1,721,053 research outputs found
Historical observational constraints on climate sensitivity : implications on sea level rise projections
No full textMa thèse explore l'estimation observationnelle de la sensibilité climatique d'équilibre (ECS) à partir des données instrumentales historiques et récentes, en particulier spatiales. L'ECS est la température globale moyenne de surface de la Terre atteinte après un doublement instantané de la concentration de dioxyde de carbone atmosphérique par rapport à la concentration préindustrielle. Cette quantité est la métrique fondamentale de l'amplitude du changement climatique contemporain, car l'évolution actuelle et future de nombreuses variables du système climatique, comme la température ou l'expansion thermique de l'océan, lui est fortement corrélée. L'ECS demeure cependant mal connue, puisque depuis le rapport Charney de 1979 jusqu'au Cinquième rapport d'évaluation du Groupe intergouvernemental d'experts sur le climat (GIEC), sa plage de valeurs probables se situait entre 1,5 et 4,5 degrés, avec un biais marqué entre estimations instrumentales, qui se situent dans la partie basse de l'intervalle, et estimations issues des modèles de climat, qui se situent dans la partie haute de l'intervalle. La cause principale de cette dispersion réside dans le fait que la sensibilité climatique varie avec le temps, en lien notamment avec l'effet radiatif des structures spatiales du réchauffement de surface, qui peuvent changer au cours du temps du fait de la variabilité interne du climat ou des variations historiques dans le type de forçage. Ma thèse utilise des séries temporelles observationnelles récentes de contenu de chaleur de l'océan et de température de surface, et une reconstruction récente de forçage radiatif, pour estimer le paramètre de rétroaction climatique, puis l'ECS, par régression linéaire de l'équation du bilan d'énergie planétaire. Dans ce processus, je prends en compte toutes les sources d'erreur et je les propage dans la régression afin d'obtenir une description exhaustive de l'incertitude observationnelle associée à l'ECS. Par ailleurs, j'utilise les variations temporelles du paramètre de rétroaction climatique simulées par les modèles de climat pour évaluer les biais et incertitudes associés à ce paramètre et dus à la structure spatiale du réchauffement historique. Sur la base du bilan d'énergie ainsi résolu sur 1971-2017, je démontre qu'il est très peu probable (p<0,05) que l'ECS soit inférieure à 2,4 degrés. Ce résultat est 0,4 K au-dessus des dernières estimations du GIEC. Je montre aussi que l'estimation du GIEC est probablement biaisée basse car elle sous-estime le refroidissement rémanent de l'océan en 1860 dû au Petit Age Glaciaire. Je généralise ensuite cette méthode en l'appliquant à toutes les périodes de plus de 25 ans comprises entre 1957 et 2017, en m'appuyant sur différentes reconstructions du contenu de chaleur de l'océan, dont une déduite d'une reconstruction des variations du niveau de la mer. Cette généralisation me donne une estimation des variations temporelles du paramètre de rétroaction climatique, où j'identifie pour la première fois avec des observations la réponse de celui-ci aux éruptions volcaniques et à des modes de variabilité climatiques tels que l'oscillation décennale du Pacifique (PDO). Cette reconstruction de l'évolution du paramètre de rétroaction climatique contribue à expliquer pourquoi les estimations observationnelles récentes de l'ECS ont fourni des valeurs basses à ce paramètre. Enfin, j'utilise mon estimation de l'ECS pour recalculer les projections climatiques d'élévation de la température en montrant que cette mise à jour de l'ECS amène des projections plus élevées pour ce paramètre d'ici 2100. J'utilise aussi ma mise à jour de l'ECS, et celle d'autres paramètres liés à l'expansion thermique de l'océan, pour montrer que les projections d'élévation du niveau de la mer d'ici 2100 sont également plus élevées que celles publiées dans le Sixième rapport du GIEC.My thesis explores the observational estimate of the equilibrium climate sensitivity (ECS) derived from historical recent intrumental data, particularly space data. The ECS is the equilibrium global mean surface temperature of the Earth reached after an instantaneous doubling of atmospheric carbon dioxyde concentration relatively to preindustrial concentration. The ECS is the fundamental metric of contemporary climate change amplitude, because the actual and future evolution of many climate variables, such as surface temperature or ocean thermal expansion, are strongly correlated