Thèse de doctorat : Impacts sur la dynamique atmosphérique et détectabilité de la géo-ingénierie par de

Sujet de thèse :
Cette thèse, financée par l’ANR (PEPR TRACCS, projet GEOSIC), vise à étudier l’impact de la géo-ingénierie solaire sur la dynamique atmosphérique. La géo-ingénierie solaire (SRM) englobe des propositions de méthodes pour atténuer certains des impacts du changement climatique, mais elle n’agit pas sur la cause de celui-ci. La SRM est majoritairement étudiée avec la modélisation climatique, et la faisabilité d’un déploiement reste actuellement incertaine. Néanmoins, elle est aussi maintenant entrée dans les discussions politiques, suscitant des questionnements auxquels il faudra répondre avec des connaissances scientifiques. La méthode d’injections d’aérosols dans la stratosphère (SAI) vise à renforcer la couche d’aérosols stratosphérique, par exemple via l’injections de SO2 gazeux qui ensuite se transforme en aérosols sulfatés. Les variations de cette couche d’aérosols peuvent modifier la structure thermique et la circulation stratosphériques, ayant des impacts dynamiques à l’échelle globale. Ces impacts peuvent être manifestés par des changements dans la QBO, la mousson, la NAO et le vortex polaire, par exemple.
Ce projet de thèse utilisera le modèle de climat de l’IPSL (IPSL-CM) pour étudier et analyser l’impact potentiel du SAI sur la dynamique atmosphérique et la détectabilité du déploiement du SAI. L’IPSL-CM contient un module de microphysique des aérosols stratosphériques. Il a récemment a été couplé avec un « contrôleur » qui permet de simuler des acteurs déployant la SAI en optimisant les injections afin d’atteindre un objectif climatique spécifique : par exemple, température globale, précipitations dans l’hémisphère Nord, et cetera. En particulier, le projet inclut l’intégration des scenarios de déploiement élaborés avec des contraintes venant des sciences humaines et sociales (droit, gouvernance, sécurité) dans la modélisation climatique, et l’impact de tels scenarios SAI sur le système climatique. Ces scenarios seront mis en place dans les simulations via le contrôleur mentionné ci-dessus.
La thèse inclut de la modélisation climatique avec l’IPSL-CM en utilisant des scenarios SAI « classiques » telle que ceux issus de l’exercice d’intercomparaison de modèles GeoMIP et des scenarios SAI développés dans cadre du projet GEOSIC, et l’analyse des résultats pour quantifier les sources des changements des différents phénomènes dynamiques. Un simulateur d’observations (lidar par exemple) sera mis en place pour étudier la détectabilité des déploiements initiaux très faibles, identifier des seuils de détection des instruments actuels et évaluer les besoins pour des instruments futurs.
Le/la doctorant(e) prendra en main le modèle climatique de l’IPSL, l’IPSL-CM, et effectuera les simulations nécessaires, incluant des simulations de calibration du contrôleur. Les simulations GeoMIP du CMIP6 seront également à disposition pour effectuer les premières analyses dynamiques en attendant
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