Doctorat (H/F) en modélisation des paléoclimats de l’Amazonie et de leur lien avec des changements

Description du Poste

Sujet De Thèse

Le bassin amazonien et sa forêt jouent un rôle central dans les cycles globaux de l’eau et du carbone. Les changements du climat et d'utilisation des terres en Amazonie pourraient entraîner un processus de dépérissement auto-entretenu de la forêt tropicale, dont l'étendue et la biodiversité dépendent des précipitations. En effet, une diminution des précipitations amazoniennes est projetée par les modèles climatiques pour la fin du siècle, diminution qui pourrait être encore amplifiée par le ralentissement de la circulation profonde Atlantique. Le cadre de cette thèse est le projet franco-brésilien AMACLIM (https://www.lsce.ipsl.fr/anr-fapesp-amaclim/) dont l’objectif est de mieux décrire et comprendre l’évolution conjointe du climat et de la végétation amazoniens à l’aide d’enregistrements paléoclimatiques sur les derniers cycles glaciaires-interglaciaires et de modèles planétaires de climat.
Les reconstructions paléoclimatiques permettent de décrire les changements hydroclimatiques naturels en Amazonie sous différents forçages. Les enregistrements existants mettent en évidence des variations passées de l’hydroclimat amazonien aux échelles de temps orbitales et millénaires sur les derniers 50 000 ans. De nombreuses questions demeurent, notamment sur les raisons de ces changements climatiques passés : impact des forçages du système climatique (insolation, variations de la composition de l’atmosphère en gaz à effet de serre), rôle de la circulation atmosphérique (Zone de Convergence Intertropicale, mousson Sud-Américaine), rôle des variations abruptes de la circulation méridienne de retournement Atlantique (en anglais AMOC pour « Atlantic Meridional Overturning Circulation). Le rôle de la rétroaction de la végétation sud-Américaine, et en particulier amazonienne, dans la dynamique du climat de cette région documentée à l’aide des enregistrements existants, reste également à déterminer. Celle-ci pourrait également être sensible à des modifications de l’apport des poussières en provenance du Sahara, lui-même modulé par les changements de circulation atmosphérique et les conditions de surface en Afrique de l’Ouest.
Cette thèse vise à améliorer la compréhension des variations climatiques sur le bassin amazonien en se basant sur la modélisation de plusieurs épisodes paléoclimatiques contrastés. Plusieurs types de simulations seront conduits et analysés :
- Des simulations les plus réalistes possibles pour le climat du dernier interglaciaire (il y a environ 127000 ans) et du Dernier Maximum Glaciaire (il y a environ 20000 ans), dans le cadre du projet PMIP (Paleoclimate Modelling Intercomparison Project – www.lsce.ipsl.fr – Kageyama et al. 2017), mais aussi d’épisodes de variations importantes de l’AMOC au cours du stade isotopique marin 3 (MIS3), suivant les travaux déjà réalisés par Ji-Woong Yang, co-encadrant de la thèse. Selon les avis de l’équipe AMACLIM, des simulations du climat de l’avant-dernier maximum glaciaire (MIS6) pourront aussi être envisagées. Ces simulations intègreront les forçages connus pour chacun de ces climats (insolation, teneur atmosphérique en gaz à effet de serre, présence de calottes glaciaires supplémentaires de l’hémisphère nord pour le Dernier Maximum Glaciaire), leur réalisme peut être évalué grâce aux enregistrements existants et nouvellement acquis au cours du projet AMACLIM. Une attention particulière sera portée sur la prise en compte de la variabilité climatique et des incertitudes des approches modèles et données pour ces comparaisons entre reconstructions climatiques et résultats de modèles.
- Des simulations de sensibilité, permettant de tester l’impact d’un seul forçage ou d’une rétroaction pour chacun des épisodes climatiques mentionnés ci-dessus. Seront en particulier examinés le rôle de la phénologie de la végétation, et celui de changements de couverts végétaux vis-à-vis des changements de précipitations et de circulation atmosphérique tropicale. La question sera d’examiner à quel point les changements de végétation amplifient ou non un changement de précipitation lié à un mécanisme grande échelle.
- La possibilité d’examiner la réponse et la rétroaction des aérosols, en particulier sahariens, pour ces différents climats et changements climatiques abrupts liés à des variations d’AMOC, reste ouverte pour la fin de la thèse.

