Onderzoeksproject CG/DD1/11 (Onderzoeksactie CG)
Context
Ten gevolge van fossiele brandstofverbranding en verandering in landgebruik is de atmosferische koolstofdioxide concentratie sinds 1800 van een preïndustriële waarde van 280 ppm (parts per million) toegenomen tot 360 ppm. Deze toename over de ganse planeet is voornamelijk te wijten aan verbranding van fossiele brandstoffen en aan veranderingen in landgebruik. De continentale biosfeer en de oceaan nemen elk een deel op van de jaarlijkse industriële koolstofuitstoot. De oceaan speelt een essentiële rol in de controle over de groei van het CO2 gehalte dat als surplus voorkomt t.o.v. de evenwichtstoestand. Van zijn kant kan de fotosynthese gestimuleerd worden door het fertilisatie effect, te wijten aan verhoogde CO2 niveaus. Recente schattingen (IPCC, 1995) geven een sinkfunctie van de biosfeer voor koolstof van 0.5 tot 2 gigaton / jaar.
Doelstellingen
Het hoofddoel van het project is de verbetering van onze kennis en capaciteit om beter de verstoringen van de koolstofcyclus te voorspellen. Binnen het kader van het project wordt de verbetering van de globale modellering gestut op validatiemethoden die gebaseerd zijn op metingen van de scheikundige samenstelling van de oceanen, en op globale waarnemingen van de biosfeer met satellieten. Het aangewende drie dimensionale model dient de uitwisselingsfluxen te berekenen van koolstof tussen de oceaan, de biosfeer en de atmosfeer. Ons hoofddoel is de ontwikkeling van een driedimensioneel numeriek model dat het volgende toelaat:
- het reconstrueren van de evolutie van de biomassa van ecosystemen in de laatste ijstijd;
- om de afwijkingen van de evenwichtstoestand te bepalen aan de hand van simulaties van de systeemevolutie gedurende de industriële periode;
- het afleiden van de toekomstige atmosferische CO2 uitwisseling atmosfeer - oceaan - biosfeer, en de atmosferische CO2 concentratie.
Dit doel impliceert:
- het in rekening brengen, in het globaal budget van de oceaan - atmosfeer uitwisseling van CO2, processen die zich in de kustzone afspelen en op de marge van het continentaal plat, alsook een verbeterde kennis van deze processen;
- een adequate beschrijving van reactie van de biomassa van de oceaan op de spatiale en seizoensgebonden veranderingen in de voedselbeschikbaarheid;
- Het op punt stellen van een validatie methodologie voor het biosferisch model op basis van vegetatieindexen afgeleid van teledetectiewaarnemingen.
Partners
1. coördinator: Prof. J.-C. GÉRARD, Dr. L. FRANÇOIS, Laboratoire de Physique Atmosphérique et Planétaire, Institut d’Astrophysique et de Géophysique, Université de Liège: Modellering van de globale koolstofcyclus:
- validatie van het biosferisch model met paleobotanische vegetatiemetingen, analyse van klimatologische variabiliteit van koolstoffluxen.
- oceanografische module: verbetering van het 3-D model, validatie met metingen uit het verleden, bijdrage van de oceaan tot het totale budget van CO2 fluxen, het koppelen van deze twee componenten en scenario's voor toekomstvoorspellingen.
2. Prof. R. WOLLAST, Laboratoire d’Océanographie Chimique ,Université Libre de Bruxelles: Ontwikkeling van een gekoppeld hydrodynamisch - biologisch model voor het beschrijven van koolstoffluxen en nutriënten voor de oceanische marges met het continentaal plat.
3. Dr. F. VEROUSTRAETE, Ir. H. Eerens: Centrum voor Teledetectie en Atmosferische Processen (TAP)Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek (VITO) :
- definitie van een methodologie om vegetatie-indexen af te leiden uit waarnemingen van de NOAA en VEGETATION satellieten.
- toepassing van deze methodologie ter validatie van het globaal biosfeer model met betrekking tot de waargenomen vegetatie-indexen (geolocalisatie van vegetatie bedekkingstypes).
Verwachte resultaten
- raming van de bijdrage van vegetatie tot de vroegere, huidige en toekomstige atmosferische CO2 concentraties;
- raming van de oceanische bijdrage tot de huidige en toekomstige globale koolstofcyclus;
- identificatie en extractie van vegetatie-biomen uit de globale datasets van de EROS-USGS dataset. Deze biomen zullen gebruikt worden als input voor het gekoppeld hydrodynamisch-biologisch model;
- het koppelen van oceaan - biosfeer en atmosferische modellen tot een drie-dimensioneel model van de globale koolstofcyclus; toepassing op de vroegere, huidige en toekomstige atmosferische CO2 niveaus.
Internationale samenwerking
- participatie in het internationale IGBP programma van intercomparisons voor biosferische modellen: analyse van de seizoensschommelingen van atmosferisch CO2;
- participatie in de internationale OCMIP intercomparison van oceanische koolstofcyclus modellen;
- coördinatie van het Europese OMEX programma gewijd aan de bepaling van koolstoffixaties op de Europese oceaanmarges met het continentaal plat;
- participatie in het Europese BIOGEST programma over bepalingen van broeikasgasfluxen in estuaria;
- participatie in het voorbereidende programma van de VEGETATION sensor voor de compositing van multitemporele NDVI beelden.
