SEFERIAN Roland




Roland Séférian

CNRM-GAME (UMR CNRS & Météo-France)

GMGEC/ASTER

Groupe de Modélisation de Grande Echelle et Climat

Assemblage du Système Terre et Etude des Rétroactions

42, Av. G. Coriolis

31057 Toulouse Cedex 1, France

Tél. +33 (0) 5 61 07 99 32

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Le climat en question


 Thèmes de recherches

  • Modélisation du système Terre
  • Modélisation de la biogéochimie marine
  • Étude de la variabilité récente du cycle du carbone global
  • Étude des mécanismes de rétroactions entre le climat et le cycle du carbone global

 Projets

- FP7-COMBINE (Comprehensive Modelling of the Earth System for Better Climate Prediction and Projection) [2009-2013].
- FP7-CARBOCHANGE (Changes in carbon uptake and emissions by oceans in a changing climate) [2011-2015].
- H2020-CRESCENDO (Coordinated Research in Earth Systems and Climate : Experiments, kNowledge, Dissemination and Outreach) [2015-2020] : chargé de la coordonation de groupe de travail sur l’évaluation des modèles de biogéochimie marine.


 Publications


Soumisses


En discussion ou révision


2017

[27] Adrien Napoly, Aaron Boone, Patrick Samuelsson, Stefan Gollvik, Eric Martin, Séférian, R., Dominique Carrer, Bertrand Decharme, Lionel Jarlan : The interactions between soil–biosphere–atmosphere (ISBA) land surface model multi-energy balance (MEB) option in SURFEXv8 – Part 2 : Introduction of a litter formulation and model evaluation for local-scale forest sites. Geoscientific Model Development 04/2017 ; 10(4):1621-1644., DOI:10.5194/gmd-10-1621-2017

[26] Lester Kwiatkowski, Laurent Bopp, Olivier Aumont, Philippe Ciais, Peter M. Cox, Charlotte Laufkötter, Yue Li, Séférian, R. : Emergent constraints on projections of declining primary production in the tropical oceans. Nature Climate Change 04/2017 ; 7(5)., DOI:10.1038/nclimate3265

[25] Stephanie A. Henson, Claudie Beaulieu, Tatiana Ilyina, Jasmine G. John, Matthew Long, Séférian, R., Jerry Tjiputra, Jorge L. Sarmiento : Rapid emergence of climate change in environmental drivers of marine ecosystems. Nature Communications 02/2017 ; 8., DOI:10.1038/ncomms14682


2016

[24] Desiree Tommasi, Charles A. Stock, Alistair J. Hobday, Rick Methot, Isaac C. Kaplan, J. Paige Eveson, Kirstin Holsman, Timothy J. Miller, Sarah Gaichas, Marion Gehlen, Andrew Pershing, Gabriel A. Vecchi, Rym Msadek, Tom Delworth, C. Mark Eakin, Melissa A. Haltuch, Séférian, R., Claire M. Spillman, Jason R. Hartog, Samantha Siedlecki, Jameal F. Samhouri, Barbara Muhling, Rebecca G. Asch, Malin L. Pinsky, Vincent S. Saba, Sarah B. Kapnick, Carlos F. Gaitan, Ryan R. Rykaczewski, Michael A. Alexander, Yan Xue, Kathleen V. Pegion, Patrick Lynch, Mark R. Payne, Trond Kristiansen, Patrick Lehodey, Francisco E. Werner : Managing living marine resources in a dynamic environment : The role of seasonal to decadal climate forecasts. Progress In Oceanography 02/2017 ; 152., DOI:10.1016/j.pocean.2016.12.011

[23] Younjoo J. Lee, Patricia A. Matrai, Marjorie A. M. Friedrichs, Vincent S. Saba, Olivier Aumont, Marcel Babin, Erik T. Buitenhuis, Matthieu Chevallier, Lee de Mora, Morgane Dessert, John P. Dunne, Ingrid H. Ellingsen, Doron Feldman, Robert Frouin, Marion Gehlen, Thomas Gorgues, Tatiana Ilyina, Meibing Jin, Jasmin G. John, Jonathan Lawrence, Manfredi Manizza, Christophe Eugène Menkes, Coralie Perruche, Vincent Le Fouest, Ekaterina E. Popova, Anastasia Romanou, Annette Samuelsen, Jörg Schwinger, Séférian, R., Charles A. Stock, Jerry Tjiputra, L. Bruno Tremblay, Kyozo Ueyoshi, Marcello Vichi, Andrew Yool, Jinlun Zhang : Net primary productivity estimates and environmental variables in the Arctic Ocean : An assessment of coupled physical-biogeochemical models. Journal of Geophysical Research : Oceans 11/2016 ; 121(12)., DOI:10.1002/2016JC011993

