adapting to climate change,H2020-EU.3.5.1,EUCP(2017)
Subjects: Geophysics, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Arctic sea ice, subpolar North Atlantic, NAO, General Earth and Planetary Sciences, AMOC
Abstract: International audience; We investigate the impact of Arctic sea ice loss on the Atlantic meridional overturning circulation (AMOC) and North Atlantic climate in a coupled general circulation model (IPSL-CM5A2) perturbation experiment, wherein Arctic sea ice is reduced until reaching an equilibrium of an ice-free summer. After several decades we observe AMOC weakening caused by reduced dense water formation in the Iceland basin due to the warming of surface waters, and later compensated by intensification of dense water formation in the Western Subpolar North Atlantic. Consequently, AMOC slightly weakens in deep, dense waters but recovers through shallower, less dense waters overturning. In parallel, wind-driven intensification and southeastward expansion of the subpolar gyre cause a depth-extended cold anomaly ∼2°C around 50°N that resembles the North Atlantic "warming hole." We conclude that compensating dense water formations drive AMOC changes following sea ice retreat and that a warming hole can develop independently of the AMOC modulation.
Published: 2022

5. Satellite-based Sea Surface Salinity designed for Ocean and Climate Studies

Author: Jacqueline Boutin, Nicolas Reul, Julia Köhler, Adrien C.H. Martin, Rafael Catany, Sebastien Guimbard, Frederic Rouffi, Jean-Luc Vergely, Manuel Arias, Meriem Chakroun, Giovanni Corato, Victor Esttella-Perez, Audrey Emilie Alice Hasson, Simon A. Josey, Dimitry Khvorostyanov, Nicolas Kolodziejczyk, Juliette Mignot, Léa Olivier, Gilles Reverdin, Detlef Stammer, Alexandre Supply, Clovis Thouvenin-Masson, Antonio Turiel, Jerome Vialard, Paolo Cipollini, Craig Donlon, Roberto Sabia, Susanne Mecklenburg, Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), ARGANS Limited, Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer - Brest (IFREMER Centre de Bretagne), Analytic and Computational Research, Inc. - Earth Sciences (ACRI-ST), Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), and Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences
Published: 2021

6. Systematic investigation of skill opportunities in decadal prediction of air temperature over Europe

Author: Matthew Menary, Thomas Noël, Harilaos Loukos, Leonard Borchert, Juliette Mignot, Giovanni Sgubin, Didier Swingedouw, Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Océan et variabilité du climat (VARCLIM), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), The Climate Data Factory, European Project: 776613,Fighting and adapting to climate change,H2020-EU.3.5.1,EUCP(2017), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), and the Climate Data Factory
Subjects: Atmospheric Science, Matching (statistics), 010504 meteorology & atmospheric sciences, Specific time, Climate change, Forecast skill, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, 13. Climate action, [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, Air temperature, Climatology, Added value, Environmental science, Predictability, 0105 earth and related environmental sciences, Quantile
Abstract: Decadal Climate Predictions (DCP) have gained considerable attention for their potential utility in promoting optimised plans of adaptation to climate change and variability. Their effective applicability to a targeted problem is nevertheless conditional on a detailed evaluation of their ability to simulate the near-term climate evolution under specific conditions. Here we explore the performance of the IPSL-CM5A-LR DCP system in predicting air temperature over Europe, by proposing a systematic assessessment of the prediction skill for different time windows (periods of the calendar time, forecast years and months/seasons). In this framework, we also compare raw and de-biased hindcasts, in which the temperature outputs have been corrected using a quantile matching method. The systematic analysis allows to discern certain conditions conferring larger predictability, which we find to be intermittent in time. The predictions appear more skilful around the 1960s and after the 1980s, in coincidence with large shifts of the Atlantic Multidecadal Variability, which are well reproduced in the hindcasts. Averages on longer forecast periods also generally imply better prediction skill, while the best predicted months appear to be mainly those between late spring and early autumn. Moreover, we find an overall added value due to initialisation, while de-biased predictions significantly outperform raw predictions only for a few specific time windows. Finally, we discuss the potential implications of the proposed systematic exploration of skill opportunities in DCPs for integrated applications in climate sensitive sectors.
Published: 2021

7. A realistic Greenland ice sheet and surrounding glaciers and ice caps melting in a coupled climate model

Author: Didier Swingedouw, Gilles Garric, Julie Deshayes, Marion Devilliers, Mohamed Ayache, Juliette Mignot, Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Océan et variabilité du climat (VARCLIM), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Nucleus for European Modeling of the Ocean (NEMO R&D ), Mercator Océan, Société Civile CNRS Ifremer IRD Météo-France SHOM, Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)
Subjects: Convection, Atmospheric Science, geography, geography.geographical_feature_category, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Greenland ice sheet, Glacier, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Forcing (mathematics), 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, 6. Clean water, Iceberg, 13. Climate action, Ocean gyre, Climatology, Climate model, Surface runoff, Geology, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: Greenland ice sheet experienced an intensive melting in the last century, especially in the 1920s and over the last decades. The supplementary input into the ocean could disrupt the freshwater budget of the North Atlantic. Simultaneously, some signs of a recent weakening of the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) have been reported. In order to better understand the possible impact of the increasing melting on the North Atlantic circulation, salinity and temperature trends, we construct an observation-based estimate of the freshwater fluxes spanning from 1840 to 2014. The estimate is based on runoff fluxes coming from Greenland ice sheet and surrounding glaciers and ice caps. Input from iceberg melting is also included and spatially distributed over the North Atlantic following an observed climatology. We force a set of historical simulations of the IPSL-CM6A-LR coupled climate model with this reconstruction from 1920 to 2014. The ten-member ensemble mean displays freshened and cooled waters around Greenland, which spread in the subpolar gyre, and then towards the subtropical gyre and the Nordic Seas. Over the whole period, the convection is reduced in the Labrador and Nordic Seas, while it is slightly enhanced in the Irminger Sea, and the AMOC is weakened by $$0.32 \pm 0.35$$ Sv at $$26 ^\circ $$ N. The multi-decadal trend of the North Atlantic surface temperature obtained with the additional freshwater forcing is slightly closer to observations than in standard historical simulations, although the two trends are only different at the 90% confidence level. Slight improvement of the Root Mean Square Error with respect to observations in the subpolar gyre region suggests that part of the surface temperature variability over the recent decades may have been forced by the release of freshwater from Greenland and surrounding regions since the 1920s. Finally, we highlight that the AMOC decrease due to Greenland melting remains modest in these simulations and can only explain a very small amount of the $$3\pm 1$$ Sv weakening suggested in a recent study.
Published: 2021

8. Sensitivity of the Atlantic meridional overturning circulation and climate to tropical Indian Ocean warming

Author: Brady Ferster, Alexey V. Fedorov, Juliette Mignot, Eric Guilyardi, Océan et variabilité du climat (VARCLIM), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Yale University [New Haven], NCAS-Climate [Cambridge], Department of Chemistry [Cambridge, UK], University of Cambridge [UK] (CAM)-University of Cambridge [UK] (CAM), ANR-18-MPGA-0001,ARCHANGE,Changement climatique et Arctique et circulation océanique globale(2018), European Project: 776613,Fighting and adapting to climate change,H2020-EU.3.5.1,EUCP(2017), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)
Subjects: Atmospheric Science, Water mass, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Arctic sea ice, Tropical Atlantic, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Sea ice, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 0105 earth and related environmental sciences, geography, geography.geographical_feature_category, Global warming, North Atlantic, Arctic ice pack, Indian ocean warming, 13. Climate action, North Atlantic oscillation, [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, Climatology, Teleconnections, Environmental science, Climate model, AMOC, North Atlantic Oscillation, Teleconnection
Abstract: International audience; A salient feature of anthropogenic climate change is the enhanced warming of the tropical Indian Ocean (TIO) relative to the tropics. Recent studies show that this warming can remotely modulate the Atlantic meridional overturning circulation (AMOC). Motivated by these results, we systematically study the sensitivity of the AMOC and Atlantic climate to changes in TIO temperature using the latest coupled climate model from the Institut Pierre Simon Laplace (IPSL-CM6A-LR). Ensemble experiments nudging the TIO surface temperatures by-2°C,-1°C, +1°C, and +2°C are conducted. Within a few years after the forcing is imposed, different atmospheric teleconnections begin to drive the AMOC "fast" and "slow" responses, yielding after 150 years an AMOC equilibrium sensitivity of about +9.4 Sv per 1°C of relative TIO warming. A water mass transformation analysis shows that the fast response to TIO warming (on decadal timescales) is largely driven by surface cooling in the Labrador Sea caused by an induced positive North Atlantic Oscillation (NAO)-like mean pattern. By contrast, the slow response (on multi-decadal to centennial timescales) is driven by the gradual advection of positive salinity anomalies from the tropical Atlantic, which predominantly affect the Nordic Seas. The response is non-linear in that a TIO warming strengthens the AMOC through increase in Labrador Sea deep water formation, while a TIO cooling slows down the AMOC via sea ice expansion over the Nordic Seas deep-water formation region, ultimately leading to the AMOC shutdown in the-2ºC-TIO experiment. These results help understand the role of interbasin connections and AMOC drivers in a warming climate.
Published: 2021

9. The Tuning Strategy of IPSL‐CM6A‐LR

Author: Juliette Mignot, Guillaume Gastineau, Martin Vancoppenolle, Laurent Fairhead, Matthew Menary, Julie Deshayes, Jean-Yves Grandpeix, Guillaume Levavasseur, Jean-Louis Dufresne, Olivier Marti, Ionela Musat, Marie-Alice Foujols, Arnaud Caubel, Sébastien Denvil, Olivier Boucher, Christian Ethé, Clément Rousset, Frédéric Hourdin, Catherine Rio, Jérôme Servonnat, Frédérique Cheruy, Yona Silvy, Océan et variabilité du climat (VARCLIM), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Nucleus for European Modeling of the Ocean (NEMO R&D ), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Modelling the Earth Response to Multiple Anthropogenic Interactions and Dynamics (MERMAID), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Calcul Scientifique (CALCULS), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-13-MONU-0008,CONVERGENCE,Convergence en Science du Climat à l'ère du Big Data et des challenges de l'Exascale.(2013), ANR-11-IDEX-0004,SUPER,Sorbonne Universités à Paris pour l'Enseignement et la Recherche(2011), ANR-17-EURE-0006,IPSL-CGS,IPSL Climate graduate school(2017), ANR-18-MPGA-0001,ARCHANGE,Changement climatique et Arctique et circulation océanique globale(2018), European Project: 641816,H2020,H2020-SC5-2014-two-stage,CRESCENDO(2015), European Project: 727852,Blue-Action(2016), European Project: 776613,Fighting and adapting to climate change,H2020-EU.3.5.1,EUCP(2017), European Project: 789445,https://cordis.europa.eu/project/id/789445/reporting,EPICE(2018), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Global and Planetary Change, atmospheric energetic adjustment, Physical geography, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Calibration (statistics), 0207 environmental engineering, 02 engineering and technology, GC1-1581, calibration, Oceanography, 01 natural sciences, GB3-5030, metrics, 13. Climate action, present‐day control, General Earth and Planetary Sciences, Environmental Chemistry, Environmental science, climate model tuning, 020701 environmental engineering, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing
Abstract: The assessment of current and future risks for natural and human systems associated with climate change largely relies on numerical simulations performed with state‐of‐the‐art climate models. Various steps are involved in the development of such models, from development of individual components of the climate system up to free parameter calibration of the fully coupled model. Here, we describe the final tuning phase for the IPSL‐CM6A‐LR climate model. This phase alone lasted more than 3 years and relied on several pillars: (i) the tuning against present‐day conditions given a small adjustment of the ocean surface albedo to compensate for the current oceanic heat uptake, (ii) the release of successive versions after adjustments of the individual components, implying a systematic and recurrent adjustment of the atmospheric energetics, and (iii) the use of a few metrics based on large scale variables such as near‐global mean temperature, summer Arctic sea‐ice extent, as targets for the tuning. Successes, lessons and prospects of this tuning strategy are discussed.
Published: 2021

