A Method for Palaeoclimatic Reconstruction in Palynology Based on Multivariate Time-Series Analysis Une méthode de reconstitution paléoclimatique en palynologie basée sur l’analyse des séries temporelles multivariées Eine Methode zur paläoklimatischen Rekonstruktion in der Palynologie, gestützt auf die Analyse von vielfach variierten Zeit-Sequenzen

ABSTRACT

A method based on multiple regression, canonical correlation analysis and the Kalman filter is developed with a view to producing a reliable reconstruction of climate from pollen spectra. The study region is the southern France, where traditional analytical techniques are unsatisfactory due to the heavy influence of human activity and the existence of a complex climate. The first stage of the proposed method is the same as the standard techniques in which a spatial network of 36 sites with recent pollen and climate data were analyzed by regression techniques. But since the recent data are frequently subjected to disturbance by such factors as human activity or the particularities of the local vegetations, a second, independent analytical stage was added, in which pairs of fossil sites were compared using ancient data exclusively. In this way a model of the climatic forcing can be obtained, with the above-mentioned factors left out of account. The reconstructions obtained from the first two stages were then compared in the third stage of the method, and the result is a corrected reconstruction, from which it appears that at 14 000 BP annual temperature was 9^oC cooler than present, with a 4°C increase between 13 500 and 11 500 BP followed by a 2^oC cooling at 10 500 BP. The Holocene temperature maximum occurred between 8000 and 6000 BP. when the temperature was 1°C warmer than present.

RÉSUMÉ

Une méthodologie basée sur la régression multiple, l'analyse canonique et le filtre de Kalman est mise au point pour produire des reconstitutions climatiques fiables à partir de spectres polliniques. Elle est appliquée au sud de la France, région fortement anthropisée et au climat complexe, situations où justement des méthodes plus classiques ne sont pas satisfaisantes. La première étape de la méthodologie est équivalente aux méthodes classiques (régression calibrée sur l'Actuel). Comme la reconstruction qui en découle est souvent perturbée par divers facteurs comme l'action de l'homme ou les particularités des végétations locales, une seconde étape, indépendante, est ajoutée. Elle procède par analyse exclusive du passé en comparant deux sites fossiles. Ceci permet d'obtenir un modèle du forcing du climat régional. Les reconstitutions issues des deux étapes sont mises en commun, fournissant une reconstitution corrigée. Il ressort qu'en 14 000 BP. Ia température annuelle était de 9°C plus basse que l'actuelle; un réchauffement de 4^oC est survenu de 13 500 BP à 11 500 BP, suivi d'un nouveau refroidissement de 2^oC en 15 500 BP. Le maximum de l'Holocène fut situé vers 8000-6000 BP avec une température supérieure de 1^oC à l'actuelle.

ZUSAMMENFASSUNG

Eine auf multiple Regression, kanonische Korrelationsanalyse und den Kalman-Filter gestùtzte Méthode wird entwickelt, um eine verlâRliche Klima-Rekonstruktion aus den Pollen-Spek-tren zu erhalten. Das Studiengebiet ist Sùd-frankreich, wo traditionelle analytische Techniken unbefriedigend sing, wegen des betràchtlichen Einflusses menschlicher Aktivitaten und wegen des komplexen Klimas. Die erste Etappe der vorgeschlagenen Méthode entspricht den Standard-Techniken, in denen ein Flâchen-Netzwerk von 36 Plàtzen mit neuen Pollen und Klima-Daten mittels Regressions-Techniken analysiert wurden. Da aber die neueren Daten hàufig durch Faktoren wie menschliche Aktivitâten und die Beson-derheiten der ôrtlichen Vegetation gestôrt werden, wurde eine zweite, unabhàngige analytische Etappe hinzugefùgt, in welcher Paare von Fossil-Vorkommen verglichen wurden unter auschlieBlicher Benutzung alter Daten. Auf dièse Weise kann ein Modell der klimatischen Forcierung gewonnen werden, wobei die obengenannten Faktoren nicht miteinbezogen werden. Die aus den zwei ersten Etappen gewonnenen Rekonstruktionen werden dann in der dritten Etappe der Méthode verglichen, und das Ergebnis ist eine korrigierte Rekonstruktion, aus der hervorgeht, daf3 um 14 000 v.u.Z. die jâhrliche Temperatur um 9°C kalter als heute war. mit einer Zunahme von 4°C zwischen 13 500 und 11 500 v.u.Z., gefolgt von einer Abkùhlung um 2°C um 10 500 v.u.Z. die Maximaltemperatur im Holozân wurde zwischen 8 000 und 6 000 v.u.Z. erreicht, mit einer Temperatur, die um 1^oC warmer als heute war.