Belowground and aboveground processes ! Patricia Cadule N. Viovy, M. Mancip, A. Caubel, H. Verbeek, N. de Noblet

Introduction Problème : Précipitations trop faibles dans les Tropiques Solution : Augmenter l’évaporation pour augmenter les précipitations Deux approches différentes : Utilisation d’un potentiomètre (F. Hourdin) Modification de la profondeur du sol et du profil racinaire

Méthode du potentiomètre Résultats & Analyse mm/day mm/day Evaporation (ST11 – ST11R01) – 1970-1999 Moyenne annuelle Précipitations (ST11 – ST11R01) – 1970-1999 Moyenne annuelle Augmentation de l’évaporation et des précipitations avec RVEG_PFT(#2, 3, 11 et 13) < 1 bilans d’eau: 

Méthode du potentiomètre Résultats & Analyse (-) (-) LAI (Modis) – PFT2 – période actuelle Juillet moyen LAI (ST11) – PFT2 – 1970 -1999 Juillet moyen Problème : distribution spatiale du LAI bilans de carbone: 

Méthode du potentiomètre Résultats & Analyse (-) LAI (ST11-ST11R01) – PFT2 – 1970-1999 Juillet Besoin d’une solution pour augmenter l’évaporation ET le LAI

Profondeur du sol et profil racinaire Description - Motivations Dunne and Willmott 1996; Bachelet et al., 1998; Patterson 1990; Jackson et al., 2000 montrent que la profondeur du sol et le profil racinaire jouent sur la quantité en eau disponible pour l’évapotranspiration qui affecte en retour les flux d’eau et de carbone Verbeeck et al. (in prep) montre qu’une augmentation de la profondeur du sol et un changement du profil racinaire améliorent la sensibilité du flux net de carbone aux précipitations dpu=6.8m

Objectifs de l’étude Etude et comparaison des deux méthodes en utilisant ORCHIDEE Evaluation de l’impact de la profondeur du sol et du profil racinaire sur l’évaporation En s’intéressant aux Bilans d’eau (évaporation, précipitations) Bilans de carbone (LAI, NPP) En offline, puis en couplé (Océan-Atmosphère)

Etude de la méthode du potentiomètre Descriptif de l’étude Utilisation du climat du GCM Simulation ST11 (contrôle actuel) ORCHIDEE en offline forcé par le climat ST11 (100 ans) Comparaison : Etude évaporation, LAI (et NPP) uniquement PFTs des Tropiques PFTs 2 3 11 13 autres RVEG 1 REVG 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 ref. AR5

Méthode du potentiomètre LAI

Méthode du potentiomètre LAI (suite)

Méthode du potentiomètre EVAP

Méthode du potentiomètre EVAP (suite)

Etude de la méthode du potentiomètre Conclusion Une faible valeur de RVEG_PFT augmente l’évaporation mais diminue le LAI PFTs 2 3 11 13 autres RVEG 1 REVG 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 ref. AR5

Etude de la profondeur du sol et du profil racinaire Descriptif de l’étude Utilisation du climat du GCM Simulation ST11 (contrôle actuel) ORCHIDEE en offline forcé par le climat ST11 (100 ans) Comparaison : Etude évaporation, LAI (et NPP) uniquement PFTs des Tropiques Profondeur du Sol changée (x2) pour Cas 1, Cas 2 et Cas 3 PFTs 2 3 11 13 autres ref. PS & PR inchangés Cas 1 PR Cas 2 Cas 3 PS: Profondeur du Sol PR: Profil Racinaire

Etude de la profondeur du sol et du profil racinaire LAI

Etude de la profondeur du sol et du profil racinaire Evaporation

Etude de la profondeur du sol et du profil racinaire Conclusion PFTs 2 3 11 13 autres ref. PS & PR inchangés Cas 1 PR Cas 2 Cas 3 Augmentation de l’évaporation Augmentation du LAI PS: Profondeur du Sol PR: Profil Racinaire

Etude comparative en couplé Permet d’évaluer les rétroactions (précipitations, …) PFTs 2 3 11 13 autres Cas 1 PR Cas 2 Cas 3 PFTs 2 3 11 13 autres RVEG 1 REVG 0.5

Etude comparative en couplé Precip (mm/day) (mm/day) Evaporation (ST11-ST11R01) – 1970-1999 moyenne annuelle Evaporation (ST11D4H1-ST11R01) – 1970-1999 moyenne annuelle

Etude comparative en couplé Regions Amérique du Sud Trop. Afrique eq. 1 Afrique eq. 2

Etude comparative en couplé Amérique Sud Trop. LAI (-) Précip (mm/day) Evap (mm/day) Augmentation de l’Evap, des précip, du LAI et de la NPP… (noire : ST11, rouge : ST11D4H1, verte : ST11D4H2, bleue : ST11D4H3) Période 1970-1999

Conclusion La méthode du changement de profondeur du sol et changement racinaire semble plus appropriée pour augmenter l’évaporation/les précipitations et le LAI Avec cette méthode, le LAI augmente donc la photosynthèse (et la NPP) et donc le puits de carbone. Possible nécessitée de « tuner » ORCHIDEE (VCmax) pour obtenir des bilans de carbones en accord avec les observations