10. Improved Decadal Predictions of North Atlantic Subpolar Gyre SST in CMIP6

Author: Didier Swingedouw, Leonard Borchert, Juliette Mignot, Leon Hermanson, Giovanni Sgubin, Matthew Menary, Océan et variabilité du climat (VARCLIM), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), United Kingdom Met Office [Exeter], European Project: 776613,Fighting and adapting to climate change,H2020-EU.3.5.1,EUCP(2017), European Project: 789445,https://cordis.europa.eu/project/id/789445/reporting,EPICE(2018), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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Subjects: geography, geography.geographical_feature_category, subpolar gyre, 010504 meteorology & atmospheric sciences, North Atlantic, climate prediction, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Geophysics, Oceanography, 13. Climate action, Ocean gyre, [SDE]Environmental Sciences, General Earth and Planetary Sciences, Environmental science, CMIP5, CMIP6, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: International audience; Due to its wide‐ranging impacts, predicting decadal variations of sea surface temperature (SST) in the subpolar North Atlantic remains a key goal of climate science. Here, we compare the representation of observed subpolar SST variations since 1960 in initialized and uninitialized historical simulations from the 5th and 6th phases of the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5/6). Initialized decadal hindcasts from CMIP6 explain 88% of observed SST variance post‐1980 in the subpolar gyre at lead years 5–7 (77% in uninitialized simulations) compared to 42% (8%) in CMIP5, indicating a more prominent role for forcing in driving observed subpolar SST changes than previously thought. Analysis of single‐forcing experiments suggests much of this correlation is due to natural forcing, explaining ∼55% of the observed variance. The amplitude of observed subpolar SST variations is underestimated in historical simulations and improved by initialization in CMIP6, indicating continued value of initialization for predicting North Atlantic SST.
Published: 2021

11. Aerosol‐Forced AMOC Changes in CMIP6 Historical Simulations

Author: Guillaume Gastineau, Richard P. Allan, Daniel L. R. Hodson, Colin Jones, Laura Wilcox, Mark A. Ringer, Juliette Mignot, Jon Robson, Jonathan M. Gregory, Christophe Cassou, Rowan Sutton, Rong Zhang, B. B. B. Booth, Matthew Menary, Océan et variabilité du climat (VARCLIM), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), National Centre for Atmospheric Science [Leeds] (NCAS), Natural Environment Research Council (NERC), NERC National Centre for Earth Observation (NCEO), Met Office Hadley Centre for Climate Change (MOHC), United Kingdom Met Office [Exeter], Climat, Environnement, Couplages et Incertitudes [Toulouse] (CECI), Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique (CERFACS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), NCAS-Climate [Reading], Department of Meteorology [Reading], University of Reading (UOR)-University of Reading (UOR), NOAA Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL), National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), European Project: 641816,H2020,H2020-SC5-2014-two-stage,CRESCENDO(2015), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), CECI, CERFACS / CNRS (CECI), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Climate change, Radiative forcing, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Aerosol, Sea surface temperature, Geophysics, 13. Climate action, [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, Climatology, General Earth and Planetary Sciences, Environmental science, 14. Life underwater, Shortwave, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: International audience; The Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) has been, and will continue to be, a key factor in the modulation of climate change both locally and globally. However, there remains considerable uncertainty in recent AMOC evolution. Here, we show that the multimodel mean AMOC strengthened by approximately 10% from 1850-1985 in new simulations from the 6th Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6), a larger change than was seen in CMIP5. Across the models, the strength of the AMOC trend up to 1985 is related to a proxy for the strength of the aerosol forcing. Therefore, the multimodel difference is a result of stronger anthropogenic aerosol forcing on average in CMIP6 than CMIP5, which is primarily due to more models including aerosol-cloud interactions. However, observational constraints-including a historical sea surface temperature fingerprint and shortwave radiative forcing in recent decades-suggest that anthropogenic forcing and/or the AMOC response may be overestimated.
Published: 2020

12. Author Correction: Tropical explosive volcanic eruptions can trigger El Niño by cooling tropical Africa

Author: Guillaume Gastineau, Christophe Cassou, Alan Robock, Michael J. McPhaden, Serge Janicot, Matthieu Lengaigne, Juliette Mignot, Nicolas Lebas, Myriam Khodri, Eric Guilyardi, Takeshi Izumo, Jérôme Vialard, Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique (CERFACS), CERFACS, MARine Biodiversity Exploitation and Conservation (UMR MARBEC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Processus et interactions de fine échelle océanique (PROTEO), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Department of Environmental Sciences [New Brunswick], School of Environmental and Biological Sciences [New Brunswick], Rutgers, The State University of New Jersey [New Brunswick] (RU), Rutgers University System (Rutgers)-Rutgers University System (Rutgers)-Rutgers, The State University of New Jersey [New Brunswick] (RU), Rutgers University System (Rutgers)-Rutgers University System (Rutgers), NOAA Pacific Marine Environmental Laboratory [Seattle] (PMEL), National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), ANR-10-LABX-0018,L-IPSL,LabEx Institut Pierre Simon Laplace (IPSL): Understand climate and anticipate future changes(2010), ANR-13-SENV-0002,MORDICUS,Oscillations et rétroactions climatiques aux échelles décennales : mécanismes, sensibilité et incertitudes(2013), European Project: 308378,EC:FP7:ENV,FP7-ENV-2012-two-stage,SPECS(2012), Océan et variabilité du climat (VARCLIM), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 0209 industrial biotechnology, Science, General Physics and Astronomy, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], 02 engineering and technology, Volcanism, Monsoon, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Article, symbols.namesake, 020901 industrial engineering & automation, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Shortwave radiation, lcsh:Science, Author Correction, Coupled model intercomparison project, geography, Multidisciplinary, geography.geographical_feature_category, Anomaly (natural sciences), General Chemistry, Volcano, 13. Climate action, Climatology, symbols, 020201 artificial intelligence & image processing, Climate model, lcsh:Q, Kelvin wave, Geology
Abstract: Stratospheric aerosols from large tropical explosive volcanic eruptions backscatter shortwave radiation and reduce the global mean surface temperature. Observations suggest that they also favour an El Niño within 2 years following the eruption. Modelling studies have, however, so far reached no consensus on either the sign or physical mechanism of El Niño response to volcanism. Here we show that an El Niño tends to peak during the year following large eruptions in simulations of the Fifth Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5). Targeted climate model simulations further emphasize that Pinatubo-like eruptions tend to shorten La Niñas, lengthen El Niños and induce anomalous warming when occurring during neutral states. Volcanically induced cooling in tropical Africa weakens the West African monsoon, and the resulting atmospheric Kelvin wave drives equatorial westerly wind anomalies over the western Pacific. This wind anomaly is further amplified by air–sea interactions in the Pacific, favouring an El Niño-like response., El Niño tends to follow 2 years after volcanic eruptions, but the physical mechanism behind this phenomenon is unclear. Here the authors use model simulations to show that a Pinatubo-like eruption cools tropical Africa and drives westerly wind anomalies in the Pacific favouring an El Niño response.
Published: 2018

13. Weakening of the senegalo-mauritanian upwelling system under climate change in the CMIP5 data base

Author: Adama Sylla, Juliette Mignot, Xavier Capet, Amadou Thierno Gaye, Laboratoire de Physique de l'Atmosphère et de l'Océan Siméon Fongang (LPAO-SF), École Supérieure Polytechnique de Dakar (ESP), Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD), Océan et variabilité du climat (VARCLIM), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), Processus et interactions de fine échelle océanique (PROTEO), EGU, Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph]
Abstract: International audience; The oceanic region located off the Guinean, Senegalese and Mauritanian coasts is one of the most productive one in the world ocean. This is due to the senegalo-mauritanian upwelling system. This upwelling occurs in winter which is very specific to this region. In particular, it differs from the well-known upwelling systems located along the eastern coast of the tropical oceans but further poleward such as along the Moroccan, Californian, Peru-Chili and Benguela coasts. These upwelling systems are maximum in summer. Several studies have investigated their sensitivity to global warming. Early studies have suggested that their intensity may increase in the future, but recent observations do not show clear robust evidence. The winter senegalo-mauritanian upwelling system has been largely excluded from these studies, in spite of its crucial role for the socio-economical development of the populations of the surrounding region, whose food and income strongly depend of the halieutic resources. In this context, this study proposes a precise characterization of the representation of this system in the CMIP5 climate models, and its response to climate change. Our analysis is based on characteristics of the upwelling in terms of wind forcing, anomalous sea surface height and sea surface temperature signature. In spite of some diversity in the model's ability to represent the senegalo-mauritanian upwelling system, the results suggest that its intensity may decrease in the future, primarily because of a reduction of the wind forcing.
Published: 2018

14. Regional differences of ocean variations in Labrador, Irminger and Iceland Basins after the simulated freshwater forcing over North Atlantic

Author: Feng Yang, Marie-Alexandrine Sicre, Juliette Mignot, Masa Kageyama, Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), and Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [SDU]Sciences of the Universe [physics], [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences
Abstract: International audience; In this study we explore the physical mechanisms at play during episodic iceberg-discharges, known as Heinrich Event (HE) during the Marine Isotopic Stage (MIS3). We use the global circulation model IPSL-CM5A-LR runs to investigate the regional response of the Atlantic Meridional Ocean Circulation (AMOC) to a freshwater flux of 0.2 Sv added in the Atlantic between 50◦N and 70◦N as an external boundary condition. In a first simulation (“AMOC-on”), the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) is active and there are three distinct convection regions: the Labrador Basin, the Irminger Basin and the Iceland Basin. The depth of convection is larger in the Labrador Basin (mixed layer depth – MLD – reaching more than 1200 m) followed by Iceland basin (around 1000 m) and the Irminger Basin (around 700 m). In a second simulation, the AMOC is forced to decrease through the use of the fresh water input. In this “AMOC-Off” simulation, the MLD in Labrador basin declines to 300 m within 20 years after the start of the freshwater hosing. In the Irminger Basin convection strengthens and still shows MLD fluctuations of high amplitude. In the Iceland Basin, the MLD first does show obvious variations and thus reaches a larger depth than in the Labrador Basin but shoals 100 years after the beginning of the freshwater hosing, suggesting a “time-lag”.Likewise, sea surface temperature and salinity show different variations in each oceanic basin underlying different regional responses to freshwater hosing, but they do not necessarily co-vary with the AMOC large scale indicator. Finally, the ocean circulation modes (SPG and AMOC) and near surface winds reveal that modulations of theocean circulation are consistent with this active convection maintenance thus contributing to 1) the intensification of surface currents in the upper layer of Labrador Basin, 2) the sustained active convection in the Irminger Basin, and 3) a more complex two-step behavior in the Iceland Basin. This study provides a new interpretation of dataand proposes a SPG-wind-driven theory to explain the time-lag phenomenon observed in northern North Atlantic, which will be of great interest while analysing the role of ocean on climate afterwards. Also we used these results to explain the multi-proxy records obtained from the Faroes Island during HE4
Published: 2018

15. Tentative reconstruction of the 1998–2012 hiatus in global temperature warming using the IPSL–CM5A–LR climate model

Author: Didier Swingedouw, Lola Ormières, Eric Guilyardi, Juliette Mignot, Sébastien Nguyen, UMR 5805 Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux (EPOC), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-13-SENV-0002,MORDICUS,Oscillations et rétroactions climatiques aux échelles décennales : mécanismes, sensibilité et incertitudes(2013), European Project: 308378,EC:FP7:ENV,FP7-ENV-2012-two-stage,SPECS(2012), Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, Forcing (mathematics), Hiatus, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Climate models, Surface nudging, Pacemaker experiments, 0105 earth and related environmental sciences, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Global and Planetary Change, Global temperature, Global warming, Climate and ocean dynamics, Global temperature trends, 16. Peace & justice, Sea surface temperature, 13. Climate action, Internal variability, Climatology, Period (geology), General Earth and Planetary Sciences, Environmental science, Climate model
Abstract: International audience; The period running from 1998 to 2012 has experienced a slower increase in global temperature at the surface of the Earth than the decades before. Several explanations have been proposed, ranging from internal variability of the climate system to a contribution of the natural external forcing. In this study, we use the IPSL-CM5A-LR climate model to test these different hypotheses. We consider historical simulations, including observed external forcing, in which nudging towards observed sea surface temperature has been applied to different regions of the ocean to phase the decadal variability of large-scale modes in the Atlantic and the Pacific to observations. We find that phasing the tropical Pacific is reducing the warming trend detected in historical simulations by a factor of two, but the remaining trend is still twice as large as the observed one. Combining the tropical Pacific phasing and the potential effect of recent eruptions allows us to fully reproduce the observed hiatus. Conversely, nudging the Atlantic does not drive any hiatus in this model.
Published: 2017

