3compart_Ref_220ans

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

Améliorer le modèle précédent 2compart_220ans.mdl en ajoutant un nouveau compartiment et 2 flux :

Démarche

• Ouvrir le modèle initial 2compart_220ans.mdl en utilisant le logiciel Vensim et modifier le
  • Lancer l'application Vensim
  • Ajouter le nouveau compartiment "litière et sol" et les deux flux "chute de la litière" et respiration du sol" .
  • Renseigner les équations mathématiques.
• Enregistrer le modèle sous 3compart_Ref_220ans.mdl et tester le.

Structure du modèle

Agrandir l'image

Equations du modèle à 3 compartiments

1- Construire le nouveau compartiment et les deux flux

2- Renseigner les valeurs des flux :

• Litière=50*(Biosphère/610)
• Respiration du Sol=(49.4/Sol INI )*Sol et Litière*(1+(TempsensSol *"Variation-Temp")
• Ruissellement=0.6*Sol et Litière/Sol INI Units: Gt de C/an
• Volcanisme= INITIAL(0.1) Units: Gt de C/an

3- Modifier les équations :

• Atmosphère= INTEG (+Respiration+Respiration du Sol+Volcanisme-Photosynthèse, Atm INI) Units: Gt de C
•  Biosphère= INTEG (+Photosynthèse-Litière-Respiration, Bio INI) Units: Gt de C IPCC 199
• Sol et Litière= INTEG (Litière-Respiration du Sol-Ruissellement,Sol INI)

Modifier le modèle pour tester les boucles de rétroaction

A ce stade de la modélisation, il nous semble essentiel de tester le modèle et de montrer "comment il fonctionne" et surtout tenter de comprendre comment "il réagit aux perturbations de l'environnement". Nous proposons de tester l'impact de la température ou de la pCO2 sur le cycle du carbone.

• Afin de tester l'impact de la température puis de la pCO2 sur le cycle du carbone, on propose de créer deux copies du modèle de référence que l'on allons modifier ensuite.
  • Ouvrir le modèle de référence,
  • Créer 2 nouvelles pages : sélectionner le menu "View" puis l'option "New" : le logiciel crée une nouvelle page. recommencer l'opération, créer une troisième page.
  • Ouvrir la page 1. Sélectionner le modèle, copier le. Coller le modèle dans la page 2. De même faire une copie du modèle page 3.
• Modifier le modèle de la page 2.
  • Dans le modèle copié (c'est le modèle de référence), le paramètre "Variation-Temp" (qui correspond aux variations de température calculées par le modèle) agit sur le flux "Photosynthèse" et le flux "Respirations du sol". On veut savoir si la température agit davantage sur la photosynthèse ou si elle agit davantage sur la respiration du sol. Pour cela, on va déconnecter le paramètre "Variation-Temp" des flux "Photosynthèse" et "Respiration du sol" (il suffit de supprimer la flèche qui relie les 2 éléments).
  • Créer une nouvelle variable et la nommer "ImpactTemp". Cette nouvelle variable est choisie "Constant" : valeur 0. Donner l'unité °C. Indiquer le domaine de variation : -0,5 à +0,5 avec une incrémentation de 0,01.
  • Modifier les formules des flux "Photosynthèse" et "Respiration du sol" en changeant dans les équations le paramètre "Variation-Temp" par "ImpactTemp".
  • Renommer la page 2 : sélectionner le menu "View" puis l'option "Rename" : écrire "Impact de la température".
  • Enregistrer le modèle et lancer la simulation.
  • Que prévoit le modèle si la température globale de la planète augmente? Si elle diminue?
  • Les scientifiques parlent de boucle de rétroaction positive, en prenant comme exemple l'impact de la température sur le cycle du carbone, expliquer cette notion.
• Procéder en suivant la méthode vue précédemment. Déconnecter la variable "pco2atm1". Créer une variable "ImpactCO2" et relier cette nouvelle variable au flux "Photosynthèse" par l'intermédiare de "pco2eff1". Modifier le formules.
• Renommer la page 3 : sélectionner le menu "View" puis l'option "Rename" : écrire "Impact de la pCO2".
• Enregistrer le modèle et lancer la simulation.
• Que prévoit le modèle : comment va évoluer le flux "Photosynthèse" si la pCO2 globale de la planète augmente? Si elle diminue?
• Les scientifiques parlent de boucle de rétroaction négative, en prenant comme exemple l'impact de la pCO2 sur le cycle du carbone, expliquer cette notion.
• Modifier le modèle de la page 3.  

Consulter le modèle numérique correspondant 3compart_ref_220ans.mdl  de l'archive  3compart_Ref_220ans.zip