with it. However, the ECS is poorly known. From the Charney report in 1979 to the International Panel of experts on Climate Change (IPCC) Fifth Assessment Report, the likely rang of ECS has remained remarkably large with values between 1.5 and 4.5 K, and a marked bias between intrumental estimates, which are on low end of the range, and numerical climate models estimates, which are on the high end. The main cause of this dispersion is that climate sensitivity varies with time, in link with the radiative effect of surface warming pattern, which can change over time due to the climate internal variability or to historical time variations of forcing agents. In my work I use recent observational time series of ocean heat content and surface temperature, and a recent reconstruction of radiative forcing, in order to estimate the climate feedback parameter, and the ECS, by linear regression of the planetary energy budget equation. In this process, I take into acount all uncertainty sources and I propagate them in the regression in order to get a comprehensive description of observational uncertainty associated to the ECS. Moreover, I use the time variations of the climate feedback parameter simulated by climate models to evaluate biases and uncertainties associated to this parameter and due to the surface warming pattern. On the basis of the 1971-2017 energy budget, I demonstrate that it is very unlikely (p<0.05) that the ECS is lower than 2.4 K. This result is 0.4 K above last estimates of the IPCC. I show that the IPCC estimate is probably biased low because of an underestimated cooling of the ocean in 1860 in response to the Litte Ice Age. Then, I generalize this method and I apply it to all periods longer than 25 years between 1957 and 2017, by using different reconstructions of the ocean heat content (including a reconstruction of sea level variations). This generalization leads to an estimate of the temporal variations of the climate feedback parameter. In the climate feedback paramater time series, I identify, for the first time with observations, the response of the climate feedback parameter to major volcanic eruptions and to climate variability modes such as the Pacific decadal oscillation (PDO). This reconstruction of the evolution of the climate feedback parameter contributes to explain why recent observational estimates of the ECS give low values for this parameter. Finally, I use my update of the ECS estimate to recalculate climate projections of temperature rise. My update of the ECS provides higher projections for surface temperature in 2100 than those published by the IPCC. I also use my update of the ECS, as well as those of other parameter linked to ocean thermal expansion, to demonstrate that sea level rise projections until 2100 are also higher than those published in the IPCC Sixth Assessment Report
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Satellite characterization of water mass exchange between ocean and continents at interannual to decadal timescales
No full textDepuis 2002, GRACE fourni des estimations des échanges d'eau entre l'océan et les continents. Cependant, ces estimations sont incertaines car elles montrent des écarts lorsque différentes approches et différents paramètres sont utilisés pour traiter les données GRACE. Je revois le traitement des données GRACE, en accordant une attention particulière aux différentes sources d'erreurs et d'incertitudes. L'incertitude dans le bilan global de l'eau, à des échelles annuelles à interannuelles est due à la corrections du mouvement du géocentre ainsi qu'à l'incertitude dans la correction du GIA. Cela est particulièrement vrai pour l'estimation de la masse de l'océan et les eaux continentales dont l'incertitude liée à la tendance pour la période 2005 à 2015 est de ±0.33mmSLE/yr.Since 2002, GRACE provides estimates of the transfers of water-mass from land to the ocean. However, these estimates are uncertain as they show discrepancies when different approaches and different parameters are used to process the GRACE data. I revisit the treatment of GRACE data, paying a special attention to the different sources of errors and uncertainties. The main sources of uncertainty in the global water budget, at annual to interannual time scales, are the spread in the geocenter corrections and the uncertainty in the GIA correction. This is particularly true for the ocean mass and glacier and TWS mass change estimates for which the uncertainty in trends for the period from 2005 to 2015 is ±0.33mmSLE/yr
Present day sea level variations