[22] Corinne Le Quéré, Robbie M. Andrew, Josep G. Canadell, Stephen Sitch, Jan Ivar Korsbakken, Glen P. Peters, Andrew C. Manning, Thomas A. Boden, Pieter P. Tans, Richard A. Houghton, Ralph F. Keeling, Simone Alin, Oliver D. Andrews, Peter Anthoni, Leticia Barbero, Laurent Bopp, Frédéric Chevallier, Louise P. Chini, Philippe Ciais, Kim Currie, Christine Delire, Scott C. Doney, Pierre Friedlingstein, Thanos Gkritzalis, Ian Harris, Judith Hauck, Vanessa Haverd, Mario Hoppema, Kees Klein Goldewijk, Atul K. Jain, Etsushi Kato, Arne Körtzinger, Peter Landschützer, Nathalie Lefèvre, Andrew Lenton, Sebastian Lienert, Danica Lombardozzi, Joe R. Melton, Nicolas Metzl, Frank Millero, Pedro M. S. Monteiro, David R. Munro, Julia E. M. S. Nabel, Shin-ichiro Nakaoka, Kevin O&apos ;Brien, Are Olsen, Abdirahman M. Omar, Tsuneo Ono, Denis Pierrot, Benjamin Poulter, Christian Rödenbeck, Joe Salisbury, Ute Schuster, Jörg Schwinger, Séférian, R., Ingunn Skjelvan, Benjamin D. Stocker, Adrienne J. Sutton, Taro Takahashi, Hanqin Tian, Bronte Tilbrook, Ingrid T. van der Laan-Luijkx, Guido R. van der Werf, Nicolas Viovy, Anthony P. Walker, Andrew J. Wiltshire, Sönke Zaehle : Global Carbon Budget 2016. 10/2016 ;, DOI:10.5194/essd-2016-51

[21] Charlotte Laufkötter, Meike Vogt, Nicolas Gruber, Olivier Aumont, Laurent Bopp, Scott C. Doney, John P. Dunne, Judith Hauck, Jasmin G. John, Ivan D. Lima, Séférian, R., Christoph Völker : Projected decreases in future marine export production : The role of the carbon flux through the upper ocean ecosystem. Biogeosciences 07/2016 ; 13(13):4023-4047., DOI:10.5194/bg-13-4023-2016

[20] Olivier Boucher, Valentin Bellassen, Hélène Benveniste, Philippe Ciais, Patrick Criqui, Céline Guivarch, Hervé Le Treut, Sandrine Mathy, Séférian, R. : Opinion : In the wake of Paris Agreement, scientists must embrace new directions for climate change research. Proceedings of the National Academy of Sciences 07/2016 ; 113(27):7287-7290., DOI:10.1073/pnas.1607739113

[19] Jiafu Mao, Aurélien Ribes, Binyan Yan, Xiaoying Shi, Peter E. Thornton, Séférian, R., Philippe Ciais, Ranga B. Myneni, Hervé Douville, Shilong Piao, Zaichun Zhu, Robert E. Dickinson, Yongjiu Dai, Daniel M. Ricciuto, Mingzhou Jin, Forrest M. Hoffman, Bin Wang, Mengtian Huang, Xu Lian : Human-induced greening of the northern extratropical land surface. Nature Climate Change 06/2016 ; 6(10)., DOI:10.1038/nclimate3056

[18] Le Mézo, P., Lefort, S., Séférian, R., Aumont, O., Maury, O., Murtugudde, R. and Bopp, L. : Natural variability of marine ecosystems inferred from a coupled climate to ecosystem simulation, Journal of Marine Systems, 153(C), 55-66. doi:10.1016/j.jmarsys.2015.09.004, 2016.


