La variabilité chaotique océanique aux flux air-mer de CO2

Publié par Adrien le 06/11/2020 à 09:00
Source: CNRS INSU
Les flux de dioxyde de carbone (CO2) échangés à l'interface entre l'océan et l'atmosphère sont sujets à d'importantes fluctuations régionales et interannuelles. Si ces fluctuations sont principalement forcées par des changements atmosphériques de grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et qui emporte une échelle escamotable de grande hauteur. Le terme « grande...), elles sont également affectées par la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une durée variable...) de l'océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau salée. En fait, il s'agit plutôt d'un volume, dont l'eau est en permanence renouvelée par des...).


Part de la variabilité chaotique des flux air-mer de CO2 pour des échelles de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) interannuelles. Les tons du vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain possède un récepteur, appelé cône M, dont la bande passante est axée sur cette...) au jaune (Il existe (au minimum) cinq définitions du jaune qui désignent à peu près la même couleur :) indiquent les endroits où cette variabilité contribue de façon significative aux fluctuations des flux air-mer de CO2, comme dans les courants de bord ouest (L’ouest est un point cardinal, opposé à l'est. C'est la direction vers laquelle se couche le Soleil à l'équinoxe, le couchant (ou ponant).) ou dans l'océan Austral (L'océan Austral ou océan Antarctique ou océan glacial Antarctique est l'étendue d'eau qui entoure l'Antarctique. C'est en surface le quatrième océan, et le dernier défini, puisque...).

Des chercheurs français du LSCE (Laboratoire des sciences du climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la...) et de l'environnement), du CNRM (Centre national de recherches météorologiques), de l'IPSL (Institut Pierre Simon Laplace) et de l'IGE (Institut des géosciences de l'environnement) ont quantifié ces deux sources de variabilité (forcées par l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) ou émises spontanément par l'océan) et leurs contributions respectives aux fluctuations des flux air-mer de CO2 sur de grandes régions océaniques.

Cette étude s'appuie sur l'analyse de trois simulations numériques de l'océan mondial, représentant les interactions entre la dynamique océanique (par exemple les courants ou le mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une...) vertical) et la biogéochimie marine (représentation simplifiée de l'écosystème marin). Ces simulations ont été réalisées avec une résolution horizontale relativement fine (1/4 de degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :), soit environ 25 km), afin de permettre la représentation d'une partie de l'effet des tourbillons océaniques de méso-échelle sur les quantités physiques et biogéochimiques. Les trois simulations ont été conduites avec un forçage atmosphérique identique, mais à partir de toutes petites variations dans leurs états initiaux.

À travers cette étude les auteurs montrent que des processus océaniques non linéaires et aléatoires (c'est-à-dire chaotiques) contrôlent une partie des flux air-mer de CO2 sur des échelles de temps de plusieurs années. L'intensité de ces fluctuations chaotiques s'avère d'autant plus importante dans les régions de forte énergie cinétique (L'énergie cinétique (aussi appelée dans les anciens écrits vis viva, ou force vive) est l’énergie que possède un corps du fait de son mouvement. L’énergie cinétique d’un corps est égale...), où elles contribuent localement à 76 % de la variance ( En statistique et en probabilité, variance En thermodynamique, variance ) interannuelle des flux air-mer de CO2.

En savoir plus:
Gehlen, M., S. Berthet, R. Séférian, Ch. Ethé, and T. Penduff (2020).
Quantification of Chaotic Intrinsic Variability of sea-air CO2 Fluxes at Interannual Timescales. Geophysical Research Letter. https://doi.org/10.1029/2020GL088304
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