No full textDepuis le début des années 1990 on suit l'évolution globale du niveau de la mer grâce aux satellites altimétriques. Ils observent une hausse du niveau moyen global de la mer (GMSL) de 3.4 ± 0.4 mm/an sur la période 1993-2016 (ce qui représente le double de ce qui a été observé au cours du 20ème siècle par les marégraphes, hausse à 1.7 mm/an entre 1900 et 1990). Le GMSL présente aussi des fluctuations interannuelles qui peuvent atteindre quelques millimètres, surtout pendant les épisodes ENSO. Cette hausse n'est pas régionalement uniforme : elle a été 3 fois plus rapide que la hausse moyenne globale dans certaines zones entre 1993 et 2016. Au cours du 21ème siècle, on s'attend à une hausse accrue du GMSL pouvant aller jusqu'à 1 m à l'horizon 2100, avec une forte variabilité régionale. Il est donc important de comprendre l'évolution actuelle du niveau des océans qui constitue une menace sérieuse pour de nombreuses régions côtières basses souvent très peuplées. Cette thèse s'inscrit dans le contexte du projet niveau de la mer CCI (Climate Change Initiative) de l'Agence Spatiale Européenne (ESA) ayant pour objectif de fournir de meilleurs produits du niveau de la mer combinant les missions Topex/Poseidon, Jason-1/2, ERS-1/2 et Envisat. L'objectif premier de cette thèse est de valider ces produits SL_CCI du niveau de la mer en utilisant différentes approches, en particulier par l'étude du bilan (comparaison du GMSL observé avec la somme des différentes contributions : composante stérique, fonte des glaces continentales et transferts d'eau depuis les terres émergées). Un autre objectif est d'estimer les composantes du niveau de la mer mal connues, et tout particulièrement le contenu thermique de l'océan profond non mesurable par le système Argo, et la contribution du stock d'eau sur les continents. Ces travaux ont montré que la contribution de l'océan profond en dessous de 2000m est faible sur la période 2005-2013 et contenue dans la barre d'incertitudes des données (erreurs qui proviennent essentiellement, (1) des produits niveau de la mer altimétriques et des lacunes de la couverture géographique des données Argo dans la région Indonésienne pour la tendance et (2) des produits GRACE et Argo pour la variabilité interannuelle). Nos résultats et la méthode utilisée montrent que le niveau de la mer et ses composantes sont encore entachés d'erreurs importantes. Dans la deuxième partie, nous avons analysé l'influence du phénomène ENSO (El Niño et La Niña) sur les variations interannuelles du GMSL. Nous montrons que lors des évènements La Niña comme celui de 2010-2011, le déficit de précipitations sur l'océan (et l'excès sur les continents) conduit à une baisse temporaire de la masse de l'océan global et donc du niveau de la mer. C'est essentiellement la variation de masse de l'océan qui explique la variabilité interannuelle du niveau de la mer lors des évènements ENSO, et le déficit (La Niña) ou excès (El Niño) de masse se trouve confiné dans l'océan Pacifique tropical Nord. Pour finir, nous analysons l'évolution de la température moyenne de l'air et de l'océan en surface sur la période du "hiatus" (2003-2013). Nous montrons que ce hiatus, c'est à dire le ralentissement récent de la hausse de la température moyenne globale de la Terre est un phénomène quasi global, même si le Pacifique tropical Est s'est fortement refroidi. Cette "supposée" pause récente s'explique par la variabilité naturelle interne du climat. La Terre est toujours en état de déséquilibre énergétique dû à l'accumulation de gaz à effet de serre. Nous mettons en évidence le rôle de la variabilité naturelle à court terme sur les changements à plus long terme associés au réchauffement climatique anthropique.Since the early 1990s sea level is routinely measured using high-precision altimeter satellites. These observe a rise in global mean sea level (GMSL) of 3.4 ± 0.4 mm/yr over the 1993-2016 period (which is twice what has been observed during the 20th century by the tide gauges, with a rise of 1.7 +/- 0.3 mm/yr). The interannual variability in the GMSL can reach several millimeters, especially during ENSO events. The rate of sea level rise is not regionally uniform. During the altimetry era, it was three times faster than the global mean in some areas. During the 21st century, we expect a greater rise of the GMSL than today, up to 1 m in 2100, with strong regional variability. It is therefore important to understand the current evolution of the sea level, since it represents a serious threat to many low coastal areas, often densely populated of the planet. My thesis research deals with the Sea