16. Reconstructing extreme AMOC events through nudging of the ocean surface: a perfect model approach

Author: Eric Guilyardi, Didier Swingedouw, Sébastien Nguyen, Juliette Mignot, Pablo Ortega, Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), NCAS-Climate [Reading], Department of Meteorology [Reading], University of Reading (UOR)-University of Reading (UOR), Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Oeschger Centre for Climate Change Research (OCCR), University of Bern, ANR-13-SENV-0002,MORDICUS,Oscillations et rétroactions climatiques aux échelles décennales : mécanismes, sensibilité et incertitudes(2013), European Project: 308378,EC:FP7:ENV,FP7-ENV-2012-two-stage,SPECS(2012), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), UMR 5805 Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux (EPOC), and Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)
Subjects: Convection, Surface (mathematics), Water mass, Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Scale (ratio), Mixed layer, Atlantic Meridional Overturning Circulation, Decadal variability, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Coupled general circulation model, Sea surface temperature, Amplitude, 13. Climate action, [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, Climatology, Surface nudging, 14. Life underwater, Geology, Target control, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: International audience; While the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) is thought to be a crucial component of the North Atlantic climate, past changes in its strength are challenging to quantify, and only limited information is available. In this study, we use a perfect model approach with the IPSL-CM5A-LR model to assess the performance of several surface nudging techniques in reconstructing the variability of the AMOC. Special attention is given to the reproducibility of an extreme positive AMOC peak from a preindustrial control simulation. Nudging includes standard relaxation techniques towards the sea surface temperature and salinity anomalies of this target control simulation, and/or the prescription of the wind-stress fields. Surface nudging approaches using standard fixed restoring terms succeed in reproducing most of the target AMOC variability, including the timing of the extreme event, but systematically underestimate its amplitude. A detailed analysis of the AMOC variability mechanisms reveals that the underestimation of the extreme AMOC maximum comes from a deficit in the formation of the dense water masses in the main convection region, located south of Iceland in the model. This issue is largely corrected after introducing a novel surface nudging approach, which uses a varying restoring coefficient that is proportional to the simulated mixed layer depth, which, in essence, keeps the restoring time scale constant. This new technique substantially improves water mass transformation in the regions of convection, and in particular, the formation of the densest waters, which are key for the representation of the AMOC extreme. It is therefore a promising strategy that may help to better constrain the AMOC variability and other ocean features in the models. As this restoring technique only uses surface data, for which better and longer observations are available, it opens up opportunities for improved reconstructions of the AMOC over the last few decades.
Published: 2017

17. Tropical explosive volcanic eruptions can trigger El Niño by cooling tropical Africa

Author: Guillaume Gastineau, Serge Janicot, Matthieu Lengaigne, Alan Robock, Myriam Khodri, Takeshi Izumo, Jérôme Vialard, Eric Guilyardi, Juliette Mignot, Nicolas Lebas, Christophe Cassou, Michael J. McPhaden, Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Indo-French Cell for Water Sciences (IFCWS), Indian Institute of Science [Bangalore] (IISc Bangalore), Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique (CERFACS), CERFACS, NCAS-Climate [Reading], Department of Meteorology [Reading], University of Reading (UOR)-University of Reading (UOR), Department of Environmental Sciences [New Brunswick], School of Environmental and Biological Sciences [New Brunswick], Rutgers, The State University of New Jersey [New Brunswick] (RU), Rutgers University System (Rutgers)-Rutgers University System (Rutgers)-Rutgers, The State University of New Jersey [New Brunswick] (RU), Rutgers University System (Rutgers)-Rutgers University System (Rutgers), NOAA Pacific Marine Environmental Laboratory [Seattle] (PMEL), National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), ANR-10-LABX-0018,L-IPSL,LabEx Institut Pierre Simon Laplace (IPSL): Understand climate and anticipate future changes(2010), ANR-13-SENV-0002,MORDICUS,Oscillations et rétroactions climatiques aux échelles décennales : mécanismes, sensibilité et incertitudes(2013), European Project: 308378,EC:FP7:ENV,FP7-ENV-2012-two-stage,SPECS(2012), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Science, General Physics and Astronomy, Volcanism, 010502 geochemistry & geophysics, Monsoon, Atmospheric sciences, 01 natural sciences, General Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, symbols.namesake, Shortwave radiation, lcsh:Science, 0105 earth and related environmental sciences, geography, Coupled model intercomparison project, Multidisciplinary, geography.geographical_feature_category, Anomaly (natural sciences), General Chemistry, Volcano, 13. Climate action, [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, symbols, lcsh:Q, Climate model, Kelvin wave, Geology
Abstract: Stratospheric aerosols from large tropical explosive volcanic eruptions backscatter shortwave radiation and reduce the global mean surface temperature. Observations suggest that they also favour an El Niño within 2 years following the eruption. Modelling studies have, however, so far reached no consensus on either the sign or physical mechanism of El Niño response to volcanism. Here we show that an El Niño tends to peak during the year following large eruptions in simulations of the Fifth Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5). Targeted climate model simulations further emphasize that Pinatubo-like eruptions tend to shorten La Niñas, lengthen El Niños and induce anomalous warming when occurring during neutral states. Volcanically induced cooling in tropical Africa weakens the West African monsoon, and the resulting atmospheric Kelvin wave drives equatorial westerly wind anomalies over the western Pacific. This wind anomaly is further amplified by air-sea interactions in the Pacific, favouring an El Niño-like response.El Niño tends to follow 2 years after volcanic eruptions, but the physical mechanism behind this phenomenon is unclear. Here the authors use model simulations to show that a Pinatubo-like eruption cools tropical Africa and drives westerly wind anomalies in the Pacific favouring an El Niño response.
Published: 2017

18. Ocean and climate variability in the North Atlantic from seasonal to decadal timescales

Author: Juliette Mignot, Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), UPMC - Paris 6 Sorbonne Universités, Francis Codron, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-AO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atmospheric and Oceanic Physics [physics.ao-ph], climat, variability, [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, Atlantic, decadal, climate, ocean
Published: 2016

19. Precipitation variability in the Sahel during the last 2000 years revealed by archaeological shell middens in Senegal

Author: Paul Zaharias, N. Patris, Malick Wade, Rachid Cheddadi, Amadou Thierno Gaye, Moufok Azzoug, Matthieu Carré, Juliette Mignot, Alban Lazar, Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (UMR ISEM), École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR226, Hydrosciences Montpellier (HSM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Karst et aquifères hétérogènes - Hydrogéologie et transferts (Karst), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Transferts dans les Eco-hydrosystèmes (TECHS), and roussel, pascale
Subjects: Delta, 010506 paleontology, geography, geography.geographical_feature_category, Range (biology), Global warming, Estuary, Seasonality, 010502 geochemistry & geophysics, medicine.disease, 01 natural sciences, Archaeology, law.invention, Salinity, 13. Climate action, law, medicine, [SDU.STU.HY] Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, Environmental science, 14. Life underwater, Radiocarbon dating, Precipitation, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, 0105 earth and related environmental sciences, Earth-Surface Processes
Abstract: International audience; In the second half of the 20th century, a strong multidecadal drought occurred in the Sahel that had catastrophic social and economic consequences. This event made it urgent to better understand the forcing driving precipitation changes in the Sahel and potential impact of anthropogenic global warming. Here, we reconstruct past changes of the precipitation regime in the Saloum Delta, Senegal, from stable isotope analyses in fossil shells of Senilia senilis. The shells were collected in large radiocarbon dated shell middens built by ancient fishermen during the last two millennia. Oxygen isotopic composition in shells is related to salinity conditions in this hypersaline estuary that is very sensitive to changes in precipitation and evaporation. Our dataset shows that salinity is today at its highest level in the past 2000 years. These values were reached abruptly in the 20th century and lie outside the range of natural climatic variability in this site. Monthly resolved isotopic profiles in fossil shells combined with analyses of shell growth lines allowed us to explore the role of rainfall seasonality in the variability of mean conditions.
Published: 2016

20. Decadal prediction skill in the ocean with surface nudging in the IPSL-CM5A-LR climate model

Author: Didier Swingedouw, Juliette Mignot, Sulagna Ray, Pablo Ortega, Agathe Germe, Sébastien Nguyen, Eric Guilyardi, Javier García-Serrano, Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Oeschger Centre for Climate Change Research (OCCR), University of Bern, Climate and Environmental Physics [Bern] (CEP), Physikalisches Institut [Bern], Universität Bern [Bern] (UNIBE)-Universität Bern [Bern] (UNIBE), Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), NCAS-Climate [Reading], Department of Meteorology [Reading], University of Reading (UOR)-University of Reading (UOR), Atmospheric and Oceanic Sciences Program [Princeton] (AOS Program), NOAA Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL), National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)-National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)-Princeton University, European Project: 308378,EC:FP7:ENV,FP7-ENV-2012-two-stage,SPECS(2012), European Project: 308299,EC:FP7:ENV,FP7-ENV-2012-two-stage,NACLIM(2012), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Universität Bern [Bern]-Universität Bern [Bern], UMR 5805 Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux (EPOC), and Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)
Subjects: [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Meteorology, 530 Physics, Anomaly (natural sciences), Initialization, Forecast skill, Decadal variability, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Sea surface temperature, 13. Climate action, [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, Climatology, Middle latitudes, Extratropical cyclone, Surface nudging, Environmental science, Climate model, Oceanic predictability, Predictability, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: Two decadal prediction ensembles, based on the same climate model (IPSL-CM5A-LR) and the same surface nudging initialization strategy are analyzed and compared with a focus on upper-ocean variables in different regions of the globe. One ensemble consists of 3-member hindcasts launched every year since 1961 while the other ensemble benefits from 9 members but with start dates only every 5 years. Analysis includes anomaly correlation coefficients and root mean square errors computed against several reanalysis and gridded observational fields, as well as against the nudged simulation used to produce the hindcasts initial conditions. The last skill measure gives an upper limit of the predictability horizon one can expect in the forecast system, while the comparison with different datasets highlights uncertainty when assessing the actual skill. Results provide a potential prediction skill (verification against the nudged simulation) beyond the linear trend of the order of 10 years ahead at the global scale, but essentially associated with non-linear radiative forcings, in particular from volcanoes. At regional scale, we obtain 1 year in the tropical band, 10 years at midlatitudes in the North Atlantic and North Pacific, and 5 years at tropical latitudes in the North Atlantic, for both sea surface temperature (SST) and upper-ocean heat content. Actual prediction skill (verified against observational or reanalysis data) is overall more limited and less robust. Even so, large actual skill is found in the extratropical North Atlantic for SST and in the tropical to subtropical North Pacific for upper-ocean heat content. Results are analyzed with respect to the specific dynamics of the model and the way it is influenced by the nudging. The interplay between initialization and internal modes of variability is also analyzed for sea surface salinity. The study illustrates the importance of two key ingredients both necessary for the success of future coordinated decadal prediction exercises, a high frequency of start dates is needed to achieve robust statistical significance, and a large ensemble size is required to increase the signal to noise ratio.
Published: 2016

21. Reconciling two alternative mechanisms behind bi-decadal variability in the North Atlantic

Author: Didier Swingedouw, Juliette Mignot, Florian Sévellec, Pablo Ortega, Eric Guilyardi, Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Oeschger Centre for Climate Change Research (OCCR), University of Bern, Ocean and Earth Science [Southampton], University of Southampton-National Oceanography Centre (NOC), NCAS-Climate [Reading], Department of Meteorology [Reading], University of Reading (UOR)-University of Reading (UOR), Natural and Environmental Research Council UK (MESO-CLIP, NE/K005928/1), ANR-13-SENV-0002,MORDICUS,Oscillations et rétroactions climatiques aux échelles décennales : mécanismes, sensibilité et incertitudes(2013), European Project: 308378,EC:FP7:ENV,FP7-ENV-2012-two-stage,SPECS(2012), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Subjects: Convection, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Buoyancy, Mode (statistics), Geology, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Thermal wind, Aquatic Science, engineering.material, Oceanography, 13. Climate action, Climatology, engineering
Abstract: International audience; Understanding the preferential timescales of variability in the North Atlantic, usually associated with the Atlantic meridional overturning circulation (AMOC), is essential for the prospects for decadal prediction. However, the wide variety of mechanisms proposed from the analysis of climate simulations, potentially dependent on the models themselves, has stimulated the debate of which processes take place in reality. One mechanism receiving increasing attention, identified both in idealized models and observations, is a westward propagation of subsurface buoyancy anomalies that impact the AMOC through a basin-scale intensification of the zonal density gradient, enhancing the northward transport via thermal wind balance. In this study, we revisit a control simulation from the Institut Pierre-Simon Laplace Coupled Model 5A (IPSL-CM5A), characterized by a strong AMOC periodicity at 20 years, previously explained by an upper ocean–atmosphere–sea ice coupled mode driving convection activity south of Iceland. Our study shows that this mechanism interacts constructively with the basin-wide propagation in the subsurface. This constructive feedback may explain why bi-decadal variability is so intense in this coupled model as compared to others.
Published: 2015

