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Comparaison des rétroactions climat-carbone dues à la biosphère terrestre entre les deux ESMs français
C. Magand, P. Cadule, J-L. Dufresne, R. Séférian IPSL/LSCE/CNRM
Réunion Miss Terre - 3 et 4 Décembre 2015
2
471
Carbon and Other Biogeochemical Cycles Chapter 6
6
Surface ocean
900
Intermediate
& deep sea
37,100
+155 ±30
Ocean f oor
surface sediments
1,750
Dissolved
organiccarbon
700
Marinebiota
3
90 101
50
11
0.2
37
2
2
Rock
weathering
0.1
Fossil fuel reserves
Gas: 383-1135
Oil: 173-264
Coal: 446-541
-365 ±30
Atmosphere 589 + 240 ±10
(average atmospheric increase: 4 (PgC yr-1))
Net ocean f ux
2.3 ±0.70.7
Fres
hwat
er o
utga
ssin
g
Net
land
use
cha
nge
Foss
il fu
els (c
oal,
oil,
gas)
cem
ent p
rodu
ctio
n
1.0
1.1
±0.
8
7.8
±0.
6
Gro
ss p
hoto
synt
hesis
123
= 1
08.9
+ 1
4.1
Volc
anism
0.1
Rivers0.9 Burial
0.2
Export from
soils to rivers
1.7
Units
Fluxes: (PgC yr-1)
Stocks: (PgC)Ro
ck w
eath
erin
g 0
.3
Tota
l res
pira
tion
and
fire
118.
7 = 1
07.2
+ 1
1.6
Net land f ux
2.6 ±1.21.7
78.4
= 6
0.7
+ 1
7.7
80 =
60
+ 2
0
Oce
an-a
tmos
pher
ega
s ex
chan
ge
Vegetation
450-650
-30 ±45
Soils
1500-2400Permafrost
~1700
Figure 6.1 | Simplifed schematic of the global carbon cycle. Numbers represent reservoir mass, also called ‘carbon stocks’ in PgC (1 PgC = 1015 gC) and annual carbon exchange fuxes (in PgC yr–1). Black numbers and arrows indicate reservoir mass and exchange fuxes estimated for the time prior to the Industrial Era, about 1750 (see Section 6.1.1.1 for references). Fossil fuel reserves are from GEA (2006) and are consistent with numbers used by IPCC WGIII for future scenarios. The sediment storage is a sum of 150 PgC of the organic carbon in the mixed layer (Emerson and Hedges, 1988) and 1600 PgC of the deep-sea CaCO3 sediments available to neutralize fossil fuel CO2 (Archer et al., 1998). Red arrows and numbers indicate annual ‘anthropogenic’ fuxes averaged over the 2000–2009 time period. These fuxes are a perturbation of the carbon cycle during Industrial Era post 1750. These fuxes (red arrows) are: Fossil fuel and cement emissions of CO2 (Section 6.3.1), Net land use change(Section 6.3.2), and theAverage atmospheric increaseof CO2 in the atmosphere, also called ‘CO2 growth rate’ (Section 6.3). The uptake of anthropogenic CO2 by the ocean and by terrestrial ecosystems, often called ‘carbon sinks’ are the red arrows part of Net land fux and Net ocean fux. Red numbers in the reservoirs denote cumulative changes of anthropogenic carbon over the Industrial Period 1750–2011 (column 2 in Table 6.1). By convention, a positive cumulative change means that a reservoir has gained carbon since 1750. The cumulative change of anthropogenic carbon in the terrestrial reservoir is the sum of carbon cumulatively lost through land use change and carbon accumulated since 1750 in other ecosystems (Table 6.1). Note that the mass balance of the two ocean carbon stocks Surface oceanandIntermediate and deep oceanincludes a yearly accumulation of anthropogenic carbon (not shown). Uncertainties are reported as 90% confdence intervals. Emission estimates and land and ocean sinks (in red) are from Table 6.1 in Section 6.3. The change of gross terrestrial fuxes (red arrows of Gross photosynthesisand Total