Recent advances on the dynamical representation and our understanding of the warmer‑than‑present last interglacial climate

The Last Interglacial (LIG, ~129-116 thousand years Before Present, hereafter ka) represents an ideal case study to understand the climate mechanisms at play under a warmer-than-present climate. However a spatio-temporal representation of the LIG climatic changes remains difficult to obtain, mainly because aligning paleoclimatic records from various archives (i.e. polar ice cores, marine sediments, speleothems) from around the globe is challenging. Here we summarize recent studies that highlight how the coupling of a synthesis of surface air and sea temperature records (above polar ice sheets and from the North Atlantic and Southern Ocean respectively) associated with harmonized chronologies and of appropriate climate model experiments improved our spatio-temporal representation of the LIG high-latitude climate evolution, and our understanding of the mechanisms at play, especially at the beginning of the LIG. In particular, we describe commonly-used record alignment strategies for marine sediment cores and we show that age discrepancies larger than 4 ka can exist between the timescales inferred from the different approaches. Providing harmonized chronologies when comparing multiple records is thus essential and we propose a new high latitude LIG data synthesis based on coherent record time scales together with associated time slices at 130, 125, 120 and 115 ka of surface temperature anomalies relative to present-day. The results provide the first robust evidence for asynchronous surface temperature evolutions at the LIG onset across the world and also enable one to identify important missing processes in state-of-the-art model climate simulations to reproduce the early LIG climate evolution. Our integrated model-data approach shows that a freshwater input into the North Atlantic (due to the Northern Hemisphere ice sheet early melting) needs to be accounted for in addition to the orbital and greenhouse gas concentration forcing in climate simulations, to explain the evolution of the early LIG climate.La dernière période interglaciaire (LIG, ~129-116 milliers d’années avant aujourd’hui, ka) représente un cas d’étude privilégié pour comprendre les mécanismes climatiques en jeu dans le contexte d’un climat plus chaud que l’actuel. Cependant, obtenir une représentation à la fois spatiale et temporelle des changements climatiques au cours du LIG reste compliqué. Ceci est principalement dû à la difficulté à construire des modèles d’âge harmonisés pour des enregistrements paléoclimatiques provenant d’archives différentes (par exemple, carottes de glace, sédiments marins, spéleothèmes) et géographiquement dispersées. Dans ce manuscrit, nous résumons trois études récentes qui illustrent qu’en couplant une nouvelle synthèse de données de température de l’air au-dessus du Groenland et de l’Antarctique et des eaux de surface (dans l’Atlantique nord et l’océan Austral) basée sur un cadre chronologique cohérent, avec des simulations numériques appropriées, il est possible d’avancer notre connaissance sur les changements climatiques qui se sont produits pendant le LIG, et en particulier sur les mécanismes en jeu aux hautes latitudes au début du LIG. Nous décrivons d’abord les stratégies d’alignement communément utilisées pour définir les modèles d’âges des enregistrements sédimentaires marins couvrant le LIG. Nous montrons que des désaccords de plus de 4000 ans peuvent être observés entre les modèles d’âges obtenus à partir des différentes approches. Il est donc essentiel de proposer des chronologies harmonisées lorsque l’on compare de multiples enregistrements paléoclimatiques sur le LIG. C’est pourquoi, nous avons établi une nouvelle synthèse des données de température de surface associée à un cadre chronologique cohérent. Cette nouvelle synthèse pour le LIG se focalise sur les régions des hautes latitudes. Nous proposons aussi quatre cartes représentant des instantanés à 130, 125, 120 et 115 ka des anomalies de température de surface relatives à l’actuel. Nos résultats mettent en évidence de manière robuste qu’à l’échelle globale, les changements de température ne se sont pas tous produits au même moment au début du LIG. En comparant la carte d’anomalie de température à 130 ka avec des températures de surface simulées pour le même intervalle de temps par un modèle de circulation générale, nous montrons que ce dernier n’est pas en mesure de reproduire les changements climatiques observés dans les enregistrements paléoclimatiques lorsqu’il est forcé uniquement par la configuration orbitale de la Terre et les concentrations atmosphériques en gaz à effet de serre à 130 ka. En particulier, notre approche combinant les anomalies de température reconstruites à 130 ka avec de nouveaux résultats de modélisation suggère que pour expliquer l’évolution du climat au début du LIG, il est nécessaire de prendre en compte un forçage additionnel, celui lié à l’apport d’eau douce dans l’Océan atlantique nord associé à la fonte des calottes de glace de l’hémisphère nord