Note publique d'information : Le principal objectif du développement du réseau de mesure du CO2 atmosphérique, est
de permettre une meilleure connaissance des sources et puits de CO2, à une échelle
régionale. Dans cette étude j'ai pris part a l'optimisation du réseau austral (sud
de 30°s), (1) en installant une station de mesure aux Kerguelen, et (2) en développant
les intercalibrations destinées à établir un réseau mondial calibré à 0.1 ppmv près.
L'objectif de ce travail est de déterminer les informations qu'un tel réseau de mesure
peut nous apporter sur la distribution spatio-temporelle des flux nets de CO2 dans
les régions australes. Pour relier les concentrations de CO2 atmosphérique et les
flux nets, durant l'année 1990, j'utilise un modèle de transport 3-D basé sur les
observations météorologiques analysées au CEPMMT. Ce travail nécessite également de
définir un scenario global de flux nets de CO2 pour l'année 1990. Celui-ci est basé
en particulier sur les mesures satellitaires de réflectance du couvert végétal, et
sur les récentes mesures de DpCO2 dans les océans subtropicaux et subantarctiques.
Dans une telle étude, on peut s'intéresser à trois types de variabilités: les gradients
spatiaux de CO2 ; les cycles saisonniers ; et les variations à court terme (échelle
synoptique). L'étude des gradients de CO2 entre les stations situées dans l'ocean
Indien révèle la présence de faibles concentrations de CO2 vers 30°s, qui s'expliquent
par le puits océanique simulé par le modèle à ces latitudes. Par contre la distribution
des flux océaniques déduite d'une extrapolation, basée sur la corrélation entre pCO2
et la température de surface dans cette région, ne permet pas d'expliquer les concentrations
plus faibles observées à cape Grim par rapport à l'ile d'Amsterdam (-0.5 ppmv en 1990).
Des mesures de pCO2 dans le secteur est de l'océan Indien apparaissent nécessaires
pour confirmer la présence d'un puits océanique potentiellement plus intense dans
cette zone. Bien que la contribution océanique permette d'expliquer en partie le caractère
particulier du cycle saisonnier sur l'ile d'Amsterdam, cette contribution joue un
role relativement mineur. La principale cause des cycles saisonniers observés au sud
de 30°S est liée au cycle annuel de la biosphère continentale. Grace à la qualité
des simulations des cycles annuels, reproduits a 0.3 ppmv près ou mieux, cette étude
met en evidence la
necessité de simuler les sélections des masses d'air qui sont realisées dans les stations
de mesure. Pour cela j'utilise les rétrotrajectoires calculées à partir du modèle.
En outre l'étude détaillée des variations de CO2 à l'échelle annuelle démontre l'importance
du transport inter-hemispherique dans les séries de mesures réalisées aux moyennes
et hautes latitudes de l'hémisphère sud. Pour valider le modèle de transport à l'échelle
synoptique, j'ai également utilise le 222Rn, traceur à courte durée de vie (3.8 j)
émis par les continents. Les simulations de 222Rn démontrent les capacités du modèle
de transport à reproduire des situations synoptiques, tant en surface que dans la
troposphère. Pour affiner les comparaisons entre mesures et simulations, il ressort
qu'il est désormais nécessaire de se focaliser non seulement sur la simulation du
transport vertical, mais aussi sur la qualité des mesures, et sur la source du 222Rn.
Appliquée au CO2 l'étude des variations synoptiques démontrent pour la première fois
la capacité d'un modèle de transport à reproduire des variations synoptiques de CO2.
A Amsterdam et Kerguelen, la variabilité à court terme est principalement induite
par les echanges de CO2 à l'interface air/mer. Ces variations sont donc très sensibles
aux échanges à l'interface air/mer, qui restent mal connus. L'amplitude des variations
synoptiques est mieux simulée si on utilise les coefficients d'échange calibrés sur
la valeur moyenne déduite des mesures oceaniques du 14CO2, qui est environ 70% plus
forte que celle déduite d'autres traceurs
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