respiration and fres) has been estimated from CMIP5 model results (Section 6.4). The change in air–sea exchange fuxes (red arrows of ocean atmosphere gas exchange) have been estimated from the difference in atmospheric partial pressure of CO2 since 1750 (Sarmiento and Gruber, 2006). Individual gross fuxes and their changes since the beginning of the Industrial Era have typical uncertainties of more than 20%, while their differences (Net land fuxand Net ocean fuxin the fgure) are determined from independent measurements with a much higher accuracy (see Section 6.3). Therefore, to achieve an overall balance, the values of the more uncertain gross fuxes have been adjusted so that their difference matches the Net land fuxand Net ocean fuxestimates. Fluxes from volcanic eruptions, rock weathering (silicates and carbonates weathering reactions resulting into a small uptake of atmospheric CO2), export of carbon from soils to rivers, burial of carbon in freshwater lakes and reservoirs and transport of carbon by rivers to the ocean are all assumed to be pre-industrial fuxes, that is, unchanged during 1750–2011. Some recent studies (Section 6.3) indicate that this assumption is likely not verifed, but global estimates of the Industrial Era perturbation of all these fuxes was not available from peer-reviewed literature. The atmospheric inventories have been calculated using a conversion factor of 2.12 PgC per ppm (Prather et al., 2012).
AR5-chap6. IPCC, 2013
55 % des émissions de CO2 sont absorbés par les puits :
• 29 % par la biosphère terrestre
• 26 % par les océans
=> limitant le réchauffement climatique
Le cycle du carbone
Efficacité des puits varie notamment en fonction de la température
=> Rétroaction climat-carbone
Introduction Processus et sensibilités Résultats : 𝛼, β, 𝛾 Conclusions Perspectives
UNCoupled COUpled
CLIMAT
OCEAN BIO. T
∆CO2~0
Emissions de CO2 Emissions fossiles +
Utilisation sols
Changement composition de l’atmosphère
CLIMAT
OCEAN BIO. T
1% CO2
Emissions de CO2 Emissions fossiles +
Utilisation sols
Effet radiatif non calculé
CLIMAT
OCEAN BIO. T
1% CO2
Emissions de CO2 Emissions fossiles +
Utilisation sols
Changement composition de l’atmosphère
ConTRoL
Réponse des puits de carbone à l’augmentation du CO2
Réponse des puits de carbone au changement climatique
β 𝛾 3
Effet biogéochimique Effet biogéochimique + climatiquePas de perturbation
Introduction Processus et sensibilités Résultats : 𝛼, β, 𝛾 Conclusions Perspectives
200 400 600 800 1000 1200
−15
−10
−50
CO2 concentration in atmosphere [ppm]
CO
2 flu
x to
atm
osph
ere
[PgC
.yr−
1 ]
200 400 600 800 1000 1200
−15
−10
−50
CO2 concentration in atmosphere [ppm]
CO
2 flu
x to
atm
osph
ere
[PgC
.yr−
1 ]
200 400 600 800 1000 1200
−15
−10
−50
CO2 concentration in atmosphere [ppm]
CO
2 flu
x to
atm
osph
ere
[PgC
.yr−
1 ]
200 400 600 800 1000 1200
−15
−10
−50
CO2 concentration in atmosphere [ppm]
CO
2 flu
x to
atm
osph
ere
[PgC
.yr−
1 ]IPSL−CM5A−LRCanESM2MPI−ESM−LRNorESM1−MECESM1−BGCHadGEM2−ESCNRM−ESM1
Réponse des puits de carbone au CO2 et à la température
4
PUIT
S C
O2
OC
EAN
PUIT
S C
O2
BI
OSP
HER
E TE
RRES
TRE
UNC : Effets biogéochimiques COU : Effets biogéochimiques et climatiques
La dispersion de réponse entre les modèles est plus importantes pour la b i o s p h è r e terrestre.
