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Modelling the Earth Response to Multiple Anthropogenic Interactions and Dynamics
MERMAID

Cette équipe, née de la réunion de membres des équipes BIOMAC, ABC3 et CLIM, a pour objectif de regrouper des scientifiques travaillant sur les composantes du système climatique (atmosphère, océans, continents), et plus spécifiquement sur leurs interactions via un ensemble de processus : physiques, biogéochimiques et chimiques. Nos travaux de recherche visent à comprendre le rôle des activités humaines sur le climat et les principaux cycles biogéochimiques, et plus spécifiquement les parts respectives des forçages et des interactions internes dans la réponse du système climatique. Nous nous intéressons plus particulièrement à la variabilité du climat et des cycles biogéochimiques de l’échelle saisonnière à l’échelle séculaire, dans différents contextes climatiques (présent, futur, passé).

 

L’outil de travail est le modèle Système Terre de l’IPSL (LMDz-INCA-ORCHIDEE-NEMO-PISCES). Nos caractéristiques / objectifs communs sont (entre autres) :

  • de représenter les processus permettant de mieux comprendre et analyser les réponses du modèle à des forçages globaux (e.g. gaz à effet de serre, insolation) et/ou régionaux (e.g.. chimie/aérosols, usages des terres) ;
  • de quantifier le rôle des forçages régionaux (chimie/aérosols, usages des terres) dans la sensibilité climatique globale et régionale, en identifiant les différents temps de réponse des principales rétroactions ;
  • d’étudier les effets (impacts) de différents scénarios de changement climatique sur différentsmilieux via les modèles INCA, PISCES, ORCHIDEE ;
  • de développer des simulations à très haute résolution (soit globales, soit par le biais de zooms régionaux), afin notamment de mieux prendre en compte les interactions entre la biologie (continentale & marine) et le climat, entre les forçages hétérogènes (locaux à régionaux) et le climat, entre les processus de plus fine échelle (e.g. chimie intra-canopée) et le climat ;
  • de contribuer à la construction du modèle ESM de l’IPSL, en travaillant notamment a) sur les couplages océan-atmosphère & climat-cycles, b) sur l’ajustement énergétique et l’identification des rôles respectifs de l’océan et de l’atmosphère dans les différents cycles (énergie, eau, chaleur) ;
  • de systématiser l’évaluation du climat simulé afin de faciliter l’étude de la pertinence de l’ajout de nouvelles paramétrisations dans le modèle.
 

Figure caption: global paleodust compilation for the Holocene period (Albani et al., 2015, Clim. Past)

 

  • Projet DUSC3 (Samuel Albani)

Mes principaux intérêts de recherche comprennent l'interprétation de données paléoclimatiques et la quantification du rôle de la poussière minérale (désertique) dans le système Terre. Mes outils de recherche ont impliqué du travail expérimental (sur des carottes de glace d'Antarctique), la compilation de jeux de données d'observation, et également des simulations numériques avec des modèles globaux (et régionaux) du système Terre.

Grâce à une bourse individuelle Marie Curie, je travaille désormais au LSCE avec Yves Balkanski et d'autres collègues sur le projet DUSC3 (
DUST, CLIMATE AND THE CARBON CYCLE). DUSC3 vise à étudier les impacts direct et indirect de la poussière sur le système climatique de la Terre, en particulier au cours du Dernier Maximum Glaciaire, grâce à des simulations avec le modèle IPSL-CM, contraint par la compilation d'une base de données innovante de poussières paléo couvrant les 130 000 dernières années. Le projet a débuté en décembre 2016 pour 2 ans.

Pour plus d'info: https://sites.google.com/site/samuelalbani/

 

 

  • Inclusion de l'impact de l'ozone dans LPJmL et Développement d'un modèle semi-empirique model de prévisions des rendements (Bernhard Schauberger, Thèse au PIK, visieur au LSCE)

Ces projets se termineront mi-2017. Les modèles utilisés sont le modèle global de végétation LPJmL ainsi qu'un modèle de régression semi-empirique.

 

Change in carbon export efficiency in the variable stoichiometry PISCES-QUOTA model under RCP8.5. a, The global carbon to nutrient export ratios at 100 m relative to mean 1990s values and b, the spatial distribution of C:N export anomalies and c, C:P export anomalies in the 2090s relative to mean 1990s values.

