Variabilité du CO2 atmosphérique en régions australes : comparaison modèle / mesures

par Michel Ramonet

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de P. Monfray.

Soutenue en 1994

à Paris 7 .


  • Résumé

    Le principal objectif du développement du réseau de mesure du CO2 atmosphérique, est de permettre une meilleure connaissance des sources et puits de CO2, à une échelle régionale. Dans cette étude j'ai pris part a l'optimisation du réseau austral (sud de 30°s), (1) en installant une station de mesure aux Kerguelen, et (2) en développant les intercalibrations destinées à établir un réseau mondial calibré à 0. 1 ppmv près. L'objectif de ce travail est de déterminer les informations qu'un tel réseau de mesure peut nous apporter sur la distribution spatio-temporelle des flux nets de CO2 dans les régions australes. Pour relier les concentrations de CO2 atmosphérique et les flux nets, durant l'année 1990, j'utilise un modèle de transport 3-D basé sur les observations météorologiques analysées au CEPMMT. Ce travail nécessite également de définir un scenario global de flux nets de CO2 pour l'année 1990. Celui-ci est basé en particulier sur les mesures satellitaires de réflectance du couvert végétal, et sur les récentes mesures de DpCO2 dans les océans subtropicaux et subantarctiques. Dans une telle étude, on peut s'intéresser à trois types de variabilités: les gradients spatiaux de CO2 ; les cycles saisonniers ; et les variations à court terme (échelle synoptique). L'étude des gradients de CO2 entre les stations situées dans l'ocean Indien révèle la présence de faibles concentrations de CO2 vers 30°s, qui s'expliquent par le puits océanique simulé par le modèle à ces latitudes. Par contre la distribution des flux océaniques déduite d'une extrapolation, basée sur la corrélation entre pCO2 et la température de surface dans cette région, ne permet pas d'expliquer les concentrations plus faibles observées à cape Grim par rapport à l'ile d'Amsterdam (-0. 5 ppmv en 1990). Des mesures de pCO2 dans le secteur est de l'océan Indien apparaissent nécessaires pour confirmer la présence d'un puits océanique potentiellement plus intense dans cette zone. Bien que la contribution océanique permette d'expliquer en partie le caractère particulier du cycle saisonnier sur l'ile d'Amsterdam, cette contribution joue un role relativement mineur. La principale cause des cycles saisonniers observés au sud de 30°S est liée au cycle annuel de la biosphère continentale. Grace à la qualité des simulations des cycles annuels, reproduits a 0. 3 ppmv près ou mieux, cette étude met en evidence la necessité de simuler les sélections des masses d'air qui sont realisées dans les stations de mesure. Pour cela j'utilise les rétrotrajectoires calculées à partir du modèle. En outre l'étude détaillée des variations de CO2 à l'échelle annuelle démontre l'importance du transport inter-hemispherique dans les séries de mesures réalisées aux moyennes et hautes latitudes de l'hémisphère sud. Pour valider le modèle de transport à l'échelle synoptique, j'ai également utilise le 222Rn, traceur à courte durée de vie (3. 8 j) émis par les continents. Les simulations de 222Rn démontrent les capacités du modèle de transport à reproduire des situations synoptiques, tant en surface que dans la troposphère. Pour affiner les comparaisons entre mesures et simulations, il ressort qu'il est désormais nécessaire de se focaliser non seulement sur la simulation du transport vertical, mais aussi sur la qualité des mesures, et sur la source du 222Rn. Appliquée au CO2 l'étude des variations synoptiques démontrent pour la première fois la capacité d'un modèle de transport à reproduire des variations synoptiques de CO2. A Amsterdam et Kerguelen, la variabilité à court terme est principalement induite par les echanges de CO2 à l'interface air/mer. Ces variations sont donc très sensibles aux échanges à l'interface air/mer, qui restent mal connus. L'amplitude des variations synoptiques est mieux simulée si on utilise les coefficients d'échange calibrés sur la valeur moyenne déduite des mesures oceaniques du 14CO2, qui est environ 70% plus forte que celle déduite d'autres traceurs

  • Titre traduit

    Variabilities of atmosphéric CO2 in Austral regions : comparison between simulations and measurements


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Informations

  • Détails : 295 p.
  • Annexes : 194 réf. bibliogr.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • Accessible pour le PEB
  • Cote : TS1994
  • Bibliothèque : Muséum national d'histoire naturelle. Bibliothèque centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : ANT L 10629
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