200 400 600 800 1000 1200
−15
−10
−50
CO2 concentration in atmosphere [ppm]
CO
2 flu
x to
atm
osph
ere
[PgC
.yr−
1 ]
200 400 600 800 1000 1200
−15
−10
−50
CO2 concentration in atmosphere [ppm]
CO
2 flu
x to
atm
osph
ere
[PgC
.yr−
1 ]
200 400 600 800 1000 1200
−15
−10
−50
CO2 concentration in atmosphere [ppm]
CO
2 flu
x to
atm
osph
ere
[PgC
.yr−
1 ]
200 400 600 800 1000 1200
−15
−10
−50
CO2 concentration in atmosphere [ppm]
CO
2 flu
x to
atm
osph
ere
[PgC
.yr−
1 ]IPSL−CM5A−LRCanESM2MPI−ESM−LRNorESM1−MECESM1−BGCHadGEM2−ESCNRM−ESM1
1 x CO2 2 x CO2 3 x CO2 4 x CO2 1 x CO2 2 x CO2 3 x CO2 4 x CO2
Introduction Processus et sensibilités Résultats : 𝛼, β, 𝛾 Conclusions Perspectives
Découplée
Couplée
Découplée
Couplée
Modélisation du cycle du carbone te r res t re => incertitudes (e.g IPCC, 2013 ; Friedlingstein et al, 2014)
CNRM-ESM1 : Résolution spatiale horizontale (1.4° x 1.4°) océan (1° to 1/3° close to the equator), 31 vertical atmospheric levels and 42 oceanic depth levels ; ARPEGE-Climat v6.1 (Voldoire et al., 2013) ; SURFEX v7.3 (Masson et al. 2013) ; NEMO v3.2 (Madec, 2008) [PISCES + ORCA1L42] ; GELATO6. (Séférian R., et al. 2015) IPSL-CM5A-LR : Résolution spatiale horizontale (3.75° x 1.875°) océan (2° to 0.5° close to the equator), 39 vertical atmospheric levels and 31 oceanic depth levels ; LMDZ5A (Hourdin et al., 2013) + REPROBUS + INCA for stratospheric and tropospheric chemistry and aerosols ; ORCHIDEE (Krinner et al. 2005) ; NEMO v3.2 (Madec, 2008) [PISCES +ORCA2] ; NEMO - LIM2 (Fichefet and Morales Maqueda 1997,1999). (Dufresne J-L., et al. 2013)
5
De N
oblet and Dupouey, 2008
Introduction Processus et sensibilités Résultats : 𝛼, β, 𝛾 Conclusions Perspectives
Stocks de carbone•Végétation : feuilles, branches, tronc •Sol, litière
Processus modélisés
•Photosynthèse •Respiration autotrophique •Respiration hétérotrophique
=> Evaluation et comparaison de la sensibilité de ces processus aux conditions
environnementales
CO2 Climat (
Carbone
β = dQc/d[CO2] 𝛄 = dQC /dT
𝛼 =dT/d[CO2]
α : Sensibilité du climat à l’augmentation du CO2 atmosphérique [K.ppm-1]
β : Sensibilité des puits de carbone (b iosphère te r res t re e t océan) à l’augmentation du CO2 atmosphérique[PgC.ppm-1]
γ : Sensibilité des puits de carbone (biosphère terrestre et océan) au changement climatique [PgC.K-1]
6
Sensibilités du cycle du carbone et du climat à l’augmentation du CO2 atmosphérique
Introduction Processus et sensibilités Résultats : 𝛼, β, 𝛾 Conclusions Perspectives
Avec dQC l’évolution des puits de carbone
𝛼 : dT/dCO2 et dPr/dCO2
7
400 600 800 1000
1213
1415
1617
tas versus [CO2]
[CO2] in ppm
Deg
res
1pctCO2−IPSL−CM5A−LResmFixClim1−IPSL−CM5A−LR1pctCO2−CNRM−ESM1esmFixClim1−CNRM−ESM1
1 x CO2 2 x CO2 3 x CO2 4 x CO2
Introduction Processus et sensibilités Résultats : 𝛼, β, 𝛾 Conclusions Perspectives
UNC COU
∆TIPSL-CM5A-LR 0.31°C 4.9°CCNRM-ESM1 -0.13°C 4.6°C
∆PIPSL-CM5A-LR -2 % 9,2 %CNRM-ESM1 -1 % 6,6 %
400 600 800 1000
950
1000
1050
1100
