Le Cycle du carbone présentetfutur : Entre certitudes etincertitudes

Dimension: px

Commencer à balayer dès la page:

Download "Le Cycle du carbone présentetfutur : Entre certitudes etincertitudes"

Étienne Morency
il y a 6 ans
Total affichages :

sciences du climat et de l environnement Philippe Bousquet, Laboratoire de sciences du

1 Le Cycle du carbone présentetfutur : Entre certitudes etincertitudes Jean-Louis Dufresne Laboratoire de météorologie dynamique avec le concours de : Laurent Bopp, Laboratoire de sciences du climat et de l environnement Philippe Bousquet, Laboratoire de sciences du climat et de l environnement Pierre Friedlingstein, Laboratoire de sciences du climat et de l environnement

2 PLAN Partie 1 : Le présent 1-1. Cycle du carbone actuel : Flux et réservoirs 1-2. Méthodes d évaluation des sources et puits de CO 2 Partie 2 : Le futur 2-1. Le Cycle du Carbone contrôle le Climat 2-2. Le Climat contrôle le Cycle du Carbone

3 bilan global actuel «naturel» du CO 2 en GtC an -1 (1 GtC = gc) 750 GtC Dégazage 90 ± 20 Absorption 90 ± 20 Respiration 120 ± 30 Photosynthèse 120 ± GtC 2500 GtC Flux annuels années 1990 Stocks moyens réservoirs Source : IPCC-TAR

4 e bilan global actuel perturbé du CO 2 en GtC an -1 (1 GtC = gc) 750 GtC Source fossile Puits océanique Puits biosphérique GtC 2500 GtC Flux annuels années 1990 Stocks moyens réservoirs Source : IPCC-TAR

e bilan global actuel perturbé du CO 2 en GtC an -1 (1 GtC = 10 15 gc) 750 GtC Source fossile Puits

5 e bilan global actuel perturbé du CO 2 en GtC an -1 (1 GtC = gc) 750 GtC Source fossile Puits océanique Puits biosphérique GtC 2500 GtC Flux annuels années 1990 Stocks moyens réservoirs Source : IPCC-TAR +

6 Le cycle du carbone continental Bilan net long terme Bilan net court terme Production de biomasse 103 GtC/an 1.5 GtC/an 50 GtC/an 40 GtC/an respiration 10 GtC/an <1 GtC/an biomasse litière Carbone dans les sols

Stocks de carbone 10 6 km 2 GtC Biomasse

7 Les stocks de carbone dans la biosphère continentale Biotope Surf. Stocks de carbone 10 6 km 2 GtC Biomasse Sol Total Forêts Tropicales Forests Tempérées Forêts Boréales Savannes Prairies Déserts Toundra Zones humides Agrosystèmes Total WBGU 1998 Déserts Zones humides Savannes Prairies & cultures Forêts boréales Forêts tempérées Forêts tropicales

8 Le Cycle du Carbone Océanique - 1 Cycle naturel (L. Bopp,

un modèle Production primaire océanique (mol-c m-2 a-1)

9 Le Cycle du Carbone Océanique - 6 Flux air-mer de CO 2 (mol-c m-2 a-1) Produit à partir de données de pco2 et d un modèle Production primaire océanique (mol-c m-2 a-1) Produit à partir de données Satellites (SeaWiFS) et de modèles

10 Comment estimer les flux de CO2? Modélisation inverse du transport atmosphérique Problème mal posé Amplification de l erreur Echelle régionale km 2 Approche descendante (top-down) Inventaires forestiers -local (1ha) Mesures océaniques Extraplation des mesures de pco 2 Tours de flux (1-10 km 2 ) Modèles directs - biospheriques - Oceaniques ( km 2 ) Approche montante (Bottom-up) Extrapolation Forte hétérogénéité

Observa tions y o ; var/cov R Estimation : Incertitudes : H x = y Estimation de x a minimisant la

11 Inversion du transport atmosphérique - 1 Approche directe Sc - ( ρ C V ) = (ρ C) Transp t Sources de CO 2 Estimation a priori ort Concentra x b ; var/cov Atmosp tions simulées P hérique ymodel H Approche inverse Observa tions y o ; var/cov R Estimation : Incertitudes : H x = y Estimation de x a minimisant la distance entre y model et y o ( ) 1 H T R 1 (y 0 Hx b ) x a = x b + H T R 1 H + P 1 t P a = ( H R H + P )

