La composition en 1 8o du co 2 atmospherique : une nouvelle contrainte pour estimer la photosynthese globale

par Philippe Peylin

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Jean Jouzel.

Soutenue en 1999

à Paris 6 .

mots clés

Résumé

L'objectif de cette these a ete l'etude des variations spatiales et temporelles de la teneur en oxygene 18 du co 2 atmospherique ( 1 8o, observees a 25 sites) et leur controle par les flux de photosynthese (gpp) et de respiration. En moyenne annuelle le co 2 emis par respiration compense pratiquement l'absorption par photosynthese mais la composition en 1 8o de chaque flux est tres differente. Le processus critique est l'echange d'1 8o entre le co 2 et l'eau des plantes ou des sols. Tout d'abord, une base de donnees mensuelles, coherente, du 1 8o a ete construite a partir des mesures flacons des reseaux noaa et csiro. Une modelisation des champs globaux de 1 8o a ensuite ete developpe a partir des equations de ciais et al. (1997a) decrivant les flux de co 2 et de co 1 8o entre l'atmosphere et les reservoirs de surface et d'un modele de transport. Les champs simules reproduisent bien les observations. Les flux biospheriques des latitudes temperees et boreales controlent principalement le cycle saisonnier et le gradient nord/sud, du 1 8o. De plus, la respiration est le processus majeur qui determine la phase et l'amplitude du cycle saisonnier du 1 8o aux hautes latitudes nord. Une methode inverse 3d a ete developpe afin d'estimer les flux de gpp a l'echelle continentale a partir des donnees atmospheriques. Cette methode combine les informations apportees par (1) notre connaissance a priori des flux de co 2 et de leur signature isotopique, (2) les mesures atmospheriques de co 2 et de 1 8o et (3) le transport atmospherique. L'estimation de la gpp annuelle est robuste pour les regions temperees et boreales : 123 gtc an 1 pour l'amerique du nord, 113 gtc an 1 pour l'europe et 142 gtc an 1 pour l'asie du nord. La phase et l'amplitude saisonniere des flux sont aussi estimes a 10-20% pres, pour ces regions. Pour les tropiques, l'estimation de la gpp reste sensible aux valeurs imposees a priori.

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