WORKSHOP W10 Progetto VECTOR(Rimini, 10-11 settembre 2007)

Global Ocean Carbon Cycle Studies in VECTOR

State of advancementMarcello Vichi

Centro Euro-Mediterraneo per i Cambiamenti Climatici

Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

• Sviluppo di un modello globale di ciclo del carbonio oceanico come parte di un modello accoppiato di Sistema Terra (ESM)

• Produzione di simulazioni del clima attuale e di scenari di clima basati su stime future di emissioni di gas serra (GHG)

• Analisi dei flussi di carbonio (oceanico ed aria-mare) in aree chiave di interesse scientifico e nazionale: Oceano Meridionale e Mediterraneo

• Individuazione e valorizzazione dei dati italiani raccolti durante le campagne oceanografiche del PNRA in Oceano Meridionale

• Disseminazione di mappe e serie temporali da usare come condizioni al contorno di studi di impatto a livello regionale

Obiettivi

Flussi aria-mare di CO2

OceanoOPA 8.2 (ORCA2)

(Madec et al. 1998)

Ghiaccio marinoLIM (ORCA2)(Timmermann(Timmermann

et al. 2005)et al. 2005)

CouplerOASIS3

(Valcke et al. 2004)

Biogeochimica MarinaPELAGOS (ORCA2)

(Vichi et al. 2007 a,b)

AtmosferaECHAM5 (T31L19)

(Roeckner et al. 2006)

Il Modello di Sistema Terra INGV-CMCCIl Modello di Sistema Terra INGV-CMCC

Il Modello di Biogeochimica PELAGOS

implementazione del Biogeochemical Flux Model (http://www.bo.ingv.it/bfm) nell’oceano globale

Accoppiamento on-line con il modello idrodinamico OPA

Vichi et al., 2007a/b (J. Mar. Syst.)

PELAgic biogeochemistry for Global Ocean Simulations

Configurazione degli esperimentiConfigurazione degli esperimenti

BLUEBLUEcurrentcurrent

GREENGREENcurrentcurrent

Oceano, Atmosfera, GhiaccioOceano, Atmosfera, Ghiaccio

Oceano, Atmosfera, Ghiaccio, Biogeochimica marinaOceano, Atmosfera, Ghiaccio, Biogeochimica marina

GREENGREEN2xCO22xCO2

Oceano, Atmosfera, Ghiaccio, Biogeochimica marinaOceano, Atmosfera, Ghiaccio, Biogeochimica marina

0 220Anni di simulazione

ESM-preindustrialeESM-preindustriale

ESM-20CESM-20C

ESM-21CESM-21C

1870 2000

1870 2000

ERA40 forzatoERA40 forzato1958 2001

Simulazioni forzate (ERA40)

Confronto tra medie annualidi chl simulata e derivatadal satellite SeaWiFS

Risposta del ciclo del carbonio a scenari di Risposta del ciclo del carbonio a scenari di cambiamento climatico cambiamento climatico (L. Patara et al. Mer 10.30 14-T45)(L. Patara et al. Mer 10.30 14-T45)

DiatomsDiatoms

PicophytPicophyto=plankto=planktonon

NanoflaNanofla=gellat=gellateses

2xCO2xCO22

1xCO1xCO22

I diversi gruppi funzionali del fitoplancton determinano il tipo e l’entità dell’export di carbonio.I confronti tra una simulazione 1XCO2 e 2xCO2, caratterizzati da una diminuzione dello strato rimescolato in zone chiave, portano ad una sostituzione delle diatomee con nanoflagellati e ad una prevalenza di picofitoplancton nelle zone tropicali.La pompa biologica legata al particolato di dimensioni maggiori è pertanto ridotta.

Flussi di CO2 con l’atmosferaESM in scenario pre-industriale(CO2 atmosferica = 280 ppmv)

Medie annuali primi 50 anni

Flusso acqua-ariamol m-2 y-1

DIC superficialemol C kg-1

L Patara, PG Fogli