22. On the spatial coherence of rainfall over the Saloum delta (Senegal) from seasonal to decadal time scales

Author: Matthieu Carré, Juliette Mignot, Malick Wade, Amadou Thierno Gaye, Alban Lazar, Laboratoire de Physique de l'Atmosphère et de l'Océan Siméon Fongang (LPAO-SF), École Supérieure Polytechnique de Dakar (ESP), Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD), Climate and Environmental Physics [Bern] (CEP), Physikalisches Institut [Bern], Universität Bern [Bern] (UNIBE)-Universität Bern [Bern] (UNIBE), Oeschger Centre for Climate Change Research (OCCR), University of Bern, Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (UMR ISEM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR226-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Universität Bern [Bern]-Universität Bern [Bern], Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École pratique des hautes études (EPHE), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR226
Subjects: Delta, Wet season, 010504 meteorology & atmospheric sciences, HOMOGENEISATION DES DONNEES PLUVIOMETRIQUES, rainfall, PLUVIOMETRIE, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], 010502 geochemistry & geophysics, Monsoon, 01 natural sciences, Mediterranean Basin, Saloum, VARIATION TEMPORELLE, Sahel, Paleoclimatology, Earth Science, lcsh:Science, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, SAISON HUMIDE, SAISON SECHE, DELTA, variability, Intertropical Convergence Zone, VARIABILITE, Coherence (statistics), coherence, Spatial coherence, 13. Climate action, PALEOCLIMAT, Climatology, PRECIPITATION, PLUIE, General Earth and Planetary Sciences, lcsh:Q, Geology, METHODOLOGIE
Abstract: A paleoreconstruction of the length and intensity of the rainy season over western Africa has been recently proposed, using analysis of fossil mollusk shells from the Saloum delta region, in western Senegal. In order to evaluate the significance of local long-term reconstructions of precipitations from paleoclimate proxies, and to better characterize the spatial homogeneity of rainfall distribution in northern Africa, we analyze here the spatial representativeness of rainfall in this region, from seasonal to decadal timescales. The spatial coherence of winter episodic rainfall events is relatively low and limited to surrounding countries. On the other hand, the summer rainfall, associated with the West African Monsoon, shows extended spatial coherence. At seasonal timescales, local rainfall over the Saloum is significantly correlated with rainfall in the whole western half of the Sahel. At interannual and longer timescales, the spatial coherence extends as far as the Red Sea, covering the full Sahel region. This spatial coherence is mainly associated to the zonal extension of the Inter Tropical Convergence Zone (ITCZ). Coherently, summer rainfalls appear to be driven by Sea Surface Temperature (SST) anomalies mainly in the Pacific, the Indian Ocean, the Mediterranean basin, and the North Pacific. A more detailed analysis shows that consistency of the spatial rainfall coherence is reduced during the onset season of the West African Monsoon.
Published: 2015

23. Decadal Variability in the North Atlantic Ocean as a Bifurcation of the Subpolar Gyre

Author: Andreas Born, Juliette Mignot, Stocker, Thomas F., Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Climate and Environmental Physics [Bern] (CEP), Physikalisches Institut [Bern], Universität Bern [Bern] (UNIBE)-Universität Bern [Bern] (UNIBE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), and Universität Bern [Bern]-Universität Bern [Bern]
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2015

24. Climate and carbon cycle dynamics in a CESM simulation from 850-2100 CE

Author: Juliette Mignot, Christopher C. Raible, Kathrin M. Keller, Andreas Born, Flavio Lehner, Thomas F. Stocker, Fortunat Joos, Climate and Environmental Physics [Bern] (CEP), Physikalisches Institut [Bern], Universität Bern [Bern]-Universität Bern [Bern], Oeschger Centre for Climate Change Research (OCCR), University of Bern, Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Universität Bern [Bern] (UNIBE)-Universität Bern [Bern] (UNIBE), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, lcsh:Dynamic and structural geology, Orbital forcing, 530 Physics, Context (language use), [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Forcing (mathematics), 010502 geochemistry & geophysics, Solar irradiance, 01 natural sciences, Carbon cycle, lcsh:QE500-639.5, Paleoclimatology, lcsh:Science, 550 Earth sciences & geology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, lcsh:QE1-996.5, lcsh:Geology, 13. Climate action, Climatology, Paleoclimate Modelling Intercomparison Project, General Earth and Planetary Sciences, Environmental science, lcsh:Q, Oceanic carbon cycle
Abstract: Under the protocols of phase 3 of the Paleoclimate Modelling Intercomparison Project, a number of simulations were produced that provide a range of potential climate evolutions from the last millennium to the end of the current century. Here, we present the first simulation with the Community Earth System Model (CESM), which includes an interactive carbon cycle, that covers the last millennium. The simulation is continued to the end of the twenty-first century. Besides state-of-the-art forcing reconstructions, we apply a modified reconstruction of total solar irradiance to shed light on the issue of forcing uncertainty in the context of the last millennium. Nevertheless, we find that structural uncertainties between different models can still dominate over forcing uncertainty for quantities such as hemispheric temperatures or the land and ocean carbon cycle response. Compared to other model simulations, we find forced decadal-scale variability to occur mainly after volcanic eruptions, while during other periods internal variability masks potentially forced signals and calls for larger ensembles in paleoclimate modeling studies. At the same time, we were not able to attribute millennial temperature trends to orbital forcing, as has been suggested recently. The climate–carbon-cycle sensitivity in CESM during the last millennium is estimated to be between 1.0 and 2.1 ppm °C−1. However, the dependence of this sensitivity on the exact time period and scale illustrates the prevailing challenge of deriving robust constraints on this quantity from paleoclimate proxies. In particular, the response of the land carbon cycle to volcanic forcing shows fundamental differences between different models. In CESM the tropical land dictates the response to volcanoes, with a distinct behavior for large and moderate eruptions. Under anthropogenic emissions, global land and ocean carbon uptake rates emerge from the envelope of interannual natural variability by about year 1947 and 1877, respectively, as simulated for the last millennium.
Published: 2015

25. Projection des changements climatiques futurs

Author: Philippe Ciais, Pascal Yiou, Jean-Louis Dufresne, Olivier Boucher, Aurore Voldoire, Julien Cattiaux, Fabrice Chauvin, Laurent Bopp, Juliette Mignot, Céline Guivarch, Eric Guilyardi, Jessica Vial, Eric Brun, David Salas y Mélia, Pascale Braconnot, Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-École polytechnique (X)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Modelling the Earth Response to Multiple Anthropogenic Interactions and Dynamics (MERMAID), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), ICOS-ATC (ICOS-ATC), Extrèmes : Statistiques, Impacts et Régionalisation (ESTIMR), Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), centre international de recherche sur l'environnement et le développement (CIRED), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-École des hautes études en sciences sociales (EHESS)-AgroParisTech-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), and Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-École des hautes études en sciences sociales (EHESS)-AgroParisTech-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: sensibilité climatique, 13. Climate action, [SHS.ENVIR]Humanities and Social Sciences/Environmental studies, événement extrême, prévision décennale, projection climatique, prévision du climat, scénario d'émissions, réchauffement climatique, modification anthropique
Abstract: International audience; Climate models provide the opportunity to anticipate how the climate system may change due to anthropogenic activities during the 21st century. Studies are based on numerical simulations that explore the evolution of the mean climate and its variability according to different socio-economic scenarios. We present a selection of results from phase 5 of the Climate model intercomparison project (CMIP5) with an illustrative focus on the two French models that participated to this exercise.We describe the effects of human perturbations upon surface temperature, precipitation, the cryosphere, but also extreme weather events and the carbon cycle. Results show a number of robust features, on the amplitude and geographical patterns of the expected changes and on the processes at play in these changes. They also show the limitations of such a prospective exercise and persistent uncertainties on some key aspects.; Les modèles de climat offrent la possibilité d'anticiper la façon dont le système climatique risque d'être modifié par l'activité humaine au cours du XXIe siècle. Les études s'appuient sur des simulations numériques qui explorent l'évolution du climat moyen et de sa variabilité en fonction de différents scénarios socio-économiques. Nous présentons une sélection de résultats du projet CMIP5 d'intercomparaison demodèles de climat avec un focus illustratif sur les deux modèles français ayant participé à cet exercice. On y décrit les effets attendus des perturbations humaines sur la température de surface, les précipitations, la cryosphère mais aussi les extrêmes météorologiques et le cycle du carbone. Les résultats font ressortir de nombreux aspects fiables, que ce soit sur l'amplitude et la répartition géographique des changements attendus ou sur les processus mis en jeu dans ces changements. Ils montrent aussi les limites de l'exercice prospectif et des incertitudes persistantes sur certains points clés.
Published: 2015

26. Le climat du dernier millénaire

Author: Valérie Masson-Delmotte, Marie-Alexandrine Sicre, Juliette Mignot, Emmanuel Garnier, Aurélien Ribes, Didier Swingedouw, Laurent Terray, Myriam Khodri, Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique (CERFACS), Biogéochimie-Traceurs-Paléoclimat (BTP), LIttoral ENvironnement et Sociétés (LIENSs), La Rochelle Université (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Glaces et Continents, Climats et Isotopes Stables (GLACCIOS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), EDF (EDF), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), CERFACS, LIttoral ENvironnement et Sociétés - UMRi 7266 (LIENSs), Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), LIttoral ENvironnement et Sociétés - UMR 7266 (LIENSs), and Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Geography, 010504 meteorology & atmospheric sciences, 13. Climate action, 0207 environmental engineering, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], 02 engineering and technology, Physical geography, 020701 environmental engineering, 01 natural sciences, Humanities, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: EnglishDetermining what caused the warm medieval climate anomaly during the first part of the millennium and the relatively colder period that followed remains a real challenge. Comparisons of temperature reconstructions to the most up-to-date climate simulations at the base of the Fifth IPCC assessment report reveal the major influence of volcanic forcing before the 20th century. Estimated solar activity is however poorly constrained with many uncertainties on the processes by which it can affect climate. The spatial signature of reconstructed climate anomalies suggests also an important role of internal climate variations through low frequency variations of the global ocean circulation francaisDeterminer les causes de l'optimum medieval chaud au debut du dernier millenaire et de la periode froide qui lui a succede est un veritable defi. La comparaison des temperatures reconstruites aux resultats des nouvelles simulations numeriques a la base du 5e rapport du Giec revele le role preponderant du volcanisme avant le XXe siecle. Des incertitudes entourent neanmoins ces resultats. Les estimations des variations du forcage solaire et les processus par lesquels l'activite du Soleil peut agir sur le climat restent insuffisamment contraints. La signature spatiale des anomalies climatiques reconstruites suggere egalement l'influence des variations internes du climat via les variations lentes de la circulation oceanique de grande echelle.
Published: 2015