1150
pr versus [CO2]
[CO2] in ppm
mm
/yr
1pctCO2−IPSL−CM5A−LResmFixClim1−IPSL−CM5A−LR1pctCO2−CNRM−ESM1esmFixClim1−CNRM−ESM1
1 x CO2 2 x CO2 3 x CO2 4 x CO2
UNC
COU
stocks de carbone
Csoil
cVegRa
Rh
Litter
GPP
8
cVeg
0
10
20
30
40
50kgC.m−2
1pctCO2
cVeg
0
10
20
30
40
50kgC.m−2
1pctCO2
cSoil
0
10
20
30
40
50kgC.m−2
1pctCO2
cSoil
0
10
20
30
40
50kgC.m−2
1pctCO2
IPSL-CM5A-LR CNRM-ESM1
Stock initial global = 640 PgC ∆stock = +585 PgC (+91%)
Stock initial global = 422 PgC ∆stock = +293 PgC (+69%)
Stock initial global = 1704 PgC ∆stock = +222 PgC (+13%)
Stock initial global = 1104 PgC ∆stock = +84.5 PgC (+7.7%)
0500
1000
1500
2000
2500
IPSL-CM5A-LR CNRM-ESM1
initia
lFix
Clim1p
ctCO2
initia
lFix
Clim1p
ctCO2
PgC
Introduction Processus et sensibilités Résultats : 𝛼, β, 𝛾 Conclusions Perspectives
nbp IPSL−CM5A−LR
<−30
−30−20−10−505102030
>30kgC.m−2.yr−1
esmFixClim1
<−3
−30−20−10−505102030
>30kgC.m−2.yr−1
1pctCO2
nbp CNRM−ESM1
<−30
−30−20−10−505102030
>30kgC.m−2.yr−1
esmFixClim1
<−3
−30−20−10−505102030
>30kgC.m−2.yr−1
1pctCO2
Différence de distribution spatiale des flux cumulés émis par les modèles
>30
kgC.m-2
100-10<-30
9
∫nbp = -950 Pg ∫nbp = -730 PgC
∫nbp = -857 PgC ∫nbp = -1391Pg
400 600 800 1000
−15
−10
−50
nbp versus [CO2]
[CO2] in ppm
PgC.
yr−1
1pctCO2−IPSL−CM5A−LResmFixClim1−IPSL−CM5A−LR1pctCO2−CNRM−ESM1esmFixClim1−CNRM−ESM1
IPSL-CM5A-LR
CNRM-ESM1
Introduction Processus et sensibilités Résultats : 𝛼, β, 𝛾 Conclusions Perspectives
UNC
COU
UNC
UNC COU
COU
Différence par région des distributions spatiales des flux cumulés émis par les modèles
10
<−30
−30−20−10−505102030
>30kgC.m−2.yr−1
esmFixClim1
<−3
−30−20−10−505102030
>30kgC.m−2.yr−1
1pctCO2
<−30
−30−20−10−505102030
>30kgC.m−2.yr−1
esmFixClim1
<−3
−30−20−10−505102030
>30kgC.m−2.yr−1
1pctCO2
>30
kgC.m-2
100-10
<-30
10
Europe - Eurasie tempérée et boréale : 34 %
Amérique du sud tropicale, Afrique du Sud , Asie Tropicale :
40%
Europe - Eurasie tempérée et boréale : 54 %
Amérique du sud tropicale, Afrique du Sud , Asie Tropicale :
8%
Régional carbon flux (nbp)
Introduction Processus et sensibilités Résultats : 𝛼, β, 𝛾 Conclusions Perspectives
COU
COU
stocks de carbone
Csoil
cVegRa
Rh
Litter
GPP
11
cVeg
0
10
20
30
40
50kgC.m−2
1pctCO2
cVeg
0
10
20
30
40
50kgC.m−2
1pctCO2
cSoil
0
10
20
30
40
50kgC.m−2
1pctCO2
cSoil
0
10
20
30
40
50kgC.m−2
1pctCO2
IPSL-CM5A-LR CNRM-ESM1
Stock initial global = 640 PgC ∆stock = +585 PgC (+91%)
Stock initial global = 422 PgC ∆stock = +293 PgC (+69%)
Stock initial global = 1704 PgC ∆stock = +222 PgC (+13%)
Stock initial global = 1104 PgC ∆stock = +84.5 PgC (+7.7%)
0500
1000
1500
2000
2500
IPSL-CM5A-LR CNRM-ESM1
initia
lFix
Clim1p
ctCO2
initia
lFix
Clim1p
ctCO2
PgC
Introduction Processus et sensibilités Résultats : 𝛼, β, 𝛾 Conclusions Perspectives
IPSL−CM5A−LR
−40−2002040
beta [10−3 kgC.m − 2.ppm−1
CNRM−ESM1
−40−2002040
beta [10−3 kgC.m − 2.ppm−1
β : Sensibilité du puits de carbone à la concentration de CO2 atmosphérique
12
522