2015

[17] Le Quéré, C., Moriarty, R., Andrew, R. M., Peters, G. P., Ciais, P., Friedlingstein, P., Jones, S. D., Sitch, S., Tans, P., Arneth, A., Boden, T. A., Bopp, L., Bozec, Y., Canadell, J. G., Chini, L. P., Chevallier, F., Cosca, C. E., Harris, I., Hoppema, M., Houghton, R. A., House, J. I., Jain, A. K., Johannessen, T., Kato, E., Keeling, R. F., Kitidis, V., Klein Goldewijk, K., Koven, C., Landa, C. S., Landschützer, P., Lenton, A., Lima, I. D., Marland, G., Mathis, J. T., Metzl, N., Nojiri, Y., Olsen, A., Ono, T., Peng, S., Peters, W., Pfeil, B., Poulter, B., Raupach, M. R., Regnier, P., Rödenbeck, C., Saito, S., Salisbury, J. E., Schuster, U., Schwinger, J., Séférian, R., Segschneider, J., Steinhoff, T., Stocker, B. D., Sutton, A. J., Takahashi, T., Tilbrook, B., van der Werf, G. R., Viovy, N., Wang, Y. P., Wanninkhof, R., Wiltshire, A. and Zeng, N. : Global Carbon Budget 2015, Earth Syst. Sci. Data, 7(2), 349–396, doi:10.5194/essd-7-349-2015, 2015.

[16] Laufkötter, C., Vogt, M., Gruber, N., Aita-Noguchi, M., Aumont, O., Bopp, L., Buitenhuis, E., Doney, S. C., Dunne, J., Hashioka, T., Hauck, J., Hirata, T., John, J., Le Quéré, C., Lima, I. D., Nakano, H., Séférian, R., Totterdell, I., Vichi, M. and Völker, C. : Drivers and uncertainties of future global marine primary production in marine ecosystem models, Biogeosciences, 12(23), 6955–6984, doi:10.5194/bg-12-6955-2015, 2015.

[15] Hauck, J., Völker, C., Wolf-Gladrow, D. A., Laufkötter, C., Vogt, M., Aumont, O., Bopp, L., Buitenhuis, E., Doney, S. C., Dunne, J., Gruber, N., Hashioka, T., John, J., Le Quéré, C., Lima, I. D., Nakano, H., Séférian, R. and Totterdell, I. : On the Southern Ocean CO2 uptake and the role of the biological carbon pump in the 21st century, Global Biogeochem. Cycles, 29, doi:10.1002/2015GB005140, 2015.

[14] Le Quéré, C., Moriarty, R., Andrew, R. M., Peters, G. P., Ciais, P., Friedlingstein, P., Jones, S. D., Sitch, S., Tans, P., Arneth, A., Boden, T. A., Bopp, L., Bozec, Y., Canadell, J. G., Chini, L. P., Chevallier, F., Cosca, C. E., Harris, I., Hoppema, M., Houghton, R. A., House, J. I., Jain, A. K., Johannessen, T., Kato, E., Keeling, R. F., Kitidis, V., Klein Goldewijk, K., Koven, C., Landa, C. S., Landschützer, P., Lenton, A., Lima, I. D., Marland, G., Mathis, J. T., Metzl, N., Nojiri, Y., Olsen, A., Ono, T., Peng, S., Peters, W., Pfeil, B., Poulter, B., Raupach, M. R., Regnier, P., Rödenbeck, C., Saito, S., Salisbury, J. E., Schuster, U., Schwinger, J., Séférian, R., Segschneider, J., Steinhoff, T., Stocker, B. D., Sutton, A. J., Takahashi, T., Tilbrook, B., van der Werf, G. R., Viovy, N., Wang, Y. P., Wanninkhof, R., Wiltshire, A. and Zeng, N. : Global carbon budget 2014, Earth Syst. Sci. Data, 7(1), 47–85, doi:10.5194/essd-7-47-2015, 2015.

[13] Middag, R., Séférian, R., Conway, T. M., John, S. G., Bruland, K. W. and de Baar, H. J. W. : Intercomparison of dissolved trace elements at the Bermuda Atlantic Time Series station, Marine Chemistry VL -, (0 SP - EP - PY - T2 -), 2015.