27. On the seasonal variations of salinity of the tropical Atlantic mixed layer

Author: Ibrahima Camara, Juliette Mignot, Amadou Thierno Gaye, Nicolas Kolodziejczyk, Alban Lazar, Laboratoire de Physique de l'Atmosphère et de l'Océan Siméon Fongang (LPAO-SF), École Supérieure Polytechnique de Dakar (ESP), Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD)-Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD), Interactions et Processus au sein de la couche de Surface Océanique (IPSO), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Mixed layer, 530 Physics, tropical Atlantic, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Oceanography, 01 natural sciences, Physics::Geophysics, salinity, vertical mixing, Geochemistry and Petrology, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), Ekman transport, 14. Life underwater, Physics::Atmospheric and Oceanic Physics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, seasonal variation, Turbulent diffusion, 010505 oceanography, Advection, Ocean current, Ocean general circulation model, 6. Clean water, Salinity, Geophysics, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Upwelling, Geology
Abstract: The physical processes controlling the mixed layer salinity (MLS) seasonal budget in the tropical Atlantic Ocean are investigated using a regional configuration of an ocean general circulation model. The analysis reveals that the MLS cycle is generally weak in comparison of individual physical processes entering in the budget because of strong compensation. In evaporative regions, around the surface salinity maxima, the ocean acts to freshen the mixed layer against the action of evaporation. Poleward of the southern SSS maxima, the freshening is ensured by geostrophic advection, the vertical salinity diffusion and, during winter, a dominant contribution of the convective entrainment. On the equatorward flanks of the SSS maxima, Ekman transport mainly contributes to supply freshwater from ITCZ regions while vertical salinity diffusion adds on the effect of evaporation. All these terms are phase locked through the effect of the wind. Under the seasonal march of the ITCZ and in coastal areas affected by river (7 degrees S:15 degrees N), the upper ocean freshening by precipitations and/or runoff is attenuated by vertical salinity diffusion. In the eastern equatorial regions, seasonal cycle of wind forced surface currents advect freshwaters, which are mixed with subsurface saline water because of the strong vertical turbulent diffusion. In all these regions, the vertical diffusion presents an important contribution to the MLS budget by providing, in general, an upwelling flux of salinity. It is generally due to vertical salinity gradient and mixing due to winds. Furthermore, in the equator where the vertical shear, associated to surface horizontal currents, is developed, the diffusion depends also on the sheared flow stability.
Published: 2015

28. Reconstructing the subsurface ocean decadal variability using surface nudging in a perfect model framework

Author: Sonia Labetoulle, Jérôme Servonnat, Didier Swingedouw, Roland Séférian, Eric Guilyardi, Juliette Mignot, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Modelling the Earth Response to Multiple Anthropogenic Interactions and Dynamics (MERMAID), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME)
Subjects: Convection, Atmospheric Science, Water mass, 530 Physics, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Latitude, Ocean dynamics, Sea surface temperature, Heat flux, 13. Climate action, Climatology, 14. Life underwater, Predictability, Thermocline, Geology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: Initialising the ocean internal variability for decadal predictability studies is a new area of research and a variety of ad hoc methods are currently proposed. In this study, we explore how nudging with sea surface temperature (SST) and salinity (SSS) can reconstruct the three-dimensional variability of the ocean in a perfect model framework. This approach builds on the hypothesis that oceanic processes themselves will transport the surface information into the ocean interior as seen in ocean-only simulations. Five nudged simulations are designed to reconstruct a 150 years “target” simulation, defined as a portion of a long control simulation. The nudged simulations differ by the variables restored to, SST or SST + SSS, and by the area where the nudging is applied. The strength of the heat flux feedback is diagnosed from observations and the restoring coefficients for SSS use the same time-scale. We observed that this choice prevents spurious convection at high latitudes and near sea-ice border when nudging both SST and SSS. In the tropics, nudging the SST is enough to reconstruct the tropical atmosphere circulation and the associated dynamical and thermodynamical impacts on the underlying ocean. In the tropical Pacific Ocean, the profiles for temperature show a significant correlation from the surface down to 2,000 m, due to dynamical adjustment of the isopycnals. At mid-to-high latitudes, SSS nudging is required to reconstruct both the temperature and the salinity below the seasonal thermocline. This is particularly true in the North Atlantic where adding SSS nudging enables to reconstruct the deep convection regions of the target. By initiating a previously documented 20-year cycle of the model, the SST + SSS nudging is also able to reproduce most of the AMOC variations, a key source of decadal predictability. Reconstruction at depth does not significantly improve with amount of time spent nudging and the efficiency of the surface nudging rather depends on the period/events considered. The joint SST + SSS nudging applied everywhere is the most efficient approach. It ensures that the right water masses are formed at the right surface density, the subsequent circulation, subduction and deep convection further transporting them at depth. The results of this study underline the potential key role of SSS for decadal predictability and further make the case for sustained large-scale observations of this field.
Published: 2015

29. Multiple equilibria as a possible mechanism for decadal variability in the North Atlantic Ocean

Author: Thomas F. Stocker, Andreas Born, Juliette Mignot, Climate and Environmental Physics [Bern] (CEP), Physikalisches Institut [Bern], Universität Bern [Bern]-Universität Bern [Bern], Oeschger Centre for Climate Change Research (OCCR), University of Bern, Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Project: 308378,EC:FP7:ENV,FP7-ENV-2012-two-stage,SPECS(2012), European Project: 8402271(1984), Universität Bern [Bern] (UNIBE)-Universität Bern [Bern] (UNIBE), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Subjects: Atmospheric Science, North Atlantic Ocean, Stochastic modelling, 530 Physics, media_common.quotation_subject, Ocean Structure, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Forcing (mathematics), Climate prediction, Ocean dynamics, Bifurcation theory, Ocean gyre, 14. Life underwater, Phenomena, Predictability, Physics::Atmospheric and Oceanic Physics, media_common, geography, geography.geographical_feature_category, Geographic location entity, Gyres, Dynamics, Circulation, Circulation (fluid dynamics), 13. Climate action, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Climatology, Atm, Conceptual model, Geology, Forecasting
Abstract: Decadal climate variability in the North Atlantic has received increased attention in recent years, because modeling results suggest predictability of heat content and circulation indices several years ahead. However, determining the applicability of these results in the real world is challenging because of an incomplete understanding of the underlying mechanisms. Here, the authors show that recent attempts to reconstruct the decadal variations in one of the dominant circulation systems of the region, the subpolar gyre (SPG), are not always consistent. A coherent picture is partly recovered by a simple conceptual model solely forced by reanalyzed surface air temperatures. This confirms that surface heat flux indeed plays a leading role for this type of variability, as has been suggested in previous studies. The results further suggest that large variations in the SPG correspond to the crossing of a bifurcation point that is predicted from idealized experiments and an analytical solution of the model used herein. Performance of this conceptual model is tested against a statistical stochastic model. Hysteresis and the existence of two stable modes of the SPG circulation shape its response to forcing by atmospheric temperatures. The identification of the essential dynamics and the reduction to a minimal model of SPG variability provide a quantifiable basis and a framework for future studies on decadal climate variability and predictability.
Published: 2015

30. Labrador current variability over the last 2000 years

Author: Marit-Solveig Seidenkrantz, Ioanna Bouloubassi, Myriam Khodri, Sabine Schmidt, Jesper V. Olsen, Juliette Mignot, Antoon Kuijpers, Marion Benetti, Marie-Alexandrine Sicre, Ullah Ezat, Guillaume Massé, Kaarina Weckström, Biogéochimie-Traceurs-Paléoclimat (BTP), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Paléocéanographie (PALEOCEAN), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Takuvik Joint International Laboratory ULAVAL-CNRS, Université Laval [Québec] (ULaval)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Geological Survey of Denmark and Greenland (GEUS), Aarhus University [Aarhus], Université Laval [Québec] (ULaval)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Takuvik Joint ULaval/CNRS Laboratory, and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laval University [Québec]
Subjects: Alkenone, ALKENONES, [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Labrador Sea, DIATOM EVIDENCE, WEST GREENLAND, Geochemistry and Petrology, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, CLIMATE VARIABILITY, MILLENNIUM, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), 14. Life underwater, temperature proxy, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, ocean variability, SEA, Anomaly (natural sciences), Global warming, North Atlantic Deep Water, LATE-HOLOCENE, NORTH-ATLANTIC OSCILLATION, RECORD, Northern Annular Mode, Newfoundland, Gulf Stream, Current (stream), Geophysics, Oceanography, Arctic oscillation, last millennia, PAST 1500 YEARS, 13. Climate action, Space and Planetary Science, [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, Climatology, Period (geology), Geology
Abstract: The ice-loaded Labrador Current (LC) is an important component of the western North Atlantic circulation that influences the position and strength of the northern limb of the North Atlantic Current (NAC). This flow of cold and fresh Polar Waters originating from the Arctic has a marked impact on the North Atlantic climate, yet little is known about its variability beyond the instrumental period. In this study, we present the first sub-decadal alkenone-based 2000-year long sea-surface temperature (SST) records from the western Labrador Sea, a climatically crucial region at the boundary between the LC and the NAC. Our results show a clear link between the LC strength and the Northern Annular Mode (NAM), with a stronger NAM and a more vigorous LC during the Medieval Climate Anomaly (MCA). This suggests enhanced LC activity upon future global warming with implications for the Atlantic meridional overturning circulation (AMOC). (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.
Published: 2014

31. Bidecadal North Atlantic ocean circulation variability controlled by timing of volcanic eruptions

Author: Didier Swingedouw, Pablo Ortega, Juliette Mignot, Eric Guilyardi, Myriam Khodri, Valérie Masson-Delmotte, Butler, Paul G., Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Subjects: [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph]
Abstract: International audience; Understanding the mechanisms driving Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) decadal variability is critical for climate predictability in the Northern Hemisphere. North Atlantic paleoclimate proxy records exhibit bidecadal ocean climate variability but the climate impacts of this variability remains poorly understood. Here we show that the subset of CMIP5 historical simulations that produce such bidecadal variability exhibit a robust maximum in AMOC strength 15 years after the 1963 Agung eruption, followed by a second maximum in the 1990s, both due to triggering of a bidecadal cycle. The mechanisms at play involve salinity advection from lower latitudes and explain the timing of Great Salinity Anomalies in the North Atlantic in the 1970s and 1990s, which preceded the AMOC maxima. Ensemble simulations as well as Greenland and Iceland paleoclimate records support the triggering of bidecadal cycles following five Agung-like volcanic eruptions during the last millennium. Over the last decades, climate simulations and a conceptual model reveal interference patterns associated with the timing of subsequent volcanic eruptions. Destructive interference caused by the Pinatubo 1991 eruption may have led to a stable AMOC in the 2000s. It is shown that the response to volcanoes account for about 60% of AMOC decadal variability during the 1975-2005 period. Our results imply a long-lasting impact of volcanic eruptions on AMOC, North Atlantic circulation and climate, and a potentially significant multi-decadal predictability following the next large volcanic eruption.
Published: 2014

32. Erratum to: Initialisation and predictability of the AMOC over the last 50 years in a climate model

Author: Didier Swingedouw, Juliette Mignot, Sonia Labetoulle, Gurvan Madec, Eric Guilyardi, Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique (CERFACS), Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nucleus for European Modeling of the Ocean (NEMO R&D ), CERFACS, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Subjects: 010506 paleontology, Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], 01 natural sciences, Time frame, 13. Climate action, Climatology, Climate sensitivity, Climate model, Predictability, Geology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: In Fig. 3 of the published version, the heat content was integrated down the 200 m only in the model simulations, thereby biasing the comparison with the data, which are themselves integrated down to 700 m. The new figure shows the heat content integrated down to 700 m both in the simulations and in the data. This correction generally improves the comparison of the model simulations with the observations of heat content for the most recent period, especially in the Atlantic basin. The corrected numbers in section 3.1, concerning the computed trends for global heat content from Fig. 3 for the period 1955–2005, are 113.1 TW (r = 0.98) in the nudged simulations and of 129.5 TW (r = 0.84) in the historical simulations as compared to the trend of 69.5 TW (unchanged, r = 0.70) in the data. The agreement is therefore lower over this time period than suggested in the published version, but it increases if computed over the more recent time frame 1970–2005 with 115.5 TW (r = 0.96) in the nudged simulations, 189.0 TW (r = 0.96) in the historical simulations and 108.6 TW (r = 0.83) in the data. While the historical simulations still overestimates the heat content trend over this last time period, which could be related to the too large climate sensitivity in IPSL-CM5A-LR (Dufresne et al., this issue), the nudging leads the heat content to be closer to the observations. We believe that this error may not modify the main messages of the paper, which are more related to the impact of volcanoes on the AMOC.
Published: 2014