Chapter 6 Carbon and Other Biogeochemical Cycles
6
Figure 6.22 | The spatial distributions of multi-model-mean land and ocean β and γ for seven CMIP5 models using the concentration-drivenidealised 1% yr–1 CO2 simulations. For land and ocean, β and γ are defned from changes in terrestrial carbon storage and changes in air–sea integrated fuxes respectively, from 1 × CO2to 4 × CO2, relative to global (not local) CO2and temperature change. In the zonal mean plots, the solid lines show the multi-model mean and shaded areas denote ±1 standard deviation. Models used: Beijing Climate Center–Climate System Model 1 (BCC–CSM1), Canadian Earth System Model 2 (CanESM2), Community Earth System Model 1–Biogeochemical (CESM1–BGC), Hadley Centre Global Environmental Model 2–Earth System (HadGEM2–ES), Institute Pierre Simon Laplace– Coupled Model 5A–Low Resolution (IPSL–CM5A-LR), Max Planck Institute–Earth System Model–Low Resolution (MPI–ESM–LR), Norwegian Earth System Model 1 (Emissions capable) (NorESM1–ME). The dashed lines show the models that include a land carbon component with an explicit representation of nitrogen cycle processes (CESM1-BGC, NorESM1-ME).
a. Regional carbon-concentration feedback
0 0.10 0.20
Land
Ocean
(106kgC m-1 ppm-1)
(kgC m-2 ppm-1)
4 12 20-4-12-20
b. Regional carbon-climate feedback
-10 0
(106kgC m-1 K-1)
(kgC m-2 K-1)
0 0.5 1-0.5-1
x 10-3
IPSL-CM5A-LR
CNRM-ESM1
IPCC - AR5
β=0.97 PgC.ppm-1
β=1.04 PgC.ppm-10 50 100 150
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
latitudes [°]
kgC
.m−1
.ppm
−1
IPSL−CM5A−LRCNRM−ESM1IPSL−CM5A−LRCNRM−ESM1
Introduction Processus et sensibilités Résultats : 𝛼, β, 𝛾 Conclusions Perspectives
<−3−3−2−1.5−1−0.8−0.6−0.4−0.200.20.40.60.811.522.5>3
γ [kgC.m−2.K−1]
<−3−3−2−1.5−1−0.8−0.6−0.4−0.200.20.40.60.811.522.5>3
γ [kgC.m−2.K−1]
13
522
Chapter 6 Carbon and Other Biogeochemical Cycles
6
Figure 6.22 | The spatial distributions of multi-model-mean land and ocean β and γ for seven CMIP5 models using the concentration-drivenidealised 1% yr–1 CO2 simulations. For land and ocean, β and γ are defned from changes in terrestrial carbon storage and changes in air–sea integrated fuxes respectively, from 1 × CO2to 4 × CO2, relative to global (not local) CO2and temperature change. In the zonal mean plots, the solid lines show the multi-model mean and shaded areas denote ±1 standard deviation. Models used: Beijing Climate Center–Climate System Model 1 (BCC–CSM1), Canadian Earth System Model 2 (CanESM2), Community Earth System Model 1–Biogeochemical (CESM1–BGC), Hadley Centre Global Environmental Model 2–Earth System (HadGEM2–ES), Institute Pierre Simon Laplace– Coupled Model 5A–Low Resolution (IPSL–CM5A-LR), Max Planck Institute–Earth System Model–Low Resolution (MPI–ESM–LR), Norwegian Earth System Model 1 (Emissions capable) (NorESM1–ME). The dashed lines show the models that include a land carbon component with an explicit representation of nitrogen cycle processes (CESM1-BGC, NorESM1-ME).