[12] Resplandy, L., Séférian, R. and Bopp, L. : Natural variability of CO2 and O2 fluxes : What can we learn from centuries-long climate models simulations ? Journal of Geophysical Research-Oceans, 120(1), 384–404, doi:10.1002/2014JC010463, 2015.

[11] Swingedouw, D., Ortega, P., Mignot, J., Guilyardi, E., Masson-Delmotte, V., Butler, P. G., Khodri, M. and Séférian, R. : Bidecadal North Atlantic ocean circulation variability controlled by timing of volcanic eruptions, Nat Commun, 6:6545, doi:10.1038/ncomms7545, 2015.


2014

[10] Gehlen, M., Séférian, R., Jones, D. O. B., Roy, T., Roth, R., Barry, J., Bopp, L., Doney, S. C., Dunne, J. P., Heinze, C., Joos, F., Orr, J. C., Resplandy, L., Segschneider, J. and Tjiputra, J. : Projected pH reductions by 2100 might put deep North Atlantic biodiversity at risk, Biogeosciences, 11(23), 6955–6967, 2014.

[9] Schwinger, J., Tjiputra, J. F., Heinze, C., Bopp, L., Christian, J. R., Gehlen, M., Ilyina, T., Jones, C. D., Salas-Mélia, D., Segschneider, J., Séférian, R. and Totterdell, I. : Nonlinearity of Ocean Carbon Cycle Feedbacks in CMIP5 Earth System Models, J. Climate, 27(11), 3869–3888, doi:10.1175/JCLI-D-13-00452.1, 2014.

[8] Servonnat, J., Mignot, J., Guilyardi, E., Swingedouw, D., Séférian, R. and Labetoulle, S. : Reconstructing the subsurface ocean decadal variability using surface nudging in a perfect model framework, Clim Dyn, 44(1-2), 1–24–24, doi:10.1007/s00382-014-2184-7, 2014.

[7] Séférian, R., Bopp, L., Gehlen, M., Swingedouw, D., Mignot, J., Guilyardi, E. and Servonnat, J. : Multiyear predictability of tropical marine productivity, Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(32), 11646–11651, 2014a.

[6] Séférian, R., Ribes, A. and Bopp, L. : Detecting the anthropogenic influences on recent changes in ocean carbon uptake, Geophys. Res. Lett., 41(16), 5968–5977, doi:10.1002/2014GL061223, 2014b.


2013

[5] Bopp, L., Resplandy, L., Orr, J. C., Doney, S. C., Dunne, J. P., Gehlen, M., Halloran, P., Heinze, C., Ilyina, T., Séférian, R., Tjiputra, J. and Vichi, M. : Multiple stressors of ocean ecosystems in the 21st century : projections with CMIP5 models, Biogeosciences, 10(10), 6225–6245, doi:10.5194/bg-10-6225-2013, 2013.

[4] Mignot, J., Swingedouw, D., Deshayes, J., Marti, O., Talandier, C., Séférian, R., Lengaigne, M. and Madec, G. : On the evolution of the oceanic component of the IPSL climate models from CMIP3 to CMIP5 : A mean state comparison, Ocean Modelling, 72 IS -(0 SP - EP - PY - T2 -), 167–184, 2013.

[3] Séférian, R., Bopp, L., Gehlen, M., Orr, J., Ethé, C., Cadule, P., Aumont, O., Salas y Mélia, D., Voldoire, A. and Madec, G. : Skill assessment of three earth system models with common marine biogeochemistry, Climate Dynamics, 40(9-10), 2549–2573, doi:10.1007/s00382-012-1362-8, 2013a.

[2] Séférian, R., Bopp, L., Swingedouw, D. and Servonnat, J. : Dynamical and biogeochemical control on the decadal variability of ocean carbon fluxes, Earth Syst. Dynam., 4(1), 109–127, doi:10.5194/esd-4-109-2013, 2013b.


2012

[1] Séférian, R., Iudicone, D., Bopp, L., Roy, T. and Madec, G. : Water Mass Analysis of Effect of Climate Change on Air–Sea CO2 Fluxes : The Southern Ocean, J. Climate, 25(11), 3894–3908, doi:10.1175/JCLI-D-11-00291.1, 2012.