33. Multiyear predictability of tropical marine productivity

Author: Eric Guilyardi, Juliette Mignot, Marion Gehlen, Roland Séférian, Didier Swingedouw, Jérôme Servonnat, Laurent Bopp, Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Modelling the Earth Response to Multiple Anthropogenic Interactions and Dynamics (MERMAID), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Processus de la variabilité climatique tropicale et impacts (PARVATI), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Subjects: 0106 biological sciences, Marine conservation, Biogeochemical cycle, Aquatic Organisms, Food Chain, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Climate Change, forecast, Fisheries, Climate change, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], 01 natural sciences, Models, Biological, Carbon Cycle, marine biogeochemistry, Tropical climate, Animals, Marine ecosystem, Computer Simulation, Seawater, 14. Life underwater, Predictability, Ecosystem, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, ecosystem management, Analysis of Variance, Tropical Climate, Multidisciplinary, Pacific Ocean, 010604 marine biology & hydrobiology, Temperature, 15. Life on land, 16. Peace & justice, Sea surface temperature, Productivity (ecology), 13. Climate action, Climatology, Phytoplankton, Physical Sciences, Environmental science, Forecasting
Abstract: With the emergence of decadal predictability simulations, research toward forecasting variations of the climate system now covers a large range of timescales. However, assessment of the capacity to predict natural variations of relevant biogeochemical variables like carbon fluxes, pH, or marine primary productivity remains unexplored. Among these, the net primary productivity (NPP) is of particular relevance in a forecasting perspective. Indeed, in regions like the tropical Pacific (30 degrees N-30 degrees S), NPP exhibits natural fluctuations at interannual to decadal timescales that have large impacts on marine ecosystems and fisheries. Here, we investigate predictions of NPP variations over the last decades (i.e., from 1997 to 2011) with an Earth system model within the tropical Pacific. Results suggest a predictive skill for NPP of 3 y, which is higher than that of sea surface temperature (1 y). We attribute the higher predictability of NPP to the poleward advection of nutrient anomalies (nitrate and iron), which sustain fluctuations in phytoplankton productivity over several years. These results open previously unidentified perspectives to the development of science-based management approaches to marine resources relying on integrated physical-biogeochemical forecasting systems.
Published: 2014

34. Presentation and analysis of the IPSL and CNRM climate models used in CMIP5

Author: Juliette Mignot, Sandrine Bony, Variabilité climatique tropicale et globale (VARCLIM), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Département des Géosciences - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-École polytechnique (X)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)
Subjects: Atmospheric Science, Coupled model intercomparison project, Engineering, 010504 meteorology & atmospheric sciences, business.industry, [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], media_common.quotation_subject, 0207 environmental engineering, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Presentation, Work (electrical), 13. Climate action, Regional studies, Climatology, Regional science, Climate model, Climate response, 020701 environmental engineering, business, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, media_common
Abstract: After several years of development, the French IPSL and CNRM-CERFACS modelling groups are presenting to the international scientific community the climate simulations they have prepared as part of the 5th Phase of the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5). The following set of manuscripts provides a detailed description and evaluation of the coupled models and of their individual components. It also presents an analysis of the simulations in terms of internal climate variability, climate response to natural and anthropogenic forcings, physical, chemical and biogeochemical feedbacks, and regional studies. This work benefitted tremendously from the national INSU/LEFE ‘‘MissTerre’’ project (P.I. P. Braconnot and S. Planton) which aims at strengthening collaborations among the French research teams involved in climate modeling. Several workshops and substantial data and expertise exchanges has been possible thanks to this project. This joint Special Issue analyzing simulations from the two models is one of the main results of this collaboration. This work was also supported by other national and international projects cited in the relevant articles. This work was made possible thanks to the High-Performance Computing resources of CCRT and IDRIS made available by GENCI (Grand Equipement National de Calcul Intensif), CEA (Commissariat a l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives) and CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique) and thanks to Meteo-France computing facility. More information about the IPSL-CM5 and CNRMCM5 climate models can be found at: http://icmc.ipsl.fr/ and at http://www.cnrm.meteo.fr/cmip5/, respectively. We are most grateful to the many people from the IPSL Climate Modelling Centre, CNRM and CERFACS who made possible the production, the preparation and the distribution of the IPSL-CM5 and CNRM-CM5 model results. This special collection was coordinated by Juliette Mignot and Sandrine Bony
Published: 2013

35. Decadal predictability of the Atlantic meridional overturning circulation and climate in the IPSL-CM5A-LR model

Author: Eric Guilyardi, Didier Swingedouw, Sonia Labetoulle, Aurélie Persechino, Juliette Mignot, Variabilité climatique tropicale et globale (VARCLIM), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), and Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)
Subjects: Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Decadal climate predictability, [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Atlantic meridional overturning circulation, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Subtropics, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, 13. Climate action, Climatology, Environmental science, Nordic Seas, 14. Life underwater, Precipitation, Ocean and climate dynamics, Predictability, Diagnostic and prognostic potential predictability, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: International audience; This study explores the decadal potential predictability of the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) as represented in the IPSL-CM5A-LR model, along with the predictability of associated oceanic and atmospheric fields. Using a 1000-year control run, we analyze the prognostic potential predictability (PPP) of the AMOC through ensembles of simulations with perturbed initial conditions. Based on a measure of the ensemble spread, the modelled AMOC has an average predictive skill of 8 years, with some degree of dependence on the AMOC initial state. Diagnostic potential predictability of surface temperature and precipitation is also identified in the control run and compared to the PPP. Both approaches clearly bring out the same regions exhibiting the highest predictive skill. Generally, surface temperature has the highest skill up to 2 decades in the far North Atlantic ocean. There are also weak signals over a few oceanic areas in the tropics and subtropics. Predictability over land is restricted to the coastal areas bordering oceanic predictable regions. Potential predictability at interannual and longer timescales is largely absent for precipitation in spite of weak signals identified mainly in the Nordic Seas. Regions of weak signals show some dependence on AMOC initial state. All the identified regions are closely linked to decadal AMOC fluctuations suggesting that the potential predictability of climate arises from the mechanisms controlling these fluctuations. Evidence for dependence on AMOC initial state also suggests that studying skills from case studies may prove more useful to understand predictability mechanisms than computing average skill from numerous start dates.
Published: 2013

36. Presentation and analysis of the IPSL and CNRM climate models used in CMIP5

Author: Didier Swingedouw, Juliette Mignot, Gurvan Madec, Eric Guilyardi, Sonia Labetoulle, Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique (CERFACS), CERFACS, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Variabilité climatique tropicale et globale (VARCLIM), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ingéneurie et calcul scientifique (INCAS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Subjects: Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Atlantic meridional overturning circulation, Hindcast, Forecast skill, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Mount Agung, Tropical Atlantic, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Ocean dynamics, Ocean gyre, Predictability, Volcanic eruptions, 0105 earth and related environmental sciences, overturning circulation, geography, geography.geographical_feature_category, Sea surface temperature, 13. Climate action, North Atlantic oscillation, Climatology, Decadal climate prediction, Climate model, Geology, Atlantic meridional
Abstract: International audience; The mechanisms involved in Atlantic meridional overturning circulation (AMOC) decadal variability and predictability over the last 50 years are analysed in the IPSL-CM5A-LR model using historical and initialised simulations. The initialisation procedure only uses nudging towards sea surface temperature anomalies with a physically based restoring coefficient. When compared to two independent AMOC reconstructions, both the historical and nudged ensemble simulations exhibit skill at reproducing AMOC variations from 1977 onwards, and in particular two maxima occurring respectively around 1978 and 1997. We argue that one source of skill is related to the large Mount Agung volcanic eruption starting in 1963, which reset an internal 20-year variability cycle in the North Atlantic in the model. This cycle involves the East Greenland Current intensity, and advection of active tracers along the subpolar gyre, which leads to an AMOC maximum around 15 years after the Mount Agung eruption. The 1997 maximum occurs approximately 20 years after the former one. The nudged simulations better reproduce this second maximum than the historical simulations. This is due to the initialisation of a cooling of the convection sites in the 1980s under the effect of a persistent North Atlantic oscillation (NAO) positive phase, a feature not captured in the historical simulations. Hence we argue that the 20-year cycle excited by the 1963 Mount Agung eruption together with the NAO forcing both contributed to the 1990s AMOC maximum. These results support the existence of a 20-year cycle in the North Atlantic in the observations. Hindcasts following the CMIP5 protocol are launched from a nudged simulation every 5 years for the 1960-2005 period. They exhibit significant correlation skill score as compared to an independent reconstruction of the AMOC from 4-year lead-time average. This encouraging result is accompanied by increased correlation skills in reproducing the observed 2-m air temperature in the bordering regions of the North Atlantic as compared to non-initialized simulations. To a lesser extent, predicted precipitation tends to correlate with the nudged simulation in the tropical Atlantic. We argue that this skill is due to the initialisation and predictability of the AMOC in the present prediction system. The mechanisms evidenced here support the idea of volcanic eruptions as a pacemaker for internal variability of the AMOC. Together with the existence of a 20-year cycle in the North Atlantic they propose a novel and complementary explanation for the AMOC variations over the last 50 years.
Published: 2013

37. Variability of the Atlantic meridional overturning circulation in the last millennium and two IPCC scenarios

Author: Juliette Mignot, Fidel González-Rouco, Stephanie Legutke, Marisa Montoya, Pablo Ortega, Variabilité climatique tropicale et globale (VARCLIM), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Subjects: Convection, Forced millennial simulations, Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Atlantic meridional overturning circulation, Context (language use), [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Forcing (mathematics), Radiative forcing, 010502 geochemistry & geophysics, Solar irradiance, Atmospheric sciences, 01 natural sciences, Atmosphere, 13. Climate action, North Atlantic oscillation, Climatology, Ekman transport, Environmental science, Multidecadal variability, Future climate change, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: International audience; The variability of the Atlantic meridional overturning circulation (AMOC) is investigated in several climate simulations with the ECHO-G atmosphere-ocean general circulation model, including two forced integrations of the last millennium, one millennial-long control run, and two future scenario simulations of the twenty-first century. This constitutes a new framework in which the AMOC response to future climate change conditions is addressed in the context of both its past evolution and its natural variability. The main mechanisms responsible for the AMOC variability at interannual and multidecadal time scales are described. At high frequencies, the AMOC is directly responding to local changes in the Ekman transport, associated with three modes of climate variability: El Niño-Southern Oscillation (ENSO), the North Atlantic Oscillation (NAO), and the East Atlantic (EA) pattern. At low frequencies, the AMOC is largely controlled by convection activity south of Greenland. Again, the atmosphere is found to play a leading role in these variations. Positive anomalies of convection are preceded in 1 year by intensified zonal winds, associated in the forced runs to a positive NAO-like pattern. Finally, the sensitivity of the AMOC to three different forcing factors is investigated. The major impact is associated with increasing greenhouse gases, given their strong and persistent radiative forcing. Starting in the Industrial Era and continuing in the future scenarios, the AMOC experiences a final decrease of up to 40% with respect to the preindustrial average. Also, a weak but significant AMOC strengthening is found in response to the major volcanic eruptions, which produce colder and saltier surface conditions over the main convection regions. In contrast, no meaningful impact of the solar forcing on the AMOC is observed. Indeed, solar irradiance only affects convection in the Nordic Seas, with a marginal contribution to the AMOC variability in the ECHO-G runs.
Published: 2012

38. Comment on 'Multiyear Prediction of Monthly Mean Atlantic Meridional Overturning Circulation at 26.5 N'

Author: Juliette Mignot, Anthony Rosati, Rong Zhang, Alicia Karspeck, Jon Robson, Rym Msadek, Thomas L. Delworth, Eric Guilyardi, Ed Hawkins, Keith W. Dixon, Gabriel A. Vecchi, NOAA Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL), National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), NCAS-Climate [Reading], Department of Meteorology [Reading], University of Reading (UOR)-University of Reading (UOR), University of Reading (UOR), Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), and Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)
Subjects: 040101 forestry, Multidisciplinary, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Meteorology, Climatology, 0401 agriculture, forestry, and fisheries, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], 04 agricultural and veterinary sciences, 01 natural sciences, Geology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: Matei et al . (Reports, 6 January 2012, p. 76) claim to show skillful multiyear predictions of the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC). However, these claims are not justified, primarily because the predictions of AMOC transport do not outperform simple reference forecasts based on climatological annual cycles. Accordingly, there is no justification for the “confident” prediction of a stable AMOC through 2014.
Published: 2012

