Projet de recherche CG/DD1/11 (Action de recherche CG)
Contexte
La teneur en CO2 est passée d’une valeur préindustrielle de 280 ppm (parties par million) à une valeur de 360 ppm. Cet accroissement, observé sur toute la planète, est dû principalement à la combustion des combustibles fossiles et aux changements d'affectation des sols. L’océan joue un rôle essentiel dans le contrôle de la croissance du CO2 en absorbant et en stockant une partie du CO2 excédentaire par rapport à l’équilibre naturel. Par ailleurs, les océans jouent un rôle direct de retardement vis à vis du réchauffement de la planète. De son côté, la photosynthèse peut être stimulée par l’élévation du niveau de CO2 (effet de fertilisation). Au cours des années 1980, la fertilisation de la biosphère continentale par le CO2 aurait constitué, selon les estimations (IPCC, 1995), un puits de 0,5 à 2 giga tonnes de carbone/an.
Objectifs
L’objectif primaire du projet est l’amélioration de notre connaissance et de notre capacité à mieux prédire quantitativement les perturbations du cycle du carbone. Dans le cadre du projet, l’amélioration de la modélisation globale repose sur des méthodes de validation basées sur les mesures de la composition chimique océanique ainsi que sur l’observation globale de la biosphère à l’aide de satellites. L’objectif final est de développer un modèle numérique tridimensionnel permettant :
- De reconstituer l’évolution de la biomasse et des écosystèmes au cours du dernier maximum glaciaire ;
- De déterminer les écarts actuels à la situation d’équilibre à l’aide de simulations de l’évolution du système au cours de la période industrielle;
- De simuler l’évolution future des échanges atmosphère-océan-biosphère et de la teneur en CO2 atmosphérique ;
Cet objectif implique:
- La prise en considération, dans le bilan global de l’échange océan-atmosphère du CO2 , des processus se déroulant dans la zone côtière et à la marge océanique ainsi que l’amélioration de la connaissance de ces processus;
- Une description adéquate de la réponse de la biomasse marine à la disponibilité spatiale et saisonnière des nutriments;
- La mise au point d’une méthodologie de validation du modèle biosphérique global à l’aide des indices de végétations déduits de la télédétection satellitaire.
Les partenaires
1. Professeur J.-C. GÉRARD, Dr. L. FRANÇOIS, Laboratoire de Physique Atmosphérique et Planétaire: modélisation du cycle global du carbone:
- Validation du modèle biosphérique sur les données de paléo-végétation, étude de la variabilité des flux de CO2 d’origine climatique ;
- Composante océanique : amélioration du modèle tridimensionnel, validation sur les données du passé, rôle de l’océan dans le bilan global des flux de CO2 , couplage des deux composantes et scenarii pour le futur;
2. Professeur R. WOLLAST, Laboratoire d’Océanographie Chimique: élaboration d’un modèle couplé hydrodynamique biologique décrivant les flux de carbone et de substances nutritives à la marge océanique.
3. Dr. F. VEROUSTRAETE, Ir. H. Eerens, Centrum voor Teledetectie en Atmosferische Processen (TAP):
- Mise au point d’une méthodologie pour extraire des indices de végétation déduits de la télédétection satellitaire pour le plateformes NOAA et VEGETATION;
- Application de cette méthodologie pour la validation du modèle biosphérique global (géolocalisation des types de couverts végétales) à l’aide des indices de végétation déduits de la télédétection satellitaire.
Produits et résultats attendus
- Évaluation du rôle de la biosphère continentale et de biomasse marine de la zone côtière et de la marge continentale aux échanges actuels et futurs du CO2 atmosphérique;
- Détermination et extraction des biomes végétaux au niveau global à partir du jeux de données satellitaires de USGS (EROS Dataset). Les biomes extraits servent d’ entrée au modèle global;
- Amélioration des méthodes utilisant la télédétection satellitaire pour contraindre et valider les modèles de végétation;
- Développement d’un modèle tridimensionnel du cycle du carbone et application aux niveaux passé, présent et futur de CO2 atmosphérique;
Collaborations internationales
- Participation au programme international d’intercomparaison des modèles biosphériques organisé sous l’égide de l’IGBP : responsabilité de la comparaison des variations saisonnières de CO2 ;
- Participation au programme international OCMIP d’intercomparaison des modèles de cycle du carbone océanique;
- Coordination du programme européen ‘Ocean Margin Exchange’ (OMEX) destiné à évaluer les flux de carbone à la marge océanique européenne;
- Participation au programme européen ‘BIOGEST’ d’évaluation des flux de gaz à effet de serre dans les estuaires;
- Participation au programme préparatoire de senseur VEGETATION en vue d’une recherche sur la composition multitemporelle d’images NDVI..
