PC8 CYCL-ESM - PEPR TRACCS

Aperçu

Améliorer la prise en compte des processus biogéochimiques – rétroactions climatiques, impacts et vulnérabilités.

Responsable :
Yves BALKANSKI (CEA – LSCE-IPSL)

Co-responsable :
Roland SEFERIAN (Météo-France – CNRM)

Le projet ciblé CYCL-ESM vise à améliorer la représentation des cycles biogéochimiques dans les Modèles de Système Terrestre (ESMs), et analyser leurs interactions avec des paramètres climatiques physiques.

Le PC8 CYCL-ESM se concentrera sur des éléments clefs tels que les cycles du CO₂ et du méthane (CH₄), les échanges de nutriments limitants (phosphore, azote, fer), les feux, et les composés organiques volatils. Ce projet ciblé cherchera aussi à approfondir la compréhension des dynamiques des incendies et des écosystèmes semi-arides.

Des émulateurs utilisant l’apprentissage automatique seront développés, en collaboration avec le PC5 COMPACT, pour remplacer des composants énergivores des ESMs afin de créer des modules plus efficaces, comme pour le transfert radiatif en canopée et la minéralisation de la matière organique du sol. La majorité des développements sera réalisée par la communauté française de recherche climatique, sous forme de codes en libre accès à intégrer dans les ESMs du CNRM et de l’IPSL.

Les simulations climatiques issues de ces modèles avancés permettront d’étudier un large éventail de processus biogéochimiques et leurs incertitudes. CYCL-ESM vise à relier le développement des ESMs aux données récentes et à la théorie, tout en abordant des défis sociétaux liés au changement climatique tels que la qualité de l’air, la biodiversité, la productivité et la résilience face aux variations de précipitations et aux sécheresses. Une innovation notable du PC8 sera la production d’indicateurs pertinents, comme les services écosystémiques, co-définis avec le PC1 et produits à travers les simulations climatiques.

Mots-clefs : cycles biogéochimiques, interactions cycles biogéochimie-climat, chimie atmosphérique, biogéochimie marine, surfaces continentales, modélisation du système Terre

Les tâches

Nos recherches

Inclure les interactions entre les nutriments (N, P, Fe) et le cycle du carbone

Quantifier les limitations actuelles et futures des nutriments sélectionnés sur le fonctionnement des écosystèmes et sur le stockage et la libération du carbone sur les surfaces continentales.

Aborder les limitations pour l’azote, le phosphore et le fer en ce qui concerne le domaine océanique.

Intégrer la gestion des écosystèmes terrestres au croisement du changement climatique, de l’atténuation et de l’adaptation

Intégrer les connaissances existantes et les représentations de la gestion des terres sur les fonctions des écosystèmes.

Intégrer les pratiques de gestion spécifiques aux cultures (plantation, récolte, fertilisation, …) et aux prairies (pâturage, coupe, …), basées sur les développements récents des modèles et liées à la limitation potentielle des nutriments.

Développer des modèles d’incendie

Développer le processus d’allumage des incendies et l’injection dans l’atmosphère des composés induits par les incendies, afin qu’ils soient traités de manière interactive dans les futures versions des modèles.

Améliorer la représentation de la chimie et des aérosols dans les modèles climatiques

Traiter les aérosols absorbants, les composés organiques volatils biogènes (BVOC) et le méthane, afin d’améliorer la représentation de la chimie atmosphérique et de ses effets sur la végétation, le rayonnement et le cycle de l’eau.