• Energy Research
• French National Research Agency (AN... close
• FR close
• IT close
• UA close

Upwelling processes bring nutrient-rich waters from the deep ocean to the surface. Areas of upwelling are often associated with high productivity, offering great economic value in terms of fisheries. The sensitivity of spring/summer-time coastal upwelling systems to climate change has recently received a lot of attention. Several studies have suggested that their intensity may increase in the future while other authors have shown decreasing intensity in their equatorward portions. Yet, recent observations do not show robust evidence of this intensification. The Senegalo-Mauritanian upwelling system (SMUS) located at the southern edge of the north Atlantic system (12°N–20°N) and most active in winter/spring has been largely excluded from these studies. Here, the seasonal cycle of the SMUS and its response to climate change is investigated in the database of the Coupled Models Inter comparison Project Phase 5 (CMIP5). Upwelling magnitude and surface signature are characterized by several sea surface temperature and wind stress indices. We highlight the ability of the climate models to reproduce the system, as well as their biases. The simulations suggest that the intensity of the SMUS winter/spring upwelling will moderately decrease in the future, primarily because of a reduction of the wind forcing linked to a northward shift of Azores anticyclone and a more regional modulation of the low pressures found over Northwest Africa. The implications of such an upwelling reduction on the ecosystems and local communities exploiting them remains very uncertain.

This dataset contains the underlying data for the following publication: Tanaka, K., C. Azar, O. Boucher, P. Ciais, Y. Gaucher, D. J. A. Johansson (2022) Paris Agreement requires substantial, broad, and sustained policy efforts beyond COVID-19 public stimulus packages. Climatic Change 172, 1 (2022). https://doi.org/10.1007/s10584-022-03355-6 Earlier manuscripts were published as a preprint. https://arxiv.org/abs/2104.08342 K.T. benefited from State assistance managed by the National Research Agency in France under the Programme d'Investissements d'Avenir under the reference ANR-19-MPGA-0008.

AbstractWe study the propagation of cosmological gravitational wave (GW) backgrounds from the early radiation era until the present day in modified theories of gravity. Comparing to general relativity (GR), we study the effects that modified gravity parameters, such as the GW friction αMand the tensor speed excessαT, have on the present-day GW spectrum. We use both the WKB estimate, which provides an analytical description but fails at superhorizon scales, and numerical simulations that allow us to go beyond the WKB approximation. We show that a constantαTmakes relatively insignificant changes to the GR solution, especially taking into account the constraints on its value from GW observations by the LIGO-Virgo collaboration, whileαMcan introduce modifications to the spectral slopes of the GW energy spectrum in the low-frequency regime depending on the considered time evolution ofαM. The latter effect is additional to the damping or growth occurring equally at all scales that can be predicted by the WKB approximation. In light of the recent observations by pulsar timing array (PTA) collaborations, and the potential observations by future detectors such as SKA, LISA, DECIGO, BBO, or ET, we show that, in most of the cases, constraints cannot be placed on the effects ofαMand the initial GW energy density ℰ*GWseparately, but only on the combined effects of the two, unless the signal is observed at different frequency ranges. In particular, we provide some constraints on the combined effects from the reported PTA observations.