39. Volcanic impact on the Atlantic ocean over the last millennium

Author: Myriam Khodri, Juliette Mignot, Claude Frankignoul, Jérôme Servonnat, Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Modelling the Earth Response to Multiple Anthropogenic Interactions and Dynamics (MERMAID), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), CNRS-INSU, and Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], Stratigraphy, lcsh:Environmental protection, Wind stress, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Subtropics, Solar irradiance, Atmospheric sciences, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Latitude, lcsh:Environmental pollution, lcsh:TD169-171.8, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, lcsh:Environmental sciences, 0105 earth and related environmental sciences, lcsh:GE1-350, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Global and Planetary Change, geography, geography.geographical_feature_category, Paleontology, Radiative forcing, Volcano, 13. Climate action, Climatology, Greenhouse gas, lcsh:TD172-193.5, Climate model, Geology
Abstract: The oceanic response to volcanic eruptions over the last 1000 years is investigated with a focus on the North Atlantic Ocean, using a fully coupled AOGCM forced by a realistic time series of volcanic eruptions, total solar irradiance (TSI) and atmospheric greenhouse gases concentration. The model simulates little response to TSI variations but a strong and long-lasting thermal and dynamical oceanic adjustment to volcanic forcing, which is shown to be a function of the time period of the volcanic eruptions, probably due to their different seasonality. The thermal response consists of a fast tropical cooling due to the radiative forcing by the volcanic eruptions, followed by a penetration of this cooling in the subtropical ocean interior one to five years after the eruption, and propagation of the anomalies toward the high latitudes. The oceanic circulation first adjusts rapidly to low latitude anomalous wind stress induced by the strong cooling. The Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) shows a significant intensification 5 to 10 years after the eruptions of the period post-1400 AD, in response to anomalous atmospheric momentum forcing, and a slight weakening in the following decade. In response to the stronger eruptions occurring between 1100 and 1300, the AMOC shows no intensification and a stronger reduction after 10 years. This study thus stresses the diversity of AMOC response to volcanic eruptions in climate models and tentatively points to an important role of the seasonality of the eruptions.
Published: 2011

40. Links between the Southern Annular Mode and the Atlantic Meridional Overturning Circulation in a Climate Model

Author: Claude Frankignoul, Camille Marini, Juliette Mignot, Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Subjects: Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Atmospheric circulation, Meridional overturning circulation, 0207 environmental engineering, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Climate models, 14. Life underwater, 020701 environmental engineering, Southern Hemisphere, Atlantic Ocean, 0105 earth and related environmental sciences, [PHYS.PHYS.PHYS-AO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atmospheric and Oceanic Physics [physics.ao-ph], Annular mode, Ocean current, Westerlies, Shutdown of thermohaline circulation, 13. Climate action, Climatology, Thermohaline circulation, Climate model, Antarctic oscillation, ENSO, Geology
Abstract: The links between the atmospheric southern annular mode (SAM), the Southern Ocean, and the Atlantic meridional overturning circulation (AMOC) at interannual to multidecadal time scales are investigated in a 500-yr control integration of the L’Institut Pierre-Simon Laplace Coupled Model, version 4 (IPSL CM4) climate model. The Antarctic Circumpolar Current, as described by its transport through the Drake Passage, is well correlated with the SAM at the yearly time scale, reflecting that an intensification of the westerlies south of 45°S leads to its acceleration. Also in phase with a positive SAM, the global meridional overturning circulation is modified in the Southern Hemisphere, primarily reflecting a forced barotropic response. In the model, the AMOC and the SAM are linked at several time scales. An intensification of the AMOC lags a positive SAM by about 8 yr. This is due to a correlation between the SAM and the atmospheric circulation in the northern North Atlantic that reflects a symmetric ENSO influence on the two hemispheres, as well as an independent, delayed interhemispheric link driven by the SAM. Both effects lead to an intensification of the subpolar gyre and, by salinity advection, increased deep convection and a stronger AMOC. A slower oceanic link between the SAM and the AMOC is found at a multidecadal time scale. Salinity anomalies generated by the SAM enter the South Atlantic from the Drake Passage and, more importantly, the Indian Ocean; they propagate northward, eventually reaching the northern North Atlantic where, for a positive SAM, they decrease the vertical stratification and thus increase the AMOC.
Published: 2011

41. Key features of the IPSL ocean atmosphere model and its sensitivity to atmospheric resolution

Author: Hugues Goosse, Francis Codron, Didier Swingedouw, Abderrahmane Idelkadi, Frédéric Hourdin, Juliette Mignot, Jean-Louis Dufresne, Gurvan Madec, Patricia Cadule, Sébastien Denvil, Pascale Braconnot, Olivier Marti, Arnaud Caubel, Eric Guilyardi, Nathalie de Noblet, Patrick Brockmann, Masa Kageyama, Thierry Fichefet, Sandrine Bony, Laurent Fairhead, Rachid Benshila, Marie-Alice Foujols, Gerhard Krinner, Jean-Yves Grandpeix, Claude Talandier, Ionela Musat, Jacques Bellier, Pierre Friedlingstein, Claire Levy, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X), Institut d'Astronomie et de Géophysique Georges Lemaître (UCL-ASTR), Université Catholique de Louvain (UCL), CLIPS, Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique (CERFACS), CERFACS, Contribution to the European project ENSEMBLES (Project no. GOCE-CT-2003-505539) and to the French project MissTerre (LEFE-EVE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Modelling the Earth Response to Multiple Anthropogenic Interactions and Dynamics (MERMAID), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-École polytechnique (X)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Calcul Scientifique (CALCULS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Extrèmes : Statistiques, Impacts et Régionalisation (ESTIMR), Université Catholique de Louvain = Catholic University of Louvain (UCL), Modélisation du climat (CLIM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), and Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Simulations, Ocean, Atmospheric Science, North-Atlantic oscillation, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Climate, Storm-tracks, Atmospheric model, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Atmosphere, Coupling, Paleoclimatology, [SDU.STU.GL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Glaciology, El NinoSouthern oscillation, Image resolution, 0105 earth and related environmental sciences, Oscillation, El Niño/Southern oscillation, Coupling (physics), Circulation, 13. Climate action, North Atlantic oscillation, Climatology, Environmental science, Climate model, Resolution
Abstract: International audience; This paper presents the major characteristics of the Institut Pierre Simon Laplace (IPSL) coupled ocean-atmosphere general circulation model. The model components and the coupling methodology are described, as well as the main characteristics of the climatology and interannual variability. The model results of the standard version used for IPCC climate projections, and for intercomparison projects like the Paleoclimate Modeling Intercomparison Project (PMIP 2) are compared to those with a higher resolution in the atmosphere. A focus on the North Atlantic and on the tropics is used to address the impact of the atmosphere resolution on processes and feedbacks. In the North Atlantic, the resolution change leads to an improved representation of the storm-tracks and the North Atlantic oscillation. The better representation of the wind structure increases the northward salt transports, the deep-water formation and the Atlantic meridional overturning circulation. In the tropics, the ocean-atmosphere dynamical coupling, or Bjerknes feedback, improves with the resolution. The amplitude of ENSO (El Niño-Southern oscillation) consequently increases, as the damping processes are left unchanged.
Published: 2010

42. Impact of Freshwater Release in the North Atlantic under Different Climate Conditions in an OAGCM

Author: Pascale Braconnot, Eloi Mosquet, Masa Kageyama, Ramdane Alkama, Juliette Mignot, Didier Swingedouw, Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique (CERFACS), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Modelling the Earth Response to Multiple Anthropogenic Interactions and Dynamics (MERMAID), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Modélisation du climat (CLIM), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-05-BLAN-0312,PICC(2005), ANR-05-BLAN-0310,IDEGLACE,Impact de Décharges d'Eau douce provenant de la GLace continentale sur le Climat Européen et méditerranéen(2005), CERFACS, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), and Météo France-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Atmospheric Science, geography, geography.geographical_feature_category, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], Greenland ice sheet, Last Glacial Maximum, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Iceberg, Oceanography, 13. Climate action, Climatology, Interglacial, Thermohaline circulation, Glacial period, Ice sheet, Meltwater, Geology, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: The response of climate to freshwater input in the North Atlantic (NA) has raised a lot of concern about the issue of climate stability since the discovery of abrupt coolings during the last glacial period. Such coolings have usually been related to a weakening of the Atlantic meridional overturning circulation (AMOC), probably associated with massive iceberg surges or meltwater pulses. Additionally, the recent increase in greenhouse gases in the atmosphere has also raised the possibility of a melting of the Greenland ice sheet, which may impact the future AMOC, and thereby the climate. In this study, the extent to which the mean climate influences the freshwater release linked to ice sheet melting in the NA and the associated climatic response is explored. For this purpose the simulations of several climatic states [last interglacial, Last Glacial Maximum, mid-Holocene, preindustrial, and future (2 × CO2)] are considered, and the climatic response to a freshwater input computed interactively according to a surface heat flux budget over the ice sheets is analyzed. It is shown that the AMOC response is not linear with the freshwater input and depends on the mean climate state. The climatic responses to these different AMOC changes share qualitative similarities for the general picture, notably a cooling in the Northern Hemisphere and a southward shift of the intertropical convergence zone (ITCZ) in the Atlantic and across the Panama Isthmus. The cooling in the Northern Hemisphere is related to the sea ice cover response, which strongly depends on the responses of the atmospheric circulation, the local oceanic heat transport, and the density threshold of the oceanic convection sites. These feedbacks and the magnitude of temperature and precipitation changes outside the North Atlantic depend on the mean climate.
Published: 2009

43. Sensitivity of the Atlantic Ocean circulation to a hydraulic overflow parameterisation in a coarse resolution model: Response of the subpolar gyre

Author: Juliette Mignot, Anders Levermann, Andreas Born, Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Subjects: Atmospheric Science, Water mass, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], Baroclinity, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Forcing (mathematics), Oceanography, 01 natural sciences, Ocean gyre, Computer Science (miscellaneous), 14. Life underwater, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, geography, geography.geographical_feature_category, 010505 oceanography, North Atlantic Deep Water, Ocean current, Institut für Physik und Astronomie, Geotechnical Engineering and Engineering Geology, Shutdown of thermohaline circulation, 13. Climate action, Climatology, Climate model, Geology
Abstract: We investigate the sensitivity of a coarse resolution coupled climate model to the representation of the overflows over the Greenland–Scotland ridge. This class of models suffers from a poor representation of the water mass exchange between the Nordic Seas and the North Atlantic, a crucial part of the large-scale oceanic circulation. We revisit the explicit representation of the overflows using a parameterisation by hydraulic constraints and compare it with the enhancement of the overflow transport by artificially deepened passages over the Greenland–Scotland ridge, a common practice in coarse resolution models. Both configurations increase deep water formation in the Nordic Seas and represent the large-scale dynamics of the Atlantic realistically in contrast to a third model version with realistic sill depths but without the explicit overflow transport. The comparison of the hydrography suggests that for the unperturbed equilibrium the Nordic Seas are better represented with the parameterised overflows. As in previous studies, we do not find a stabilising effect of the overflow parameterisation on the Atlantic meridional overturning circulation but merely on the overflow transport. As a consequence the surface air temperature in the Nordic Seas is less sensitive to anomalous surface fresh water forcing. Special attention is paid to changes in the subpolar gyre circulation. We find it sensitive to the overflow transport and the density of these water masses through baroclinic adjustments. The analysis of the governing equations confirms the presence of positive feedbacks inherent to the subpolar gyre and allows us to isolate the influence of the overflows on its dynamics.
Published: 2009

44. On the porosity of barrier layers

Author: C. de Boyer Montégut, Matthias Tomczak, Juliette Mignot, Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and CNRS-INSU
Subjects: lcsh:GE1-350, Pycnocline, 010504 meteorology & atmospheric sciences, 010505 oceanography, Intertropical Convergence Zone, lcsh:Geography. Anthropology. Recreation, Mesoscale meteorology, Stratification (water), 01 natural sciences, Boundary current, Barrier layer, lcsh:G, 13. Climate action, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Climatology, 14. Life underwater, Maxima, Thermocline, Geomorphology, lcsh:Environmental sciences, Geology, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: Barrier layers are defined as the layer between the pycnocline and the thermocline when the latter are different as a result of salinity stratification. We present a revisited 2-degree resolution global climatology of monthly mean oceanic Barrier Layer (BL) thickness first proposed by de Boyer Montégut et al. (2007). In addition to using an extended data set, we present a modified computation method that addresses the observed porosity of BLs. We name porosity the fact that barrier layers distribution can, in some areas, be very uneven regarding the space and time scales that are considered. This implies an intermittent alteration of air-sea exchanges by the BL. Therefore, it may have important consequences for the climatic impact of BLs. Differences between the two computation methods are small for robust BLs that are formed by large-scale processes. However, the former approach can significantly underestimate the thickness of short and/or localized barrier layers. This is especially the case for barrier layers formed by mesoscale mechanisms (under the intertropical convergence zone for example and along western boundary currents) and equatorward of the sea surface salinity subtropical maxima. Complete characterisation of regional BL dynamics therefore requires a description of the robustness of BL distribution to assess the overall impact of BLs on the process of heat exchange between the ocean interior and the atmosphere.
Published: 2009