a. Regional carbon-concentration feedback
0 0.10 0.20
Land
Ocean
(106kgC m-1 ppm-1)
(kgC m-2 ppm-1)
4 12 20-4-12-20
b. Regional carbon-climate feedback
-10 0
(106kgC m-1 K-1)
(kgC m-2 K-1)
0 0.5 1-0.5-1
x 10-3
0-1.5- 3
31.5
0-1.5- 3
31.5
𝛾=-22 PgC.K-1
𝛾=-55 PgC.K-1
IPCC - AR5
0 50 100 150
−10
−50
510
latitudes [°]
kgC
.m−1
.K−1
IPSL−CM5A−LRCNRM−ESM1IPSL−CM5A−LRCNRM−ESM1
𝛾 : Sensibilité climatique du puits du carbone à l’augmentation de température.
Introduction Processus et sensibilités Résultats : 𝛼, β, 𝛾 Conclusions Perspectives
IPSL-CM5A-LR
CNRM-ESM1
14
• 𝛼 : 1. La sensibilité climatique au CO2 est similaire entre les deux modèles. 2. Le niveau moyen des précipitations simulées diffère entre les 2 modèles. 3. Quelques différences spatiales en termes d’augmentation de la température.
• β : 1. Le stock de carbone du CNRM est plus important que celui de l’IPSL.Les stocks de carbone sont répartis de manière différente entre la végétation et le sol entre les deux modèles.
2. La biosphère terrestre du CNRM-EMS1 absorbe plus de CO2 que le modèle de l’IPSL. Le comportement des tropiques est très différent.
=> Une sensibilité globale du carbone à l’augmentation de CO2 similaire mais de forte disparités spatiales très fortes, en particulier aux tropiques.
• 𝛾 : La sensibilité des puits à l’augmentation de température du modèle CNRM est deux fois plus importante que celle de l’IPSL-CM5A-LR.
Introduction Processus et sensibilités Résultats : 𝛼, β, 𝛾 Conclusions Perspectives
Conclusions
Rétroaction carbone due à la biosphère : CNRM = + 159 ppm contre IPSL = + 62 ppm
• La comparaison est en cours avec les autres modèles IPSL : IPSL-CM5A-MR (différences liées au changement de résolution) et IPSL-CM5B-LR (différences liées à la nouvelle physique de l’atmosphère)
• Simple diagnostic : analyse approfondie avec la comparaison des distributions spatiales de PFTS et des paramétrisations de l’activité photosynthétique et de respiration de la végétation et du sol.
• Utilisation des produits de télédétection de l’ESA : Land Cover, GHG et d’humidité du sol pour mieux contraindre les paramétrisations de ORCHIDEE.
