Spatial and temporal variations in climate trends from borehole temperature data

Pickler, Carolyne (2017). « Spatial and temporal variations in climate trends from borehole temperature data » Thèse. Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Doctorat en sciences de l'environnement.

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Résumé

Nous avons étudié le régime thermique du sous-sol et déterminé les variations du climat passé en utilisant la méthode de reconstruction de l'histoire de la température à la surface du sol à partir de profils de température mesurés dans des forages. Cette thèse, divisée en trois chapitres sous forme d'articles scientifiques, porte sur la reconstitution de l'histoire des températures à la surface du sol dans l'est et le centre du Canada et au nord du Chili sur des échelles de temps allant du dernier cycle glaciaire aux 500 dernières années. Le premier article reconstitue les températures à la base de la calotte glaciaire Laurentide depuis le dernier cycle glaciaire jusqu'à 100 ans avant présent (AP). Treize profils profonds de température (≥ 1500 m) ont été mesurés dans l'est et le centre du Canada, une région qui était couverte par la partie sud de la calotte glaciaire Laurentide. La reconstitution de la température à la surface du sol pour 100-100000 années AP montre des températures entre -1,4-3,0°C au cours du dernier maximum glaciaire, ~ 20 ka. Ces températures représentent donc les températures basales de la calotte glaciaire. Ces températures sont proches du point de fusion de la glace et démontrent qu'un écoulement rapide de la glace à la base était possible. Cela aurait pu entraîner une instabilité dans la calotte glaciaire car de grandes quantités d'eau pouvaient être transportées depuis l'intérieur. Cependant, la couche de glace a persisté pendant ~ 30000 ans avant son effondrement au cours de l'Holocène. Par conséquent, des températures basales proches du point de fusion de la glace n'impliquent pas nécessairement que les calottes de glace sont instables et près de l'effondrement. Le deuxième article concerne les tendances climatiques pour les 500 dernières années dans le nord de l'Ontario et du Québec. Les histoires de température à la surface du sol de cette région sont reconstituées à partir de 18 profils de température provenant de 10 sites. Ces sites se trouvent dans la région peu échantillonnée entre 51°N-60°N de chaque côté de la baie James. Des histoires de températures à la surface du sol similaires sont reconstituées pour les 10 sites et montrent un réchauffement climatique récent de 1-2 K pour les 150 dernières années, ce qui est en accord avec les reconstitutions plus au sud et dans l'est et le centre du Canada. Les résultats concordent aussi avec les reconstitutions disponibles de données indirectes. Nous avons trouvé un refroidissement associé avec le petit âge glaciaire que pour un seul site. Par ailleurs, les cartes de pergélisol localisent ces forages dans une région de pergélisol discontinu, mais le pergélisol n'a pas été rencontré lors de l'échantillonnage. À l'exception du site Nielsen Island, les histoires de température à la surface du sol suggèrent également que le pergélisol était absent de la région pour les 500 dernières années. Cela pourrait être le résultat d'un décalage entre la température du sol et la température de l'air en raison de la couverture de neige dans la région et/ou l'interpolation de la température de l'air utilisée pour estimer la probabilité de présence de pergélisol dans ces régions en l'absence de mesures de températures à la surface du sol. Le troisième article reconstitue le climat des 500 dernières années dans le nord du Chili à partir de 31 profils de température mesurés dans des forages. Il y a des tendances différentes entre les régions échantillonnées. Michilla, une région sur la côte nord du Chili, ne montre ni réchauffement ni refroidissement, tandis que la région du nord-centre suggère un réchauffement très récent de 1,9 K, à partir ~ 20 ans AP, suivant d'un refroidissement entre ~ 20-150 ans AP. L'ordre de grandeur du réchauffement est en accord avec les reconstitutions de température à la surface du sol pour le Pérou et les régions de climat semi-aride de l'Amérique du Sud mais ~ l.5-2 fois plus grand que celles des données météorologiques, des reconstitutions climatiques pour le centre du Chili et le sud de l'Amérique du Sud et des températures de surface moyennes multi-modèles du millénaire passé (Paleoclimate Modelling Intercomparison Project Phase III pour le Coupled Model Intercomparison Project Phase 5). Des différences temporelles pour ce réchauffement sont observées et aucune méthode ne montre la période de refroidissement à partir ~ 20-150 ans AP déduite à partir des profils de température du nord du Chili. Ces différences suggèrent une tendance régionale distincte dans le nord du Chili mais pour confirmer ces conclusions nous devrons obtenir d'autres ensembles de données et d'effectuer d'autres reconstitutions. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Histoires de température à la surface du sol, inversion, paléoclimats, profils de température du sous-sol, régime thermique du sol.

Type: Thèse ou essai doctoral accepté ()
Informations complémentaires: La thèse a été numérisée telle que transmise par l'auteur.
Directeur de thèse: Beltrami, Hugo J.
Mots-clés ou Sujets: Sols -- Température -- Histoire / Sous-sol (Pédologie) / Paléoclimatologie / Inversion (Géophysique) / Changements climatiques -- Histoire / Calotte glaciaire Laurentidienne / Québec (Nord) / Ontario (Nord) / Chili (Nord)
Unité d'appartenance: Instituts > Institut des sciences de l'environnement (ISE)
Déposé par: Service des bibliothèques
Date de dépôt: 15 sept. 2017 13:31
Dernière modification: 15 sept. 2017 13:31
Adresse URL : http://archipel.uqam.ca/id/eprint/9955

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