45. Atlantic Subsurface Temperatures: Response to a Shutdown of the Overturning Circulation and Consequences for Its Recovery

Author: Juliette Mignot, Anders Levermann, Andrey Ganopolski, and Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK)
Subjects: Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], Ocean current, North Atlantic Deep Water, Halocline, Global change, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Forcing (mathematics), 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Oceanography, 13. Climate action, Climatology, Thermohaline circulation, Climate model, Subsurface flow, Geology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: Using the coupled climate model of intermediate complexity, CLIMBER-3α, changes in the vertical thermal structure associated with a shutdown of the Atlantic meridional overturning circulation (AMOC) are investigated. When North Atlantic Deep Water formation is inhibited by anomalous freshwater forcing, intermediate depth ventilation can remain active and cool the subsurface water masses (i.e., the “cold case”). However, if intermediate ventilation is completely suppressed, relatively warm water coming from the south penetrates to a high northern latitude beneath the halocline and induces a strong vertical temperature inversion between the surface and intermediate depth (i.e., the “warm case”). Both types of temperature anomalies emerge within the first decade after the beginning of the freshwater perturbation. The sign of subsurface temperature anomaly has a strong implication for the recovery of the AMOC once the anomalous freshwater forcing is removed. While the AMOC recovers from the cold case on centennial time scales, the recovery is much more rapid (decadal time scales) when ventilation is completely suppressed and intermediate depths are anomalously warm. This is explained by a more rapid destabilization of the water column after cessation of the anomalous flux due to a strong vertical temperature inversion. A suite of sensitivity experiments with varying strength and duration of the freshwater perturbation and a larger value of background vertical diffusivity demonstrate robustness of the phenomenon. Implications of the simulated subsurface temperature response to the shutdown of the AMOC for future climate and abrupt climate changes of the past are discussed.
Published: 2007

46. The role of Northern Sea ice cover for the weakening of the thermohaline circulation under global warming

Author: Susanne Nawrath, Juliette Mignot, Anders Levermann, Stefan Rahmstorf, Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
Subjects: Arctic sea ice decline, Atmospheric Science, geography, geography.geographical_feature_category, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], Global warming, Ice-albedo feedback, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Arctic ice pack, Shutdown of thermohaline circulation, 13. Climate action, Climatology, Sea ice, Environmental science, Cryosphere, Thermohaline circulation, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: An increase in atmospheric CO2 concentration and the resulting global warming are typically associated with a weakening of the thermohaline circulation (THC) in model scenarios. For the models participating in the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP), this weakening shows a significant (r = 0.62) dependence on the initial THC strength; it is stronger for initially strong overturning. The authors propose a physical mechanism for this phenomenon based on an analysis of additional simulations with the coupled climate models CLIMBER-2 and CLIMBER-3α. The mechanism is based on the fact that sea ice cover greatly reduces heat loss from the ocean. The extent of sea ice is strongly influenced by the near-surface atmospheric temperature (SAT) in the North Atlantic but also by the strength of the THC itself, which transports heat to the convection sites. Consequently, sea ice tends to extend farther south for weaker THC. Initially larger sea ice cover responds more strongly to atmospheric warming; thus, sea ice retreats more strongly for an initially weaker THC. This sea ice retreat tends to strengthen (i.e., stabilize) the THC because the sea ice retreat allows more oceanic heat loss. This stabilizing effect is stronger for runs with weak initial THC and extensive sea ice cover. Therefore, an initially weak THC weakens less under global warming. In contrast to preindustrial climate, sea ice melting presently plays the role of an external forcing with respect to THC stability.
Published: 2007

47. A decomposition of the Atlantic Meridional Overturning Circulation into physical components using its sensitivity to vertical diffusivity

Author: Alexa Griesel, Anders Levermann, Juliette Mignot, Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Subjects: [PHYS.PHYS.PHYS-AO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atmospheric and Oceanic Physics [physics.ao-ph], 010504 meteorology & atmospheric sciences, 010505 oceanography, Advection, Ocean current, North Atlantic Deep Water, Flux, Oceanography, Atmospheric sciences, 01 natural sciences, Physics::Geophysics, 13. Climate action, Climatology, Ridge (meteorology), Upwelling, Thermohaline circulation, 14. Life underwater, Diffusion (business), Geology, Physics::Atmospheric and Oceanic Physics, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: The sensitivity of the Atlantic Ocean meridional overturning circulation to the vertical diffusion coefficient κ in the global coupled atmosphere–ocean–sea ice model CLIMBER-3α is investigated. An important feature of the three-dimensional ocean model is its low-diffusive tracer advection scheme. The strength Mmax of the Atlantic overturning is decomposed into three components: 1) the flow MS exported southward at 30°S, 2) the large-scale upward flow that balances vertical diffusion in the Atlantic, and 3) a wind-dependent upwelling flux Wbound along the Atlantic boundaries that is not due to vertical diffusion. The export of water at 30°S varies only weakly with κ, but is strongly correlated with the strength of the overflow over the Greenland–Scotland ridge. The location of deep convection is found to be mixing dependent such that a shift from the Nordic seas to the Irminger Sea is detected for high values of κ. The ratio R = MS/Mmax gives a measure of the interhemispheric overturning efficiency and is found to decrease linearly with κ. The diffusion-induced upwelling in the Atlantic is mostly due to the uniform background value of κ while parameterization of enhanced mixing over rough topography and in stratified areas gives only a weak contribution to the overturning strength. It increases linearly with κ. This is consistent with the classic 2/3 scaling law only when taking the linear variation of the density difference to κ into account. The value of Wbound is roughly constant with κ but depends linearly on the wind stress strength in the North Atlantic. The pycnocline depth is not sensitive to changes in κ in the model used herein, and the results suggest that it is primarily set by the forcing of the Southern Ocean winds. The scaling of the total overturning strength with κ depends on the combined sensitivity of each of the terms to κ. In the range of background diffusivity values in which no switch in deep convection sites is detected, Mmax scales linearly with the vertical diffusivity. It is argued that scalings have, in general, to be interpreted with care because of the generally very small range of κ but also because of possible shifts in important physical processes such as deep convection location.
Published: 2006

48. Tropical versus high latitude freshwater influence on the Atlantic circulation

Author: Stefan Rahmstorf, Juliette Mignot, Anders Levermann, Heiko Goelzer, Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Subjects: Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Advection, [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], Ocean current, Perturbation (astronomy), [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Physics::Geophysics, Amplitude, 13. Climate action, Climatology, High latitude, Environmental science, Océanographie physique et chimique, Thermohaline circulation, Spatial variability, Climatologie, 14. Life underwater, Transient response, Physics::Atmospheric and Oceanic Physics, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: We investigate the model sensitivity of the Atlantic meridional overturning circulation (AMOC) to anomalous freshwater flux in the tropical and northern Atlantic. Forcing in both locations leads to the same qualitative response: a positive freshwater anomaly induces a weakening of the AMOC and a negative freshwater anomaly strengthens the AMOC. Strong differences arise in the temporal characteristics and amplitude of the response. The advection of the tropical anomaly up to the deep water formation area leads to a time delayed response compared to a northern forcing. Thus, in its transient response, the AMOC is less sensitive to a constant anomalous freshwater flux in the tropics than in the north. This difference decreases with time and practically vanishes in equilibrium with constant freshwater forcing. The equilibrium response of the AMOC shows a non-linear dependence on freshwater forcing in both locations, with a stronger sensitivity to positive freshwater forcing. As a consequence, competitive forcing in both regions is balanced when the negative forcing is about 1.5 times larger than the positive forcing. The relaxation time of the AMOC after termination of a freshwater perturbation depends significantly on the AMOC strength itself. A strong overturning exhibits a faster relaxation to its unperturbed state. By means of a set of complementary experiments (pulse-perturbations, constant and stochastic forcing) we quantify these effects and discuss the corresponding time scales and physical processes.
Published: 2006

49. The Variability of the Atlantic Meridional Overturning Circulation, the North Atlantic Oscillation, and the El Niño–Southern Oscillation in the Bergen Climate Model

Author: Juliette Mignot, Claude Frankignoul, Laboratoire d'océanographie dynamique et de climatologie (LODYC), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK)
Subjects: Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, 010505 oceanography, North Atlantic Deep Water, Ocean current, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, Forcing (mathematics), 01 natural sciences, Atmosphere, Atlantic Equatorial mode, Oceanography, Shutdown of thermohaline circulation, 13. Climate action, North Atlantic oscillation, Climatology, Climate model, 14. Life underwater, Geology, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: The link between the interannual to interdecadal variability of the Atlantic meridional overturning circulation (AMOC) and the atmospheric forcing is investigated using 200 yr of a control simulation of the Bergen Climate Model, where the mean circulation cell is rather realistic, as is also the location of deep convection in the northern North Atlantic. The AMOC variability has a slightly red frequency spectrum and is primarily forced by the atmosphere. The maximum value of the AMOC is mostly sensitive to the deep convection in the Irminger Sea, which it lags by about 5 yr. The latter is mostly forced by a succession of atmospheric patterns that induce anomalous northerly winds over the area. The impact of the North Atlantic Oscillation on deep convection in the Labrador and Greenland Seas is represented realistically, but its influence on the AMOC is limited to the interannual time scale and is primarily associated with wind forcing. The tropical Pacific shows a strong variability in the model, with too strong an influence on the North Atlantic. However, its influence on the tropical Atlantic is realistic. Based on lagged correlations and the release of fictitious Lagrangian drifters, the tropical Pacific seems to influence the AMOC with a time lag of about 40 yr. The mechanism is as follows: El Niño events induce positive sea surface salinity anomalies in the tropical Atlantic that are advected northward, circulate in the subtropical gyre, and then subduct. In the ocean interior, part of the salinity anomaly is advected along the North Atlantic current, eventually reaching the Irminger and Labrador Seas after about 35 yr where they destabilize the water column and favor deep convection.
Published: 2005

50. Interannual to interdecadal variability of sea surface salinity in the Atlantic and its link to the atmosphere in a coupled model

Author: Claude Frankignoul, Juliette Mignot, Laboratoire d'océanographie dynamique et de climatologie (LODYC), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Soil Science, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Forcing (mathematics), Aquatic Science, Oceanography, 01 natural sciences, Geostrophic current, Atmosphere, Geochemistry and Petrology, Ocean gyre, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), 14. Life underwater, 0105 earth and related environmental sciences, Earth-Surface Processes, Water Science and Technology, geography, geography.geographical_feature_category, Ecology, 010505 oceanography, Advection, Ocean current, Paleontology, Forestry, Geophysics, 13. Climate action, Space and Planetary Science, North Atlantic oscillation, Climatology, Climate model, Geology
Abstract: [1] The interannual to interdecadal variability of sea surface salinity (SSS) in the Atlantic is investigated using 200 years of a control simulation of the Bergen climate model. After verifying that the model behaves realistically, we show that most centers of SSS variability are located near the mouths of the main rivers of the basin. This variability is due primarily to anomalous runoff, except in the St. Lawrence area, and to anomalous Ekman and geostrophic currents, while fluctuations in the freshwater flux play a somewhat lesser role. Away from the coast, SSS variability is strong in the northern tropics, due largely to anomalous advection and freshwater exchanges. Regression analysis and a Lagrangian technique show that the SSS anomalies are advected by the mean oceanic circulation and can be followed along the gyres for several years. The link between SSS anomalies and the dominant modes of variability of the atmosphere is also investigated. The SSS response to the North Atlantic Oscillation (NAO) is dominated by relatively small scales that are forced by anomalous Ekman currents, but the relative influence of the large-scale freshwater fluxes increases at long timescales. The NAO-induced SSS anomalies are also strongly advected and distorted by the mean currents, so that their pattern at the interannual timescale only reflects in part that of the atmospheric forcing. The link between SSS anomalies and the East Atlantic pattern is similar.
Published: 2004

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