2compart_220ans

Construction d'un modèle à 3 compartiments : l'atmosphère, la biosphère et le sol

Informations techniques concernant la construction du modèle à 2 compartiments, l'atmosphère et la biosphère.

Démarche

• Construire le modèle numérique en utilisant le logiciel Vensim et en suivant les informations fournies par les experts :
  • Lancer l'application Vensim
  • Créer un nouveau modèle : choisir la période 1780 2005 et le pas 1 en année (year),
  • Construire les compartiments "Atmosphère" et "Biosphère",
  • Construire les flux "Photosynthèse" et "Respiration".
  • Mettre en place les "convertisseurs".
    Renseigner les équations.
    Voir ci-dessous les données numériques ayant servi à la construction du modèle.
• Enregistrer le modèle et tester le.

Structure du modèle

Equations du modèle 2compart_220ans.mdl

1- Durée de validation du modèle

Début du modèle INITIAL TIME  = 1780 Units: Year

Fin du modèle FINAL TIME  = 2000 Units: Year

Pas de la simulation TIME STEP  = 1 Units: Year [0,?]

2- Valeurs des compartiments

Valeur de la biosphère initiale Bio INI= INITIAL(610) Units: Gt de C IPCC199

3- Construction des flux

Flux "photosynthèse" :Photosynthèse=IF THEN ELSE(Atmosphère>0,(Pmax*
(pCO2eff/(pCO2eff+Khs)))*(1+(TempsensPS* "Variation-Temp")) , 0)  Units: Gt de C/year

Flux "respiration" : Respiration= Photosynthèse*(50/100) Units: Gt de C

Flux anthropique : avec la version Vensim PLE on pourra associer ce flux avec le fichier xls en utilisant la formule suivante : Carburants fossiles:= GET XLS DATA('co2_1780.xls', 'combustion', '28', 'B29') Units: Gt de C/an - Annual Net Flux of Carbon to the Atmosphere from Land-Use  Change: 1850-2000 Version corresponding to R.A. Houghton, 2002, Tellus (in press) - Remarque : le modèle va ouvrir le fichier 'co2_1780.xls', la page 'combustion', la ligne '28', la première cellule 'B29'.

4- Les équations mathématiques permettant de calculer les valeurs des compartiments au cours du temps

Evolution de l'atmosphère : Atmosphère= INTEG (Respiration-Photosynthèse+Carburants fossiles, Atm INI)  Units: Gt de C

Evolution de la biosphère : Biosphère= INTEG (+Photosynthèse-Respiration,Bio INI) Units: Gt de C IPCC 1995

5- Les équations mathématiques permettant de calculer les valeurs de la pCO2 et de la température (on convertit les valeurs dans une autre unité Gt de C en ppmv, les ppmv en T°C)

Convertir les quantités de CO2 des Gt de C en ppmv : pCO2atm=Atmosphère*(280/600) Units: ppmv

Convertir la teneur en CO2 en équivalent température : Temp Globale=  13.4+"Variation-Temp" Units: °C - Estimée d'après la température de 1880 du fichier Moyenne mensuelles des Températures globales (Océan+Continents) ftp://ftp.ncdc.noaa.gov/pub/data/anomalies/global_meanT_C.all et  le fichier d'annomalies des T° depuis 1861: (Jones, P.D.,  Osborn, T.J., Briffa, K.R., Folland, C.K., Horton, B.)

6- Les équations mathématiques liées aux boucles de rétroaction

Ce sont les équations des chercheurs qui prennent en compte la sensibilité des végétaux aux différents facteurs pcO2, température ... ces équations ont fait l'objet de publications.

Khs= INITIAL(62.5) Units: ppm CO2
pCO2eff=  pCO2atm-pCO2min Units: ppm CO2
pCO2min= INITIAL(30) Units: ppm CO2
Pmax=((Khs+250)*100)/250

TempsensPS= INITIAL(0.04) Units: °C

"Variation-Temp"=(pCO2atm-280)*0.01

7- Le téléchargement des valeurs de référence mesurées sur le terrain

PCO2 mesurées : pCO2 mesurée:=GET XLS DATA('co2_1780.xls', 'co2', '22', 'B23')  Units: ppmv  Source: C.D. Keeling; T.P. Whorf, and the Carbon Dioxide Research Group ; Scripps Institution of oceanography (SIO) ;  University of California La Jolla, California USA 92093-0444 ; July 25, 2003 - le modèle ouvrira le fichier 'co2_1780.xls', la feuille 'co2', la ligne '22', la cellule 'B23'