Level CCI (Climate Change Initiative) project of the European Space Agency (ESA) which objective is to provide improved sea level products combining several altimetry missions, including Topex/Poseidon, Jason-1/2, ERS-1/2 and Envisat. The primary objective of my thesis was to validate the CCI sea level products using different approaches, in particular the sea level budget approach. It consists of comparing the observed GMSL with the sum of different contributions : the steric component, melting of continental ice and transfers of water between the land surface and oceans. Another objective was to estimate the poorly known components to sea level rise, in particular the heat content of the deep ocean not measurable by Argo, and the contribution of water storage on the land. My work has shown that the contribution of the deep ocean below 2000m to the rising sea level is small over the 2005-2013 periods and not significant compared to the data uncertainties. The main uncertainties come from: (1) -in terms of trend- the altimetry sea level products and gaps in the geographical coverage of Argo data in the Indonesian region, and (2) -in terms of interannual variability- the GRACE and Argo products. My results and the method used show that the sea level and its components are still affected by important errors. In the second part, I analyzed the influence of ENSO (El Niño and La Niña) on the interannual variations of the GMSL. I showed that during La Niña events, like that of 2010-2011, the rainfall deficit over the ocean (and excess over the continents) leads to a temporary decrease in the global ocean mass and therefore in the GMSL. This is essentially the ocean mass variation that explains the interannual variability of the GMSL during ENSO events. Furthermore, the deficit (La Niña) or excess (El Niño) ocean mass is confined in the north tropical Pacific Ocean. Finally, I analyzed the evolution of the average temperature of air and ocean surface over the period of the "hiatus" (2003-2013). I showed that this hiatus, i.e. the recent slowdown in the rise of the global mean Earth's temperature is an almost global phenomenon, though cooling of the tropical eastern Pacific has slightly contributed. This recent pause is attributable to natural internal climate variability. The Earth is indeed still in a state of energetic imbalance due to the accumulation of greenhouse gases. I highlighted the role of the natural variability that is superimposed to the anthropogenic global warming
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
La variabilité régionale du niveau de la mer
No full textAu cours du XXème siècle, les mesures marégraphiques ont permis d'estimer la hausse du niveau de la mer global à 1.7 mm.a-1. Depuis deux décennies, les observations faites par les satellites altimétriques indiquent une hausse du niveau de la mer plus rapide, de 3.2 mm. a-1 sur la période 1993-2011. Grâce à leur couverture quasi-globale, les observations spatiales ont aussi révélé une forte variabilité régionale dans la hausse du niveau de la mer qui dépasse de beaucoup la hausse moyenne globale dans de nombreuses régions du globe. Cette composante régionale qui s'ajoute à la hausse globale pour donner le niveau de la mer total local, est essentielle dans l'étude des impacts de la hausse du niveau de la mer sur les régions côtières et les îles basses. Dans cette thèse, nous analysons les observations de la variabilité régionale de la hausse du niveau de la mer, nous proposons une reconstruction de cette variabilité régionale depuis 1950 (i.e. avant l'avènement de l'altimétrie spatiale) et nous étudions ses causes et ses origines. Tout d'abord, nous proposons une reconstruction de la variabilité régionale du niveau de la mer dans le passé (avant la période altimétrique) en combinant des données marégraphiques avec les structures spatiales propres de l'océan déduites des modèles d'océan. Cette méthode permet de reconstruire le niveau de la mer en 2 dimensions depuis 1950, sur la majeure partie du globe, avec une résolution proche de celle de l'altimétrie spatiale. Ensuite, nous appliquons la méthode de reconstruction pour estimer la variabilité régionale de la hausse du niveau de la mer passée dans trois régions sensibles au réchauffement climatique : le Pacifique tropical, la mer Méditerranée et l'océan Arctique. Nous en déduisons pour ces régions la hausse totale ( régionale plus moyenne globale) du niveau de la mer local au cours des dernières décennies. Pour les sites où l'on dispose de mesures du mouvement de la croûte terrestre, nous évaluons la