Combler le fossé entre les prévisions des modèles climatiques à échelle grossière et la réalité climatique à échelle fine des espèces est un enjeu clé de la recherche en biologie du changement climatique. Bien qu'il soit maintenant bien connu que la plupart des organismes ne connaissent pas les conditions climatiques enregistrées dans les stations météorologiques, il existe peu d'informations sur les écarts entre les microclimats et les températures interpolées mondiales utilisées dans les modèles de répartition des espèces, et leurs conséquences sur les performances des organismes. Pour résoudre ce problème, nous avons examiné l'hétérogénéité spatio-temporelle à échelle fine des températures de l'air, du couvert végétal et du sol des paysages agricoles des Andes équatoriennes et les avons comparés aux prévisions des grilles climatiques interpolées mondiales. Des séries temporelles de températures ont été mesurées dans l'air, la canopée et le sol pour 108 localités à trois altitudes et analysées à l'aide de la transformée de Fourier. Les écarts entre les températures locales et les grilles interpolées mondiales et leurs implications pour la performance des ravageurs ont ensuite été cartographiés et analysés à l'aide de la boîte à outils statistique SIG. Nos résultats ont montré que les prévisions globales interpolées surestiment de 77,5±10 % et sous-estiment de 82,1±12 % les températures locales minimales et maximales de l'air enregistrées dans la grille étudiée. Des modifications supplémentaires de la température de l'air local étaient dues au tamponnage thermique du couvert végétal (de − 2,7°K pendant la journée à 1,3°K pendant la nuit) et des sols (de −4,9°K pendant la journée à 6,7°K pendant la nuit) avec un effet significatif de la phénologie des cultures sur l'effet tampon. Ces écarts entre les températures interpolées et locales ont fortement affecté les prévisions de la performance d'un ravageur ectothermique des cultures, car les températures interpolées prédisaient des taux de croissance des ravageurs 2,3 à 4,3 fois inférieurs à ceux prédits par les températures locales. Cette étude fournit des informations quantitatives sur la limitation des données climatiques à échelle grossière pour capturer la réalité de l'environnement climatique vécu par les organismes vivants. Dans les régions très hétérogènes telles que les montagnes tropicales, il convient donc de faire preuve de prudence lors de l'utilisation de modèles mondiaux pour déduire des processus biologiques à l'échelle locale. Cerrar la brecha entre las predicciones de los modelos climáticos a escala gruesa y la realidad climática a escala fina de las especies es un tema clave de la investigación en biología del cambio climático. Si bien ahora es bien sabido que la mayoría de los organismos no experimentan las condiciones climáticas registradas en las estaciones meteorológicas, hay poca información sobre las discrepancias entre los microclimas y las temperaturas globales interpoladas utilizadas en los modelos de distribución de especies, y sus consecuencias para el rendimiento de los organismos. Para abordar este problema, examinamos la heterogeneidad espaciotemporal a escala fina en las temperaturas del aire, el dosel de los cultivos y el suelo de los paisajes agrícolas en los Andes ecuatorianos y los comparamos con las predicciones de las redes climáticas interpoladas globales. Las series temporales de temperatura se midieron en aire, dosel y suelo para 108 localidades a tres altitudes y se analizaron mediante la transformada de Fourier. Las discrepancias entre las temperaturas locales frente a las redes interpoladas globales y sus implicaciones para el rendimiento de las plagas se mapearon y analizaron utilizando una caja de herramientas estadísticas SIG. Nuestros resultados mostraron que las predicciones interpoladas globales sobreestiman en un 77.5±10% y subestiman en un 82.1±12% las temperaturas mínimas y máximas locales del aire registradas en la cuadrícula estudiada. Las modificaciones adicionales de las temperaturas locales del aire se debieron al amortiguamiento térmico de las copas de las plantas (de -2,7 ° K durante el día a 1,3 ° K durante la noche) y los suelos (de -4,9 ° K durante el día a 6,7 ° K durante la noche) con un efecto significativo de la fenología de los cultivos en el efecto amortiguador. Estas discrepancias entre las temperaturas interpoladas y locales afectaron fuertemente las predicciones del rendimiento de una plaga de cultivo ectotérmico, ya que las temperaturas interpoladas predijeron tasas de crecimiento de plagas 2.3–4.3 veces más bajas que las predichas por las temperaturas locales. Este estudio proporciona información cuantitativa sobre la limitación de los datos climáticos a escala aproximada para capturar la realidad del entorno climático experimentado por los organismos vivos. Por lo tanto, en regiones altamente heterogéneas como las montañas tropicales, se debe tener precaución al utilizar modelos globales para inferir procesos biológicos a escala local. Bridging the gap between the predictions of coarse-scale climate models and the fine-scale climatic reality of species is a key issue of climate change biology research. While it is now well known that most organisms do not experience the climatic conditions recorded at weather stations, there is little information on the discrepancies between microclimates and global interpolated temperatures used in species distribution models, and their consequences for organisms' performance. To address this issue, we examined the fine-scale spatiotemporal heterogeneity in air, crop canopy and soil temperatures of agricultural landscapes in the Ecuadorian Andes and compared them to predictions of global interpolated climatic grids. Temperature time-series were measured in air, canopy and soil for 108 localities at three altitudes and analysed using Fourier transform. Discrepancies between local temperatures vs. global interpolated grids and their implications for pest performance were then mapped and analysed using GIS statistical toolbox. Our results showed that global interpolated predictions over-estimate by 77.5±10% and under-estimate by 82.1±12% local minimum and maximum air temperatures recorded in the studied grid. Additional modifications of local air temperatures were due to the thermal buffering of plant canopies (from −2.7°K during daytime to 1.3°K during night-time) and soils (from −4.9°K during daytime to 6.7°K during night-time) with a significant effect of crop phenology on the buffer effect. This discrepancies between interpolated and local temperatures strongly affected predictions of the performance of an ectothermic crop pest as interpolated temperatures predicted pest growth rates 2.3–4.3 times lower than those predicted by local temperatures. This study provides quantitative information on the limitation of coarse-scale climate data to capture the reality of the climatic environment experienced by living organisms. In highly heterogeneous region such as tropical mountains, caution should therefore be taken when using global models to infer local-scale biological processes. يعد سد الفجوة بين تنبؤات النماذج المناخية ذات النطاق الخشن والواقع المناخي الدقيق للأنواع قضية رئيسية في أبحاث البيولوجيا المتعلقة بتغير المناخ. في حين أنه من المعروف الآن أن معظم الكائنات الحية لا تعاني من الظروف المناخية المسجلة في محطات الطقس، إلا أن هناك القليل من المعلومات حول التناقضات بين المناخات الدقيقة ودرجات الحرارة العالمية المستكملة المستخدمة في نماذج توزيع الأنواع، وعواقبها على أداء الكائنات الحية. لمعالجة هذه المشكلة، قمنا بفحص عدم التجانس الزماني المكاني الدقيق في الهواء ومظلة المحاصيل ودرجات حرارة التربة للمناظر الطبيعية الزراعية في جبال الأنديز الإكوادورية وقارناها بتنبؤات الشبكات المناخية العالمية المستكملة. تم قياس السلاسل الزمنية لدرجة الحرارة في الهواء والمظلة والتربة لـ 108 موقعًا على ثلاثة ارتفاعات وتم تحليلها باستخدام تحويل فورييه. ثم تم رسم خرائط التناقضات بين درجات الحرارة المحلية مقابل الشبكات العالمية المستكملة وآثارها على أداء الآفات وتحليلها باستخدام مجموعة الأدوات الإحصائية لنظم المعلومات الجغرافية. أظهرت نتائجنا أن التنبؤات العالمية المستكملة تزيد عن التقديرات بنسبة 77.5±10 ٪ وتقل عن التقديرات بنسبة 82.1±12 ٪ من الحد الأدنى المحلي والحد الأقصى لدرجات حرارة الهواء المسجلة في الشبكة المدروسة. كانت التعديلات الإضافية في درجات حرارة الهواء المحلية بسبب التخزين المؤقت الحراري لمظلات النباتات (من - 2.7 درجة كلفن خلال النهار إلى 1.3 درجة كلفن خلال الليل) والتربة (من - 4.9 درجة كلفن خلال النهار إلى 6.7 درجة كلفن خلال الليل) مع تأثير كبير لظاهرة المحاصيل على تأثير العازل. أثرت هذه التناقضات بين درجات الحرارة المستكملة والمحلية بشدة على التنبؤات بأداء آفة المحاصيل خارجة الحرارة حيث تنبأت درجات الحرارة المستكملة بمعدلات نمو الآفات 2.3–4.3 مرة أقل من تلك التي تنبأت بها درجات الحرارة المحلية. توفر هذه الدراسة معلومات كمية عن محدودية البيانات المناخية ذات النطاق الخشن لالتقاط واقع البيئة المناخية التي تعاني منها الكائنات الحية. في المناطق غير المتجانسة للغاية مثل الجبال الاستوائية، يجب توخي الحذر عند استخدام النماذج العالمية لاستنتاج العمليات البيولوجية على المستوى المحلي.

