The Effects of the Laurentide Ice Sheet on North American Climate during the Last Glacial Maximum L’influence de la calotte glaciaire laurentidienne sur le climat en Amérique du Nord durant le dernier pléniglaciaire Auswirkungen der laurentischen Eisdecke auf das Klima Nordamrikas während des jüngsten glazialen Maximums

ABSTRACT

A climate model, consisting of an atmospheric general circulation model coupled with a simple model of the oceanic mixed layer, is used to investigate the effects of the continental ice distribution of the last glacial maximum (LGM) on North American climate. This model has previously been used to simulate the LGM climate, producing temperature changes reasonably in agreement with paleoclimatic data. The LGM distribution of continental ice according to the maximum reconstruction of HUGHES et al. (1981) is used as input to the model. In response to the incorporation of the expanded continental ice of the LGM, the model produces major changes in the climate of North America. The ice sheet exerts an orographic effect on the tropospheric flow, resulting in a splitting of the midlatitude westerlies in all seasons but summer. Winter temperatures are greatly reduced over a wide region south of the Laurentide ice sheet, although summer cooling is less extensive. An area of reduced soil moisture develops in the interior of North America just south of the ice margin. At the same time, precipitation increases in a belt extending from the extreme southeastern portion of the ice sheet eastward into the North Atlantic. Some of these findings are similar to paleoclimatic inferences based on geological evidence.

RÉSUMÉ

Un modèle climatique, composé d'un modèle de circulation atmosphérique général associé à un modèle simple de la couche océanique mixte, a servi à étudier l'influence de la répartition des glaciers continentaux sur le climat de l'Amérique du Nord au dernier pléniglaciaire. Ce modèle avait déjà servi pour simuler le climat au dernier pléniglaciaire; il a montré des changements de températures concordant assez bien avec les données paléoclimatiques. La répartition des glaces continentales pendant le pléniglaciaire selon l'hypothèse d'extension maximale de HUGHES et al. (1981) a servi à la modélisation. En réponse à l'incorporation des données de cette hypothèse, le modèle fait voir des changements majeurs dans le climat de l'Amérique du Nord. La présence de la calotte glaciaire fait ressortir l'influence de l'orographie sur le flux troposphérique qui se concrétise par une séparation des vents d'ouest aux latitudes moyennes durant toutes les saisons, sauf l'été. Les températures hivernales s'abaissent substantiellement dans une vaste région située au sud de la calotte laurentidienne, bien que le refroidissement soit moindre durant l'été. Une zone sèche se développe immédiatement au sud de la marge glaciaire. Au même moment, les précipitations augmentent dans la région qui s'étend de l'extrémité sud-est de la calotte glaciaire jusque dans l'Atlantique Nord, à l'est. Certains de ces résultats sur la nature du paléoclimat sont similaires aux déductions que les données géologiques ont inspirées.

ZUSAMMENFASSUNG

Um die Auswirkungen der kontinentalen Eisverbreitung im jüngsten glazialen Maximum auf das nordamerikanische Klima zu erforschen, wird ein Klima-Modell benutzt. das aus einem Modell der Hauptluftströmung in Verbindung mit einem einfachen Modell der gemischten ozeanischen Schicht besteht. Frùher wurde dieses Modell benutzt, um das Klima im jüngsten glazialen Maximum zu simulieren. Die Ergebnisse haben Temperaturschwankungen ergeben, die einigermapen genau mit den paleoklimatischen Daten übereinstimmten. Ausgegangen wurde bei dem Modell von der Verteilung des kontinentalen Eises im jüngsten glazialen Maximum entsprechend der Maximum-Rekonstruktion von HUGHES et al. (1981). AIs Antwort auf die Einverleibung des ausgedehnten kontinentalen Eises im jüngsten glazialen Maximum produziert das Modell bedeutende Veränderungen im nordamerikanischen Klima. Die Eisdecke übt eine orographische Wirkung auf die troposphärische Luftströmung aus, was zu einer Aufsplitterung der westlichen Winde mittlerer Breite in alien Jahreszeiten auBer im Sommer führt. Die Winter-Temperaturen sinken stark in einem weiten Gebiet südlich der laurentischen Eisdecke, während die sommerliche Abkühlung weniger stark ausfällt. Im Innern Nordamerikas südlich der Eisgrenze entwickelt sich ein Gebiet verringerter Bodenfeuchtigkeit. Gleichzeitig nehmen die Niederschläge innerhalb eines Gürtels zu, der von dem äupersten südöstlichen Teil der Eisdecke ostwärts in den Nordatlantik reicht. Einige dieser Ergebnisse decken sich mit paleoklimatischen Folgerungen, die sich auf geologische Nachweise stützen.