hausse local du niveau de la mer relatif (i.e. hausse du niveau de la mer totale plus mouvement de la croûte local) depuis 1950. Le but est de permettre les études de l'impact local de la hausse du niveau de la mer aux échelles climatiques. Enfin, nous analysons l'origine de la variabilité régionale de la hausse du niveau de la mer pour déterminer si elle est due à l'activité anthropique ou si elle résulte de la variabilité naturelle du système climatique. Nous nous focalisons sur le Pacifque tropical qui est marqué par une très forte variabilité régionale de la hausse du niveau de la mer depuis 1993. Grâce a la reconstruction du niveau de la mer depuis 1950, nous montrons que cette variabilité régionale récente (17 dernières années) n'est pas stationnaire dans le temps mais qu'elle fluctue en lien avec une basse fréquence du mode de variabilité ENSO. Avec les modèles de climat du projet CMIP3, nous montrons de plus que cette variabilité régionale est essentiellement d'origine naturelle (variabilité interne du système climatique) et que l'impact anthropique y est trop faible pour l'instant pour y être détecté.Over the XXth century, tide gauge records indicate a rise in global sea level of 1.7 mm.a-1. For the past two decades, satellite altimetry data indicate a faster sea level rise of 3.2 mm.a-1 (period 1993-2011). Thanks to its global coverage, they also reveal a strong regional variability in sea level rise that is several times bigger than the global rise in many regions of the world. This regional signal, which must be added to the global sea level rise to compute the total sea level signal, is essential when assessing the potential impacts of sea level rise in coastal areas and low lying islands. In this thesis, we analyse the observed regional variability in sea level rise from satellite altimetry (since 1993), we propose a reconstruction of the past regional variability since 1950 (i.e. prior to altimetry) and we discuss its causes (thermal expansion of the ocean plus land ice loss) and origins (from natural or anthropogenic origin). First, we propose a reconstruction of the sea level variations for the past decades (before the altimetry era) by combining tide gauge records with the principal spatial structures of the ocean deduced from ocean general circulation models. This method enables to reconstruct the 2 dimensional sea level variations since 1950 with a spatial coverage and resolution similar to the satellite altimetry ones. In the second part of this thesis, the reconstruction method is applied to estimate the past regional variability in three regions which are particularly vulnerable to sea level rise: the tropical Pacific, the Mediterranean sea and the Arctic ocean. For each region, the reconstruction gives an estimation of the total (regional component plus global mean) 2-dimensional sea level rise over the past decades. For the sites where vertical crustal motion monitoring is available, we compute as well the total relative sea level (i.e. total sea level rise plus the local vertical crustal motion) since 1950. The objective is to provide estimates of the relative local sea level rise at climatic time scales to allow further studies on the coastal impacts of sea level rise. In the last part of this thesis, the question of the origins of the regional variability in sea level rise is addressed. We examine whether the regional variability in observed sea level rise since 1993 is a consequence of the anthropogenic activity or if it results essentially from the natural variability of the climate system. We focus on the Tropical Pacific where the regional variability in sea level rise is particularly strong since 1993. On the basis of the reconstruction of the sea level variations since 1950, we show that the recent regional variability in sea level rise observed by satellite (over the last 17 years) in this region is not stationnary. It fluctuates with time, following some low frequency of the ENSO climate mode of variability. With the CMIP3 climate models, we show that this regional variability is dominated by the natural variability of the climate system (essentially by the internal variability of the climate system) and that the signature of the anthropogenic activity is still too weak in this region to be detected
Les observations spatiales historiques permettent elles d'évaluer le bilan énergétique du climat et d'estimer la sensibilité climatique ? Une tentative avec les observations de géodésie spatiale
