Étude des cycles biogéochimiques marins au moyen de la modélisation

Content Provider	Semantic Scholar
Author	Aumont, Olivier
Copyright Year	2016
Abstract	En raison de nos activites, notre environnement change a un rythme jamais egale par le passe. Afin de pouvoir predire ces changements et leurs consequences, non seulement sur le climat mais egalement sur les ecosystemes, il est absolument necessaire d'ameliorer les capacites predictives des modeles globaux, utilises par exemple dans les exercices de prediction du {GIEC}. Les emissions de carbone associees aux activites humaines ont ete estimees a un total de 9 GtC/an, essentiellement comme resultat de la combustion des energies fossiles et de la deforestation. Environ la moitie de ce flux s'accumule dans l'atmosphere, le reste etant absorbe par la biosphere et l'ocean. L'ocean joue donc un role de premier plan, aussi bien dans le cycle naturel du carbone que dans sa perturbation par les activites humaines. Si les bilan globaux sont assez bien connus, les comparaisons entre les differentes approches permettant d'estimer la distribution spatiale et temporelle des flux air-mer de carbone montrent des divergences importantes regionalement mais egalement temporellement. Cette distribution est controlee conjointement par la dynamique oceanique et par des processus biogeochimiques, en particulier par la production de matiere organique dans la zone euphotique, son export vers l'ocean interieur et sa remineralisation par les organismes heterotrophes. Or, notre comprehension de ces deux facteurs regulant le cycle du carbone reste entachee de nombreuses incertitudes, voire inconnues. Ainsi, par exemple, les mecanismes controlant l'export de la matiere organique depuis la zone eclairee, malgre une recherche importante au cours des dernieres decennies, restent encore largement meconnus et ne font pas l'objet d'un consensus. Mes travaux de recherche, depuis ma these soutenue en 1998, portent sur l'etude de la variabilite des cycles biogeochimiques marins du carbone et des elements nutritifs majeurs (N, P, Si, Fe) associee a celle du climat. Deux axes forts ont ete plus specifiquement privilegies : (1) Comprendre les processus biologiques et chimiques cles des grands cycles biogeochimiques marins (principalement carbone, fer, nutritifs) et des echelons trophiques primaires et secondaires (phytoplancton, zooplancton) ; (2) analyser la variabilite spatiale et temporelle de la biogeochimie marine a des echelles de temps allant de la saison a plusieurs decennies. L'approche adoptee est la modelisation numerique de grande echelle a la fois spatiale et temporelle utilisant de facon conjointe le modele de la circulation generale de l'ocean OPA et un modele de la biogeochimie marine que j'ai developpe, PISCES. J'ai principalement utilise ces modeles a l'echelle globale et a relativement basse resolution. Toutefois, par des collaborations, des applications regionales a plus fine echelle ont ete abordees, reposant principalement sur le modele regional ROMS_AGRIF. Les deux finalites principales de ces travaux sont, d'une part, de comprendre et de simuler le role du cycle du carbone oceanique (et des cycles biogeochimiques associes) dans le climat (reponses et retroactions) et, d'autre part, de faire progresser la modelisation des chaines trophiques jusqu'au niveau des predateurs marins constituant des ressources halieutiques. Ce document synthetise donc 17 annees de recherche en biogeochimie marine. Pour conclure, je presente des pistes pour mes activites de recherche futures. Envisagees dans une certaine continuite avec mes activites passees, ces pistes s'articulent autour de trois directions principales : (1) ameliorer notre connaissance et notre comprehension des processus majeurs de la biogeochimie majeure ; (2) comprendre le role des interactions trophiques dans le fonctionnement des ecosystemes marins (pris dans leur globalite, depuis les nutriments jusqu'aux predateurs superieurs) ; (3) l'etude des relations entre climat, dynamique oceanique et cycles biogeochimiques marins. Je termine cet exercice de prospective par une courte reflexion sur les enjeux futurs de la modelisation biogeochimique marine.
File Format	PDF HTM / HTML
Alternate Webpage(s)	https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01319030/document
Language	English
Access Restriction	Open
Content Type	Text
Resource Type	Article