Understanding the genetic bases underlying climate adaptation is a key element to predict the potential of species to face climate warming. Although substantial climate variation is observed at a micro-geographic scale, most genomic maps of climate adaptation have been established at broader geographical scales. Here, by using a Pool-Seq approach combined with a Bayesian hierarchical model that control for confounding by population structure, we performed a genome-environment association (GEA) analysis to investigate the genetic basis of adaptation to six climate variables in 168 natural populations of Arabidopsis thaliana distributed in south-west of France. Climate variation among the 168 populations represented up to 24% of climate variation among 521 European locations where A. thaliana inhabits. We identified neat and strong peaks of association, with most of the associated SNPs being significantly enriched in likely functional variants and/or in the extreme tail of genetic differentiation among populations. Furthermore, genes involved in transcriptional mechanisms appear predominant in plant functions associated with local climate adaptation. Globally, our results suggest that climate adaptation is an important driver of genomic variation in A. thaliana at a small spatial scale and mainly involves genome-wide changes in fundamental mechanisms of gene regulation. The identification of climate-adaptive genetic loci at a micro-geographic scale also highlights the importance to include within-species genetic diversity in ecological niche models for projecting potential species distributional shifts over short geographic distances.

Abstract We single out the role of fully coherent induced gluon radiation on light hadron production in pA collisions. The effect has the same general features as for quarkonium production, however with a richer color structure as the induced radiation depends on the global color charge of the partonic subprocess final state. Baseline predictions for light hadron nuclear suppression in pPb collisions at the LHC are provided, taking into account only the effect of fully coherent energy loss, which proves to be of the same order of magnitude as gluon shadowing or saturation. This underlines the need to include fully coherent energy loss in phenomenological studies of hadron production in pA collisions.