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Mise en place d'un modèle mettant en jeu les échanges entre l'atmosphère et l'hydrosphère

 

La prise en compte de la pompe biologique dans le modèle numérique permet-elle sa validation ?

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La troisième page du fichier ocean.vmf montre l'introduction de la pompe biologique dans le modèle. Le lancement de la simulation fait apparaitre le graphique ci-dessous :

modeln5.gif



L'introduction de la pompe biologique a considérablement amélioré la qualité du modèle.
La qualité du modèle à cette étape de construction peut être jugée  suffisamment bonne pour permettre aux élèves d' examiner les résultats  graphiques de la simulation en utilisant les boutons bouton2.gif et bouton6.gif. :

  
Les résultats de la simulation

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Le modèle montre que l'enrichissement de l'atmosphère en CO2 a provoqué un accroissement des échanges avec l'océan et par conséquent une augmentation des réserves en CO2 de celui-ci. Il confirme le rôle de puits de l'océan. Peut-on cependant lancer une simulation sur une longue période en modifiant les températures pour connaître les réactions de l'océan au réchauffement climatique ? Les écarts observés entre les concentrations atmosphériques en CO2 calculées et mesurées s'accroissent avec le temps. Avant cette simulation le modèle doit être amélioré. La réponse au problème posé ne peut être donnée à cette étape de la construction du modèle.

Des pistes pour améliorer le modèle

 La température des eaux de surface et la pompe biologie sont considérées comme constantes dans le modèle. La température des eaux de surface devraient augmenter avec les apports anthropiques et l'effet de serre supplémentaire qu'ils provoquent. Mais alors la solubilité du CO2 devrait s'en trouver diminuée ce qui aurait pour effet d'augmenter la concentration en CO2 atmosphérique. Introduire l'augmentation de température dans le modèle devrait donc augmenter les écarts avec la concentration mesurée.


Deux hypothèses peuvent être émises : 

a) la pompe biologique n'est pas constante et devient plus efficace avec le réchauffement climatique (monter alors un protocole expérimental permettant d'étudier l'influence de la température sur la multiplication du phytoplancton et sur la photosynthèse)

b) il existe un autre puit de CO2 que l'océan. L'influence de la biosphère marine sur les échanges entre l'atmosphère et l'océan vient d'être mise en évidence. La biosphère continentale doit également intervenir. Il faut aller mesurer les échanges de CO2 au niveau des écosystèmes continentaux.

Étape suivante envisageable : la modélisation du cycle du carbone impliquant la biosphère continentale