12 Inversion du transport atmosphérique - 3 Totaux par grandes bandes de latitude Un puits continental et océanique dans L hémisphère Nord S. Hemis. Tropics N. Hemis. Un puits océanique dans l hémisphère sud Grosses incertitudes aux tropiques IPCC, 2001

13 «Conclusions - 1» Chaque année entre 2 à 3 GtC rentrent dans la biosphère continentale et entre 1.5 à 2.5 GtC sont absorbés par les océans Puits important dans les moyennes lat. de l H. N. (bio et océans) Puits tropical compensant la source de déforestation (mais incertitudes) Mécanismes? Peut être principalement fertilisation dans les tropiques, et combinaison de fertilisation, azote, gestion, dans les zones tempérées. Les incertitudes restent grandes à l échelle régionale par manque de données et à cause des faiblesses des modèles. Accord en ordre de grandeur entre les approches montantes et descendantes sur l Europe

14 PLAN Partie 1 : Le présent 1-1. Cycle du carbone actuel : Flux et réservoirs 1-2. Méthodes d évaluation des sources et puits de CO 2 Partie 2 : Le futur 2-1. Le Cycle du Carbone contrôle le Climat 2-2. Le Climat contrôle le Cycle du Carbone

15 Contexte : Le Changement Climatique 1100 ppm «L essentiel du réchauffement mesuré sur les 50 dernières années est lié à l action de l homme» (IPCC, 2001) 550 ppm +6,0 o C pco2 atmosphérique (ppm) 370 ppm 280 ppm Température de surface ( o C) +0,6 o C +1,5 o C

16 1. Le Cycle du Carbone contrôle le Climat CO 2 L évolution du CO2 au 21eme siècle Atm CO 2 IPCC Scenario CLIMAT Modèles de circulation générale

17 1. Le Cycle du Carbone contrôle le Climat CO 2 L évolution du CO2 au 21eme siècle Atm CO 2 IPCC Scenario CLIMAT Impact Géochimique Modèles du cycle du carbone Impact climatique biosphere Ocean

18 2. L Le évolution Climat contrôle du CO2 au le Cycle 21eme du siècle Carbone Source fossile CO 2 Modèles couplés climat carbone CLIMAT Atm CO 2 IPCC Scenario rétroaction Climatique Impact Géochimique Impact climatique biosphere Ocean

19 2. Le Climat contrôle le Cycle du Carbone Modélisation couplée climat-carbone Scenario A2 (Dufresne et al, 2002)

20 2. Le Climat contrôle le Cycle du Carbone Analyse rétroactions A) Simulation couplée Emission CO2 CO2 Atmospherique Climat Cycle carbone B) Simulation découplée Emission CO2 CO2 Atmospherique Climat Cycle carbone

21 2. Le Climat contrôle le Cycle du Carbone Rétroaction climat-carbone couplée rétroaction Positive découplé e couplée rétroaction Positive découplé e

22 2. Le Climat contrôle le Cycle du Carbone Biosphère Impact climat sur cycle C découplé e Impact Negatif couplée Océan

23 Variation du bilan net de carbone vers 2100 Simulation découplée. Impact de l'accroissement de CO2 sur le puit de carbone Différence entre simulation couplée et découplée. Impact du chagement climatique le puit de carbone

24 Evolution du puits océanique de carbone

26 2. Le Climat contrôle le Cycle du Carbone Incertitude scenario d émission Socio-economic Uncertainty

27 2. Le Climat contrôle le Cycle du Carbone Incertitude climat-carbone Socio-economic Uncertainty Climate-Carbon Uncertainty Aussi important

28 «Conclusions - 2» ouplage climat-carbone : rétroaction positive - dû à l impact climatique négatif sur la biosphère - impact climatique négatif sur le puits océanique est contré par l augmentation du puits par effet géochimique ur une stabilisation atmosphérique donnée, les emissions de CO2 patibles sont réduites, le GAP énergétique augmente. us la stabilisation sera élévée, plus le changement climatique sera ortant, plus grande sera l impact sur le cycle du carbone, plus grande a la reduction des émissions compatibles.

Documents pareils

La modélisation, un outil pour reconstituer (et prédire) climat et végétation

La modélisation, un outil pour reconstituer (et prédire) climat et végétation Quels rôles jouent les surfaces continentales dans le système climatique? Nathalie de Noblet-Ducoudré nathalie.de-noblet@lsce.ipsl.fr