Absorption et redistribution spatio-temporelles du carbone et de la chaleur anthropiques par rapport à l'état naturel dans l'Atlantique Nord à l'aide d'observations de traceurs transitoires et de modèles océaniques. // Investigating the spatiotemporal oce

L'océan régule le climat en absorbant la majeure partie de la chaleur anthropique et un quart du carbone anthropique, c'est-à-dire les changements induits par les activités humaines. L'Atlantique Nord, par sa circulation de retournement, la formation d'eaux profondes et les interactions air–mer intenses, est un axe clé pour la ventilation des eaux intermédiaires et profondes et la redistribution de la chaleur et du carbone. Cependant, de grandes incertitudes subsistent, notamment dans les eaux profondes, principalement échantillonnées par des campagnes hydrographiques répétées mesurant température, salinité, nutriments et carbone.

Ce projet, en collaboration entre l'Université d'Exeter et l'Université Paris-Saclay (LSCE), combine analyses observationnelles et modélisation océanique de pointe. Il se concentrera sur l'analyse de ces données pour quantifier la ventilation et reconstruire les changements historiques de la chaleur et du carbone anthropiques. Les méthodes incluent l'utilisation de traceurs transitoires (CFC-11, CFC-12, SF₆, CO₂ anthropique) associées à un cadre d'entropie maximale et de fonctions de Green pour estimer les temps de transit et trajectoires des masses d'eau. Les résultats seront comparés aux modèles de circulation générale et biogéochimiques pour tester les approches observationnelles et identifier les biais, notamment pour la Circulation méridienne de retournement de l'Atlantique (AMOC).

Le LSCE dispose d'un système de modélisation emboîté avec une configuration globale à 1°, un zoom à 1/4° sur l'Atlantique Nord et un deuxième zoom à 1/12° sur les mers Nordiques, permettant de représenter avec précision la structure des masses d'eau et les flux de chaleur et carbone à différentes échelles. Les simulations du CFC-12 sont déjà réalisées ; celles d'autres traceurs et du CO₂ anthropique seront effectuées. En combinant observations et modélisation, le projet vise à mieux quantifier l'absorption régionale de la chaleur et du carbone anthropiques et à comprendre les mécanismes régissant leur variabilité et évolution à long terme.

Cette recherche, menée dans le cadre d'une collaboration internationale, fournira de nouvelles connaissances sur le rôle de l'Atlantique Nord dans le climat global et renforcera la capacité à évaluer l'évolution future des océans et du climat.
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The ocean regulates the climate by absorbing most of the anthropogenic heat and a quarter of anthropogenic carbon, i.e., the changes induced by human activities. The North Atlantic, through its overturning circulation, deep-water formation, and strong air–sea interactions, is a key axis for the ventilation of intermediate and deep waters and the redistribution of heat and carbon. However, large uncertainties remain, particularly in the deep ocean, which is primarily sampled through repeated hydrographic surveys measuring temperature, salinity, nutrients, and carbon.

This project, in collaboration between the University of Exeter and Paris-Saclay University (LSCE), combines observational analyses and state-of-the-art ocean modelling. It will focus on analysing these datasets to quantify ventilation and reconstruct historical changes in anthropogenic heat and carbon. Methods include the use of transient tracers (CFC-11, CFC-12, SF₆, anthropogenic CO₂) combined with a maximum-entropy and Green's function framework to estimate transit times and water-mass pathways. The results will be compared with ocean general circulation and biogeochemical models to test observational approaches and identify biases, particularly for the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC).

LSCE has a nested ocean modelling system including a global 1° configuration, a first 1/4° zoom over the North Atlantic, and a second 1/12° zoom over the Nordic Seas, allowing accurate representation of water-mass structure and heat and carbon fluxes at multiple scales. CFC-12 simulations are already completed; simulations of other tracers and anthropogenic CO₂ will be performed. By combining observations and modelling, the project aims to better quantify regional uptake of anthropogenic heat and carbon and understand the mechanisms controlling their variability and long-term evolution.

Conducted within the framework of an international collaboration, this research will provide new insights into the role of the North Atlantic in the global climate and strengthen our ability to assess future ocean and climate evolution.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Programme UPSaclay-Exeter (ADI)

Université Paris-Saclay GS Géosciences, climat, environnement et planètes

129 Sciences de l'Environnement d'Ile-de-France

Les candidats doivent avoir obtenu, ou être sur le point d'obtenir, un diplôme de type First ou Upper Second Class UK Honours, ou une qualification équivalente obtenue en dehors du Royaume-Uni en sciences marines, climat, physique ou sciences mathématiques. Les candidats titulaires d'un Lower Second Class pourront être considérés s'ils possèdent également un Master. Les candidats ayant au minimum un diplôme de type Upper Second Class et une expérience pertinente significative en dehors du milieu académique sont encouragés à postuler. Dans le système universitaire français, les candidats doivent avoir obtenu, ou être sur le point d'obtenir, un Master 2 (M2) en sciences marines, climat, physique ou sciences mathématiques, ou une qualification équivalente.
Applicants should have obtained, or be about to obtain, a First or Upper Second Class UK Honours degree, or the equivalent qualifications gained outside the UK in marine, climate, physics or mathematical science. Applicants with a Lower Second Class degree will be considered if they also have a Master's degree. Applicants with a minimum of Upper Second Class degree and significant relevant non-academic experience are encouraged to apply. In the French University system, applicants should have obtained, or be about to obtain, a Master 2 (M2) in marine, climate, physics or mathematical science, or an equivalent qualification.