 

  • CRESCENDO (Coordinated Research in Earth Systems and Climate: Experiments, kNowledge, Dissemination and Outreach)

Objectifs du projet:

Analyse du rôle de la résolution spatiale (0,25 °, 0,50 °, 2 °) et de la stoechiométrie variable sur les projections biogéochimiques océaniques globales à travers la famille des modèles PISCES.

Contraintes émergentes sur les projections de la production primaire marine dans l'océan mondial. Mise en relation de la variabilité interannuelle de la NPP et de la sensibilité à long terme dans le modèle CMIP5 en conjonction avec les observations par satellite
(Kwiatkowski et al. in review).

Lester Kwiatkowski, chercheur post-doctorant sur le projet CRESCENDO (18 mois juillet 2017 - février 2018) avec Laurent Bopp.

Pour plus d'info: https://crescendoproject.eu/

 

  • Imbalance-P (Effects of phosphorus limitations on Life, Earth system and Society)

Analyse et développement du modèle PISCES-QUOTA incluant une stoechiométrie C:N:P variable. Mettre l'accent sur la compréhension des implications de la stoechiométrie variable du phytoplancton sur les projections à l'échelle du centenaire de l'absorption du carbone océanique, de la production primaire, de la qualité des aliments et des interactions trophiques  (Kwiatkowski et al. in prep).

Lester Kwiatkowski, chercheur post-doctorant sur le projet IMBALANCE-P (18 mois février 2016 - juillet 2017).

Pour plus d'info: http://imbalancep-erc.creaf.cat/

 

La figure 1 montre les changements spatiaux dus aux effets biogéophysiques (BPH) et biogéochimiques (BGC) de la déforestation à grande échelle dans le modèle couplé IPSL-CM5. Les effets de BPH sont plus forts dans les régions déforestées, tandis que les effets BGC sont toujours plus importants dans les hautes latitudes nord en raison de l'amplification polaire. Cela confirme les effets régionaux plus forts de BPH et les effets globaux plus forts de la déforestation par le BGC.

  • (LUC4C) Land-use change: assessing the net climate forcing, and options for climate change mitigation and adaptation

Objectifs du projet:

Le changement climatique et le changement d'usage des terres sont des défis environnementaux essentiels pour la société qui sont également indissociablement liés: le climat définit la façon dont les gens utilisent les terres, en affectant les approvisionnements en nourriture et en eau; Le changement d'usage des terres contribue au changement climatique mondial et régional en affectant les processus biogéochimiques et biophysiques des terres. En plus des impacts directs du changement climatique sur les écosystèmes, les pratiques de gestion pour l'adaptation ou l'atténuation des changements climatiques (par exemple, éviter la déforestation ou promouvoir l'utilisation de la bioénergie) affectent également l'offre de services écosystémiques et l'impact sur d'autres objectifs sociétaux importants (par exemple la sécurité énergétique ou la balance commerciale). L'interaction entre l'utilisation des terres et le changement climatique est donc fondamentale pour la compréhension des options d'atténuation du climat s'appuyant sur les terres et de la manière dont les sociétés s'adapteront aux changements climatiques dans le futur. Le projet LUC4C vise à faire progresser notre compréhension quantitative des impacts et des rétroactions dans le système couplé humain-terres-climat et dans le rôle que jouent les gens.

Devaraju Narayanappa, chercheur post-doctorant sur le projet LUC4C (1er mai 2015 - 31 octobre 2017) et Nathalie de Noblet (responsable du WP4) sont impliqués dans le projet LUC4C.

Work package 4: Net climate effects of Land Use Land Cover Changes.

L'objectif du WP4 est de quantifier les impacts nets des changements passés et futurs de l'usage des terres et d'occupation des sols (LUC) sur le climat. Nos objectifs sont triples:

  • Identifier et quantifier les impacts temporels et spatiaux (sur le climat) des processus biogéophysiques (bph) et biogéochimiques (bgc) déclenchés par LUC;
  • Calculer l'impact climatique net résultant de conditions historiques et futures (selon les scénarios RCP CMIP5 et des projections LUC4C sélectionnées) de LUC, et le comparer aux impacts climatiques résultant de changement de tous les autres forçages (anthropiques et naturels);
  • Développer des diagnostics spécifiques (métriques) pour une telle analyse des deux impacts et rendre nos outils suffisamment génériques pour être applicables à d'autres modèles du systèmes Terre et être utile aux modèles d'évaluation intégrés.

Pour plus d'info: http://luc4c.eu/

 

Maj : 12/04/2017 (20)

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