Quantification des Flux et des Stocks de Carbone au Niveau Européen et National

Le projet CARBO-CONTRÔLE a pour objectif principal de quantifier les flux de CO2 européens et les stocks et flux de carbone à l’échelon national. La stratégie scientifique est d’effectuer une désagrégation, ou  » down scaling « , des flux (>100 km) en inversant des mesures de CO2 atmosphérique, ainsi qu’une agrégation, ou  » up-scaling « , des stocks et des flux nationaux à partir des champs climatiques et des informations satellitaires.

Pour mener à bien cette étude, les auteurs ont utilisé des codes numériques qui seront validés par les observations : (I) le modèle de transport atmosphérique tridimensionnel TM2 et (II) le modèle STOMATE du cycle du carbone dans la végétation et les sols, qui intègre une paramétrisation semi-empirique des processus biogéochimique au sein des écosystèmes. Ces deux codes utilisent des supercalculateurs. Ils ont été développés et partiellement validés pour l’étude du cycle du carbone à l’échelle globale. Ils ont été utilisés dans le projet CARBO-CONTROLE pour l’Europe et la France.

Le projet est subdivisé en deux parties complémentaires, (I) une inversion du bilan de carbone Européen à partir des mesures de concentration en CO2 dans l’atmosphère, et (II) une simulation des flux et stocks de carbone et de leur variabilité pour la France.
Pour l’inversion des champs atmosphériques, nous utiliseront une technique Bayesienne qui optimise les sources et puits de CO2 sur de grandes régions en minimisant la distance entre concentrations issues du modèle de transport et concentrations observées. Les auteurs ont divisé l’Europe en plusieurs régions, pour lesquelles ils ont estimé les flux.
Les incertitudes de cette approche (densité du réseau de mesure, erreurs dans la simulation du transport atmosphérique) ont été quantifiées.

Pour l’évaluation des flux et stocks de carbone avec le modèle biogéochimique, le modèle STOMATE a été utilisé. Les champs de conditions aux limites du modèle (indice de végétation, climat…) ont une résolution de l’ordre de 20km, puis plusieurs simulations sur la France ont été effectuées .
La sensibilité des flux et stocks en fonction des paramètres du modèle sera étudiée, et aidera à estimer les incertitudes de la méthode.

Le projet CARBO-CONTROLE s’insère parmi d’autres projets de recherche du LSCE et de ses partenaires (liste ci-dessous). Bien que les méthodes utilisés soient communes entre ces projets et CARBON-CONTROLE pour la modélisation, les actions proposées dans CARBO-CONTROLE sont toutes originales et ne reçoivent aucun financement parallèle. FRAISE (programme national CNRS-INSU) : inversion des flux pour l’Atlantique Nord et l’Océan Indien EUROSIB (projet CEE 1999-2001) : mesures aéroportées de CO2 et campagnes intensives en Russie et Sibérie CSOA-INSU : soutien pérenne des observatoires atmosphériques du LSCE (Irlande et Nelle Amsterdam)