15
Introduction Processus et sensibilités Résultats : 𝛼, β, 𝛾 Conclusions Perspectives
Perspectives
−0.3−0.2−0.10.00.10.20.3
γ [kgC.m−2.mm−1/yr−
−0.3−0.2−0.10.00.10.20.3
γ [kgC.m−2.mm−1/yr−
16
𝛾pr= -1.4 PgC.mm-1.yr-1
IPSL-CM5A-LR
CNRM-ESM1
𝛾pr= -4.3 PgC.mm-1.yr-1
0 50 100 150
−0.5
0.0
0.5
latitudes [°]
kgC
.m−1
.mm
−1.y
r−1
IPSL−CM5A−LRCNRM−ESM1IPSL−CM5A−LRCNRM−ESM1
𝛾pr : Sensibilité du cycle du carbone au changement de précipitations entre esmFixClim1 et 1pctCO2
Introduction Processus et sensibilités Résultats : 𝛼, β, 𝛾 Conclusions Perspectives
AR5 - IPCC : « The increase in leaf photosynthesis with rising CO2, the so-called CO2 fertilisation effect, plays a dominant role in terrestrial biochemical models to explain the global land carbon sink (Sitch et al., 2008), yet it is one of
the mode unconstrained process in those model »
Friedlingstein et al 2014 : « The uncertainty in CO2 projections is mainly attributable to uncertainties in the response of the land carbon cycle. »
17
Introduction Modèles et simulations Résultats Conclusions Perspectives
• Quelles sont les régions les plus sensibles à la rétroaction carbone selon les deux ESMs?
• Quelles sont les différences entre ces modèles?
Différence par région TRANSCOM de distribution spatiale des flux cumulés émis par les modèles
18
Aust 0.4 %
Euras_bor 17.17 %
Euras_temp 7.64 %Europe 9.13 %Nafr_all 5.42 %
Name_bor 9.6 %
Name_temp 7.31 %
Safr 10.85 %Same_temp 3.58 % Same_trop 14.2 %
Trop_asia 14.72 %
IPSL−CM5A−LR
Aust 2.13 %
Euras_bor 21.49 %Euras_temp 16.79 %
Europe 15.58 %
Nafr_all 0 %
Name_bor 13.8 %
Name_temp 16.61 %Safr 1.43 %
Same_temp 6.26 %
Same_trop 3.35 %Trop_asia 3.2 %
CNRM−ESM1
<−30
−30−20−10−505102030
>30kgC.m−2.yr−1
esmFixClim1
<−3
−30−20−10−505102030
>30kgC.m−2.yr−1
1pctCO2
<−30
−30−20−10−505102030
>30kgC.m−2.yr−1
esmFixClim1
<−3
−30−20−10−505102030
>30kgC.m−2.yr−1
1pctCO2
>30
kgC.m-2
100-10
<-30
18
Europe - Eurasie tempérée et boréale : 34 %
Amérique du sud tropicale, Afrique du Sud , Asie Tropicale :
40%
Europe - Eurasie tempérée et boréale : 54 %
Amérique du sud tropicale, Afrique du Sud , Asie Tropicale :
8%
Régional carbon flux (nbp)
Introduction Modèles et simulations Résultats Conclusions Perspectives
Différence de distribution spatiale des flux cumulés émis par les modèles
<−30
−30−20−15−10−8−6−4−20246810152030
>30kgC.m−2.yr−1
esmFixClim1
<−3
−30−20−15−10−8−6−4−20246810152030
>30kgC.m−2.yr−1
1pctCO2
<−30
−30−20−15−10−8−6−4−20246810152030
>30kgC.m−2.yr−1
esmFixClim1
<−3
−30−20−15−10−8−6−4−20246810152030
>30kgC.m−2.yr−1
1pctCO2
>30
kgC.m-2
10
0
-10
<-30
19
Aust 0.4 %
Euras_bor 17.17 %
Euras_temp 7.64 %Europe 9.13 %Nafr_all 5.42 %
Name_bor 9.6 %
Name_temp 7.31 %
Safr 10.85 %Same_temp 3.58 % Same_trop 14.2 %
Trop_asia 14.72 %
IPSL−CM5A−LR
Aust 2.13 %
Euras_bor 21.49 %Euras_temp 16.79 %
Europe 15.58 %
Nafr_all 0 %
Name_bor 13.8 %
Name_temp 16.61 %Safr 1.43 %
Same_temp 6.26 %
Same_trop 3.35 %Trop_asia 3.2 %
CNRM−ESM1
correlation NPP/precip température (attention! local cette fois ci par rapport au global du gamma)
20
𝛼 : Quelles précipitations annuelles en réponse à une augmentation de CO2 atmosphérique ?
