CYCL-ESM
Améliorer la prise en compte des processus biogéochimiques

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 travail du projet CYCL-ESM se concentre sur des éléments clefs influençant les cycles du carbone et du méthane, les échanges de nutriments limitants (phosphore, azote, fer), et les composés organiques volatils. Ce projet ciblé vise aussi à approfondir la compréhension eds cycles de l’azote et du phosphore ainsi qu’à décrire dans les modèles de système terre (ESMs) le rôle des écosystèmes semi-arides.

Des émulateurs utilisant l’apprentissage automatique sont en train d’être développés, en collaboration avec le projet COMPACT, pour remplacer des composants énergivores des ESMs afin de créer des modules plus efficaces, comme ceux représentant le transfert radiatif en canopée et la minéralisation de la matière organique du sol.

La majorité de ces développements réalisés par la communauté française de recherche climatique, est 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 permettent 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.

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

Objectifs

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.

Adapter des modèles de feux à des fins de modélisation climatique.

Développer le processus d’allumage des feux 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.