Au cours de cette thèse, l’étudiant.e acquerra des compétences recherchées en modélisation du climat et de son évolution, en analyse de simulations climatiques et aura contribué à accroitre les connaissances sur les facteurs de changement du climat et de la végétation dans le bassin amazonien, en lien avec des modifications majeures du bilan énergétique planétaires et des circulations atmosphériques et océaniques.
Nous recherchons un.e étudiant.e dont le profil est le suivant :
- Master en météorologie, climatologie ou géosciences,
- Idéalement, expérience en analyse de gros jeux de données (par exemple avec le langage python),
- Appétence pour la recherche et les approches de modélisation,
- Aptitude à travailler en équipe, au LSCE, à l’IPSL, et au sein du projet AMACLIM,
- Aptitude pour la synthèse (veille bibliographie, résultats d’analyses) et le partage de résultats sous forme de présentation orale et écrite.
Les candidat.e.s sont priés de contacter les deux responsables scientifiques ci-dessous par mail en joignant leur CV et une lettre de motivation. La sélection se fera après un entretien oral avec les responsables scientifiques.

Votre Environnement de Travail

La thèse aura lieu au Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE), qui est une unité mixte de recherche (UMR 8212) du Commissariat à l’Énergie Atomique et aux énergies alternatives (CEA), du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) et de l’Université de Versailles Saint-Quentin en Yvelines (UVSQ), localisée sur le site CEA de l’Orme des Merisiers au cœur du campus de l’université Paris-Saclay. Il fait partie de l’Institut Pierre-Simon Laplace (IPSL). Le LSCE, qui regroupe plus de 350 chercheurs, doctorants, ingénieurs, techniciens et personnels administratifs, étudie les mécanismes passés, présents et futurs de l'évolution du climat et de l'environnement externe de la Terre, à l’aide d’observations et d’exercices de modélisation.
L’étudiant.e sera accueilli.e dans l’équipe CLIM (Modélisation du Climat, https://www.lsce.ipsl.fr/climat-cycles/clim/) dont la spécialité est l’étude, par la modélisation, des changements climatiques passés. Le modèle utilisé pour ces études sera le modèle de climat de l’IPSL (https://cmc.ipsl.fr/), dans sa version IPSLCM7 dont le développement est en cours et devrait abouti pour l’automne. L’étudiant sera amené, à travers les analyses des simulations PMIP7 et CMIP7, à participer aux analyses des résultats du modèle en vue du prochain rapport du GIEC.
La thèse est financée par le projet franco-brésilien (ANR-FAPESP) AMACLIM, qui vise à utiliser les changements climatiques interglaciaires et millénaires des derniers 220 000 ans comme expériences naturelles permettant de fournir la première vision intégrée des interactions atmosphère-terre-océan qui contrôlent les changements naturels du climat et de la végétation de l’Amazonie sous différents forçages climatiques des deux derniers cycles glaciaires. Ce projet fournit un environnement dynamique de travail associant une vingtaine de scientifiques et sept doctorants en France et au Brésil. Des liens étroits sont attendus avec une autre thèse de modélisation des paléoclimats basée au Brésil.
La thèse s’inscrit aussi dans le cadre d’une collaboration franco-brésilienne active en paléoclimatologie, tant au niveau de la modélisation que de la reconstruction des paléoclimats de l’Amérique du Sud tropicale (e.g. campagne océanographique commune AMARYLLIS-AMAGAS II, International Research Project SARAVA, projet CAPES-COFECUB), dont le.la doctorant.e bénéficiera directement.
Des séjours de recherche (allant jusqu’à quelques mois par an) de l’étudiant à l’Université de São Paulo (USP) et/ou à l’Université d’Etat de Rio de Janeiro (UERJ) au Brésil sont prévus au cours de la thèse.

Contraintes et risques

Pas de contraintes ou risques particuliers

Rémunération et avantages

Rémunération

La rémunération est d'un minimum de 2300,00 € mensuel

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

À propos de l’offre

À propos du CNRS

Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

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