No full textLe changement climatique est déterminé par le déséquilibre au sommet de l’atmosphère entre l’énergie radiative entrante émise par le soleil et l’énergie radiative sortante émise par la Terre. Depuis le début de l’ère industrielle, les concentrations atmosphériques en gaz à effet de serre ont progressivement diminué les émissions radiatives sortantes et créé un déséquilibre radiatif au sommet de l’atmosphère. Du fait de ce déséquilibre, l’énergie s’est accumulée dans le système climatique, essentiellement sous forme de chaleur. Par sa très grande capacité calorifique, c’est l’océan qui stocke la quasi-totalité de cette énergie. En conséquence il se réchauffe, se dilate et le niveau de la mer monte.Au cours de mes recherches j’ai montré que les satellites géodésiques d’altimétrie radar et de gravimétrie permettent de mesurer la montée du niveau de la mer due à la dilatation thermique des océans et d’en déduire le déséquilibre énergétique de la planète. Ces nouvelles mesures, avec leur couverture globale et leur faible incertitude apportent une nouvelle contrainte observationnelle sur le bilan énergétique de la Terre. Combinées aux mesures radiative au sommet de l’atmosphère (par CERES) elles permettent en particulier de contraindre les termes du bilan d’énergie à la surface de la Terre ; combinées aux mesures de la température de surface de la Terre, elles permettent aussi de contraindre la réponse radiative de la Terre à un doublement de la concentration en CO2 de l’atmosphère ( i.e. la sensibilité climatique). En particulier mes travaux montrent que les sensibilités climatiques faibles, c’est à dire en dessous de 2.6K, ne sont pas compatibles avec les mesures de la dilatation thermique de l’océan confirmant ainsi les résultats des modèles de climat
Influence of the sea surface temperature pattern effect on the global top of the atmosphere energy budget and on global warming
No full textLes activités humaines perturbent le bilan radiatif de la Terre. En conséquence, la Terre émet moins d'énergie vers l'espace que ce qu'elle reçoit du soleil. Elle stocke alors de l'énergie et se réchauffe. Le réchauffement de la planète affecte les différents flux d'eau et d'énergie qui influencent en retour le bilan radiatif au sommet de l'atmosphère. C'est ce qu'on appelle la réponse radiative de la Terre. La réponse radiative de la Terre détermine l'évolution dans le temps du changement climatique ainsi que son amplitude à l'équilibre. Elle dépend de la température de surface en moyenne globale, et de l'intensité des rétroactions radiatives. Ces dernières sont notamment influencées par les anomalies régionales de température de surface dans le Pacifique tropical, qui sont associées à la circulation atmosphérique dans les tropiques. L'évolution de la réponse radiative affecte le déséquilibre énergétique de la planète, et donc la quantité d'énergie stockée dans le climat ce qui modifie la température de surface en moyenne globale. Dans ma thèse, je cherche à documenter, à quantifier et à comprendre l'évolution de la température de surface globale et en particulier le rôle que jouent les anomalies régionales de température dans cette évolution à travers leur impact sur la réponse radiative. Dans ce but, je propose une nouvelle approximation multilinéaire de la réponse radiative, qui permet d'isoler la contribution des anomalies régionales de température. Cette approche est validée pour des réchauffements modérés (inférieurs à 5°C) en utilisant de simulations de modèles de climat. J'utilise l'approximation multilinéaire de la réponse radiative pour déterminer l'influence des anomalies régionales de température de surface sur le réchauffement global de la surface. Je montre que, à travers leur influence sur la réponse radiative, ces dernières affectent la température de surface en moyenne globale à l'image d'un forçage radiatif. En ce sens, le système climatique répond de manière identique aux variations de réponse radiative causées par les anomalies régionales de température qu'au forçage radiatif. Cela signifie que le réchauffement global de la surface s'écrit comme la somme de la réponse directe au forçage radiatif et de la réponse à la réponse radiative induite par l'évolution des anomalies régionales de température de surface. La contribution des anomalies régionales de température de surface au réchauffement global est quantifiée dans des simulations dans lesquelles la concentration atmosphérique de CO2 est augmentée de 1% par an pendant 150 ans, réalisées avec des modèles de climat de CMIP5 et CMIP6. Les anomalies régionales de température de surface atténuent légèrement le réchauffement sur le premier siècle de simulations. Notamment, la