Evaluation de la pénétration du carbone anthropique en Méditerranée | Annexes
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Annexe 6 : Calcul de l’UAO et des solubilités
Calcul UAO : CO2 est la concentration de l’oxygène (µmol/l) a la surface et CO2
* représente les
valeurs d’oxygène à saturation (solubilité) donnée en µmol/kg : 𝑈𝐴𝑂 = 𝐶 𝑂 2
∗ − 𝐶 𝑂 2
Calcul de la solubilité des gaz dissous dans l’eau de mer :
Pour calculer l’Utilisation Apparente d’Oxygène ainsi que l’âge des masses d’eau, il est nécessaire
de calculer la solubilité des gaz suivant : O2, He, Ne, CFC-12.
D’après Copin-Montégut (s,d,), la solubilité des gaze peut être tirée de tables océanographiques ou
calculée à partir d'algorithmes. Selon cette dernière méthode, deux polynômes sont utilisés:
 ln 𝐶 𝑔
∗ = ⁡ 𝐴 1 + ⁡ 𝐴 2 (
100
𝑇
) + 𝐴 3 ln (
𝑇
100
) + 𝐴 4 (
𝑇
100
) + 𝑆(𝐵 1 + 𝐵 2 (
𝑇
100
) + 𝐵 3 (
𝑇
100
)
2
⁡)…(1)
 ln 𝐶 𝑔
∗ = ⁡ 𝐴 1 + ⁡ 𝐴 2 (
10 5
𝑇
) + 𝐴 3 (
10 7
𝑇 2 ) + 𝐴 4 (
10 10
𝑇 3 ) + 𝐴 5 (
10 11
𝑇 4 ) − 𝑆(𝐵 1 +
𝐵 2
𝑇
+ 𝐵 3
10 3
𝑇 2 ⁡)…(2)
 ln 𝐶 𝑔
∗ = ⁡ 𝐴 1 + ⁡ 𝐴 2 (
100
𝑇
) + 𝐴 3 ln (
𝑇
100
) + 𝐴 4 (
𝑇
100
)
2
+ 𝑆(𝐵 1 + 𝐵 2 (
𝑇
100
) + 𝐵 3 (
𝑇
100
)
2
⁡)…(3)
d’après Weiss, et al. (1980).
Avec :
C : solubilité du gaz (µmol/kg) ; S : salinité de l’eau (g.kg
-1 )
T : température absolue de l’eau : T (K) = θ (C) + 273,15, Le calcul de la température potentielle
(θ) à l’aide du logiciel ODV en fonction des données de température, salinité et profondeur
Tableau 11: Constantes de la formule de solubilité (pression atm.=1atm, humidité relative=100%)
Gaz
A1
A2
A3
A4
A5
B1
B2
B3
Formule
Source
O2
µmol/kg
-173,9894 255,5907
146,4813
-22,2040
-
-0,037362
0,016504
-0,0020564
(1)
(Weiss, 1970)
-135,29996 +1,572288 -6,637149 +1,243678 -8,621061 0,020573
- 12,142
2,3631
(2)
(Benson, et al.,
1984)
CO2
µmol/kg
-60.2409
+9345.17
23.3585
-
-
0.023517
-0.023656
0.0047036
(1)
(Weiss, 1974)
He
µmol/kg
-163,4207 216,3442
139,2032
-22,6202
-
-0,044781
0,023541
-0,0034266
(1)
(Copin-Montégut,
2011)
CFC-12
pmol/kg
-220,2120 301,8695
114,8533
-1,39165
-
-0,147718
0,093175
-0,0157340
(3)
(Warner, et al.,
1985)
SF6
pmol/kg
-82,1639
120,152
30,6372
-
-
0.0293201 -0.0351974
0.00740056
(1)
(Bullister, et al.,
2002)
Pour la solubilité de l’oxygène, les deux méthodes ont été testées et leurs résultats comparés. La
différence moyenne entre les deux résultats est de l’ordre de 0,008 µmol/kg. En outre, d’après
Millero (2013), l’équation (1) lisse la variabilité de la solubilité des gaz par rapport à la température
et à la salinité (Kester, 1975). C’est pour cette raison que la solubilité de l’O2 a été remplacée par
les mesures de Benson et al. (1984).