21
Introduction Processus et sensibilités Résultats : 𝛼, β, 𝛾 Conclusions Perspectives
IPSL−CM5A−LR
−17.0−15.0−12.5−10.0−8.0−6.0−4.0−2.0−0.50.52.04.06.08.010.012.515.017.0
degres
esmFixClim1
−17.0−15.0−12.5−10.0−8.0−6.0−4.0−2.0−0.50.52.04.06.08.010.012.515.017.0
degres
1pctCO2
CNRM−ESM1
−17.0−15.0−12.5−10.0−8.0−6.0−4.0−2.0−0.50.52.04.06.08.010.012.515.017.0
degres
esmFixClim1
−17.0−15.0−12.5−10.0−8.0−6.0−4.0−2.0−0.50.52.04.06.08.010.012.515.017.0
degres
1pctCO2
𝛼 : Caractérisation des températures de surface
400 600 800 1000
1213
1415
1617
tas versus [CO2]
[CO2] in ppm
Deg
res
1pctCO2−IPSL−CM5A−LResmFixClim1−IPSL−CM5A−LR1pctCO2−CNRM−ESM1esmFixClim1−CNRM−ESM1
∆TIPSL = 4.9° C
22
IPSL−CM5A−LR
−60
−40
−20
0
20
40degres
esmFixClim1
−60
−40
−20
0
20
40degres
1pctCO2
CNRM−ESM1
−60
−40
−20
0
20
40degres
esmFixClim1
−60
−40
−20
0
20
40degres
1pctCO2
Températures de surface préindustrielles [CO2]=280 ppm
∆TCNRM = 4.6°C∆TCNRM = -0.13° C
∆T à 4x[CO2] Effet biogéochimique
∆T à 4x[CO2] Effet biogéochimique et climatique
∆TIPSL = 0.31° C
Introduction Processus et sensibilités Résultats : 𝛼, β, 𝛾 Conclusions Perspectives
15
-15
0
105
-10-5
15
-15
0
105
-10-5
TIPSL = 12.1° C
TCNRM = 12.5° C
IPSL−CM5A−LR
−1270−1000−750−500−250−1001002505007501000
2980mm/yr
esmFixClim1
−1270−1000−750−500−250−1001002505007501000
2980mm/yr
1pctCO2
CNRM−ESM1
−1510−1000−750−500−250−1001002505007501000
2490mm/yr
esmFixClim1
−1510−1000−750−500−250−1001002505007501000
2490mm/yr
1pctCO2
IPSL−CM5A−LR
025050075010001250150017502000250030004000
degres
esmFixClim1
025050075010001250150017502000250030004000
degres
1pctCO2
CNRM−ESM1
025050075010001250150017502000250030004000
degres
esmFixClim1
025050075010001250150017502000250030004000
degres
1pctCO2
0500100015002000>3000
mm/yr
0500100015002000>3000
mm/yr
Caractérisation des précipitations annuelles
400 600 800 1000
950
1000
1050
1100
1150
pr versus [CO2]
[CO2] in ppm
mm
/yr
1pctCO2−IPSL−CM5A−LResmFixClim1−IPSL−CM5A−LR1pctCO2−CNRM−ESM1esmFixClim1−CNRM−ESM1
∆PIPSL = 9.2 %
23
∆PCNRM = 6.6%∆PCNRM = -0.7%
∆PIPSL = -2.0%
Précipitations de surface préindustrielles [CO2]=280 ppm
∆P Effet biogéochimique
∆P Effet biogéochimique et climatique
0< -1000
- 5000
500>1000
mm/yr
0< -1000
- 5000
500>1000
mm/yr
Introduction Processus et sensibilités Résultats : 𝛼, β, 𝛾 Conclusions Perspectives
PIPSL = 975 mm/yr
PCNRM = 1078 mm/yr