 Chapitres

Garçon, V., Bell, T., Wallace, D., Arnold, S., Baker, A., Bakker, D. E., Bange, H., Bates, N., Bopp, L., Boutin, J., Boyd, P., Bracher, A., Burrows, J., Carpenter, L., de Leeuw, G., Fennel, K., Font, J., Friedrich, T., Garbe, C., Gruber, N., Jaeglé, L., Lana, A., Lee, J., Liss, P., Miller, L., Olgun, N., Olsen, A., Pfeil, B., Quack, B., Read, K., Reul, N., Rödenbeck, C., Rohekar, S., Saiz-Lopez, A., Saltzman, E., Schneising, O., Schuster, U., Séférian, R., Steinhoff, T., Traon, P.-Y. and Ziska, F. : Perspectives and Integration in SOLAS Science, in Springer Earth System Sciences, edited by P. S. Liss and M. T. Johnson, pp. 247–306, Springer Berlin Heidelberg. 2014.


 Encadrement


Post-docs

- Sunghye BAEK (2013-2015) : Development of an ocean surface albedo parameterization for Earth system models (co-encadrement O. Boucher (IPSL/LMD) via le Labex L-IPSL).


Thèse

- Maxime PLAZZOTTA (2015-2018) : Impact de la gestion du rayonnement solaire sur le système Terre sur les cycles globaux de l’eau et du carbone (co-encadrement H.Douville (CNRM)).


Master 2

- Adrien Colomb (2015) : The seasonal response of the land and ocean carbon cycles to solar radiation management. (co-encadrement A. Lenton (CSIRO)).


Master 1

- Cécile Porchier & Simon Jalladeau (2015) : Modélisation des feux naturels dans un contexte de changement climatique. (co-encadrement C. Delire).

- Marion Le Brun (2014) : Étude de la sensibilité des simulations de la biogéochimie marine à la physique de la banquise. (co-encadrement M. Chevallier).

- Priscilla Le Mézo (2013) : Variabilité de la biogéochimie marine dans le Pacifique Équatorial, impact sur les niveaux trophiques supérieurs. (co-encadrement L. Bopp et S. Lefort (IPSL/LSCE)).


 Thèse

Impact du Changement Climatique sur les Flux de Carbone vers l’Océan. Rôle de la Variabilité Décennale

  • Thèse présentée et soutenue publiquement le 26 juin 2013 à l’Université Pierre et Marie Curie (Paris).
  • Directeurs de thèse : Laurent Bopp (IPSL/LSCE).


Résumé

Depuis l’ère industrielle, les océans ont joué un rôle essentiel dans l’atténuation du réchauffement global en captant environ un quart des émissions de carbone anthropique. L’évolution du puits de CO2 océanique, quasi parallèle à celle des émissions de CO2 anthropique, s’explique par le fait que son intensité est contrôlée par deux facteurs : le CO2 et le climat. Aujourd’hui, le rôle du CO2 dans l’évolution récente du puits de carbone océanique est bien compris mais ce n’est pas le cas du climat. En effet, certains auteurs prétendent que les variations récentes du puits de CO2 océanique seraient dues au changement climatique alors que d’autres suggèrent que ces dernières seraient induites par une variabilité décennale encore mal comprise. Dans cette thèse, nous proposons d’aborder cette problématique relative au rôle de la variabilité décennale des flux de carbone océaniques à l’aide de la modélisation. Dans un premier temps, nous avons démontré l’existence de variations décennales des flux de carbone océaniques dans les océans des hautes latitudes. Ces oscillations de période de 10 à 50 ans représentent 20 à 40% des variations interannuelles. Grâce aux techniques de Détection et Attribution appliquées aux reconstructions du projet RECCAP (1960-2005), nous avons ensuite évalué si leur présence pouvait influer sur la détection d’une contribution climatique à l’évolution des flux de carbone océaniques. Nous avons ainsi démontré que la contribution climatique n’est pas détectée dans les océans des hautes latitudes du fait de la présence de ces variations. L’absence de fortes variations décennales dans les océans des basses latitudes permet en revanche de détecter une modification de leur puits carbone associée au changement climatique.


Mots-clés

Variabilité Climatique – modélisation du cycle du carbone – biogéochimie marine – rétroactions climat-carbone


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