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Resultats_Sandie_080305

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  • pg 1
									             Etude du rôle de la paramétrisation
                du bilan hydrologique sur la
             phénologie et les bilans de carbone

               Résultats du stage de DEA de Sandie Bousquet



Rapport: http://www.ipsl.jussieu.fr/~ssipsl/act/Sandie.Bousquet_rapport.DEA.pdf
          Processus contrôlés par l’état hydrique du sol

                                                         Humidité relative
Disponibilité
                                                           de la litière
en eau du sol
                                                            et du sol
                            Mode
                         d’allocation
                              des         Qualité du       Décomposition
Photosynthèse     LAI   photosynthétats    matériel         de la litière et
                                           végétal          de la matière
                                                           organique du sol

Conductance                                                   (respiration
 stomatique                                                  hétérotrophe)




                                           Processus déterminés dans SECHIBA
Transpiration
                                           Processus déterminés dans STOMATE
               Jeu de données issu du projet Fluxnet

 Forçage climatique FLUXNET


 Données d’évaluation issues de mesures sur site:
       Rayonnement net
       Flux de chaleur sensible
       Flux de chaleur latente
       Productivité primaire nette de l’écosystème (NEE=GPP-Respiration)
       Productivité primaire brute du couvert (GPP)

 Sites présentés:
       Soroe (Danemark) : forêt tempérée de feuillus décidus
       Castelporziano (Italie) : forêt tempérée de feuillus sempervirens
       Gunnarscholt (Islande) : forêt boréale de feuillus décidus
                       Méthodologie de l’étude
                         Deux simulations par sites:
                    • avec version standard de SECHIBA
                    • avec nouvelle version de SECHIBA


  Comparaison des résultats entre eux et avec les données d’évaluations


1. Meilleure représentation des processus relatifs au cycle de l’eau et au
   cycle du carbone?
                          qualité de représentation: indice de recouvrement
                   variable


                                                              observations
                                                              simulation
                                                temps



2. Effets de la nouvelle paramétrisation de l’hydrologie sur les composantes
   du cycle du carbone (mécanismes d’interaction entre cycle de l’eau et
   cycle du carbone)?
                               Qualité de représentation


                      Tendance générale : meilleure représentation


           Flux latent                          GPP                           NEE
0,8                              1                              0,6

                                0,8                             0,5
0,6
                                                                0,4
                                0,6
0,4                                                             0,3
                                0,4
                                                                0,2
0,2
                                0,2                             0,1

 0                               0                               0
      SO        CP       GU           SO        CP      GU            SO       CP       GU




                                      Indices de recouvrement

      SO Soroe : forêt tempérée décidue                         Version standard de SECHIBA
      CP Castelporziano : forêt tempérée sempervirens
      GU Gunnarscholt : forêt boréale décidue                   Nouvelle version de SECHIBA
                                     Qualité de représentation

 meilleure représentation en période stress hydrique sur sites tempérés

            Flux latent                         GPP                            NEE
                                     0,8                          0,8
0,8

                                     0,6                          0,6
0,6

                                     0,4                          0,4
0,4


0,2                                  0,2                          0,2

 0                                    0                            0
       SO            CP                    SO         CP                 SO           CP



 meilleure représentation du flux de
chaleur latente hors période végétative

                                 Flux latent                 Indices de recouvrement
                           1
                                                      SO Soroe : tempérée décidue
   du à moindre           0,8
                                                      CP Castelporziano : tempérée sempervirens
évaporation du sol nu     0,6                         GU Gunnarscholt: boréale décidue
                          0,4
                                                           Version standard de SECHIBA
                          0,2
                                                           Nouvelle version de SECHIBA
                           0
                                SO         GU
Effets de la nouvelle paramétrisation sur les flux de carbone

   Disponibilité en eau du sol                     Productivité primaire brute (GPP)
                                                                 (gC/m²)




      Soroe (1997)               Stress hydrique plus marqué      meilleure représentation GPP
                                 Stress hydrique ponctuellement fort      chute excessive :
observations
version standard de SECHIBA         qualité des données d’évaluation (GPP pas observable)?

nouvelle version de SECHIBA         lien entre stress hydrique et GPP?
              Effets de la nouvelle paramétrisation sur les flux de carbone

Humidité relative de la litière        Respiration hétérotrophe                                              NEE (gC/m²)
                                                (gC/m²)




                                                                                    20000


                                                      quantité de carbone (gC/m²)
                                                                                    18000
                                                                                    16000
                                                                                    14000
    Castelporziano            année 1997
                                                                                    12000
                                                                                    10000
           observations                                                              8000
           version standard de SECHIBA                                               6000
           nouvelle version de SECHIBA                                               4000
                                                                                     2000
                                                                                        0
                                                                                            biomasse
                                                                                              biomasse   litière
                                                                                                          litière   réservoir sol
                                                                                                                     réservoir sol
    Effets de la nouvelle paramétrisation sur les flux de carbone

            Respiration hétérotrophe (gC/m²)                        Disponibilité
                                                                    en eau du sol



                                                              Allocation photosynthétats
                                                                    + racines fines
                                                                         - bois



                                                                       Teneur
                                                                      en lignine
                                 Soroe (1997)
                          Version standard de SECHIBA
                          Nouvelle version de SECHIBA               Activité des
                                                                   décomposeurs


   suite à apport biomasse sénescente (fin période végétative) : prédominance contrôle
    par qualité litière vs humidité relative litière
                    CONCLUSION


En condition d’interaction entre cycle de l’eau et cycle
  du carbone, à échelle locale

 nouvelle paramétrisation de l’hydrologie
      assèche le sol
      limite évapotranspiration
      ralentit la dynamique du carbone

 Meilleure représentation des processus de surface
  (flux de chaleur latente, productivité primaire nette de
  l’écosystème)
   Simulations à l’échelle globale
       SECHIBA + STOMATE
                 4° * 4°
    Equilibre carbone non atteint
            Pas de routage
    Temps de calcul: CWRR = 2*Choisnel
Climat = ECMWF moyen + générateur de temps
Hydrologie Choisnel   Evaporation totale en Juillet




                       Hydrologie CWRR
Evaporation totale en Juillet: différences Choisnel - CWRR
Hydrologie Choisnel
                      GPP – intégrale annuelle
                         sur tous les PFTs




                         Hydrologie CWRR
GPP – Différence: Choisnel – CWRR intégrale annuelle sur tous les PFTs

                      GPP Choisnel < GPP CWRR
GPP – Différence: Choisnel – CWRR intégrale annuelle sur tous les PFTs

                      GPP Choisnel > GPP CWRR
Hydrologie Choisnel            LAI en Juillet
                      Tropical Broad-leaved evergreen




                             Hydrologie CWRR
Hydrologie Choisnel            LAI en Juillet
                      Tropical Broad-leaved raingreen




                             Hydrologie CWRR
Hydrologie Choisnel   LAI en Juillet
                      Herbacées C3




                      Hydrologie CWRR

								
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