réponse transitoire du climat (TCR) est réduite de 15 ± 9%. L'influence des anomalies régionales de température de surface évolue dans la suite des simulations et certains modèles montre une amplification du réchauffement dans les dernières décennies. Dans ces simulations, la variabilité forcée domine le signal. Mais, les modes de variabilité de la dynamique océan-atmosphère, associés à des variations des anomalies régionales de température de surface, influencent aussi la réponse radiative, et donc la température de surface en moyenne globale. Je montre que la variabilité haute fréquence, par exemple associée à ENSO, est largement atténuée, et affecte peu la température de surface en moyenne globale. En revanche, la variabilité plus basse fréquence, notamment associée à la PDO, est propagée dans le réchauffement global. Les résultats de ma thèse apportent un nouveau cadre analytique qui permet de quantifier le rôle des anomalies régionales de température de surface, forcées par les activités humaines, ou associées à la variabilité interne du climat, sur l'évolution du bilan d'énergie de la Terre et sur le réchauffement global de la surface.Anthropogenic emissions of greenhouse gases are disrupting the Earth energy balance. As a consequence, more energy is received from the sun than what the Earth emits to space. The Earth thus stores energy and warms up. Global warming affects the various flows of water and energy in the climate, which in turn influence the top of atmosphere energy imbalance, through the radiative response. The Earth's radiative response determines global climate change over time, as well as its amplitude at equilibrium. It depends on the global mean surface temperature, and on the magnitude of climate feedbacks. The latter are notably impacted by the pattern of sea surface temperature, specifically in the tropical Pacific which is associated with the tropical atmospheric circulation. Changes in the radiative response affect the Earth's energy imbalance, and therefore the amount of energy stored in the climate system which eventually modifies global warming. In my thesis, I aim to understand and quantify the influence of the pattern of surface temperature on global warming through the changes in the radiative response. To this end, I formulate a new multilinear approximation of the radiative response, which isolates the contribution of surface temperature pattern. This approach is validated for moderate warming (below 5°C) using climate model simulations. The multilinear approximation of the radiative response is then used to determine the influence of the changing pattern of surface temperature on global warming. I show that, through its influence on the radiative response, the changing pattern of surface temperature affects global warming in the same way as a radiative forcing. In this sense, the climate system responds similarly to changing warming patterns as it does to a radiative forcing. Therefore, global warming can be written as the sum of the direct response to the radiative forcing and the additional response induced by changes in the pattern of surface temperature. The global surface temperature changes induced by the surface temperature patterns are quantified in simulations in which the atmospheric concentration of CO2 is increased by 1% per year for 150 years (1pctCO2), carried out with CMIP5 and CMIP6 climate models. The pattern of warming slightly damps global warming over the first century of simulations. In particular, the Transient Climate Response (TCR), reached at year 70, is reduced by 15 ± 9%. After 100 years, the influence of the pattern of warming evolves, and some models show an amplified global warming in the following decades. In 1pctCO2 simulations, the forced response dominates the signal. However, modes of internal variability of the coupled ocean-atmosphere dynamics, associated with change of surface temperature pattern, also influence the radiative response, and hence global warming. I show that high-frequency variability, for example associated with ENSO, is largely attenuated, and has little impact on global warming. In contrast, lower-frequency variability, notably associated with the PDO, is propagated by its radiative effect in global warming. Overall, this thesis provides a new analytical framework for quantifying the impact of the surface temperature pattern, whether anthropogenically forced or associated with internal climate variability, on the evolution of the Earth's energy imbalance and on global surface warming
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