Evaluation de la pénétration du carbone anthropique en Méditerranée | Matériel et méthodes
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L’effet du choix des rapports stœchiométriques : Les rapports de Körtzinger et al. (2001), qui
correspondent aux valeurs revisitées des ratios de Redfield en utilisant les données de
l’Atlantique Nord, ont été testés. Le coefficient de l’oxygène (O2 :-165) est en bon accord
avec les estimations de Takahashi et al. (1985) et d’Anderson et Sarmiento (1994), alors que
le coefficient du carbone (CO2 : 123) est corrigé par rapport à l’effet d’erreur du CO2
anthropique.
L’effet du choix de l’oxygène préformé : L’hypothèse d’un équilibre air-mer en oxygène est
discutée en calculant le carbone anthropique avec une sursaturation en oxygène de 5%. La
formation d’eau profonde se fait généralement dans des conditions favorisant une
sursaturation en oxygène sous l’effet combiné de la photosynthèse, de la pompe de solubilité
et de la pompe physique (basses température, agitation des eaux).
Etude de l’acidification de la Méditerranée
Afin d’évaluer le taux d’acidification de la Méditerranée depuis la période préindustrielle jusqu’à
l’année de référence 2010, un programme Fortran a été développé, par l’équipe de recherche du
Laboratoire de Conservation et de Valorisation des Ressources Marines (CVRM), pour le calcul
du pH et du pCO2 à partir des données de TCO2 et d’AT. Ce programme se base, pour le calcul des
constantes d’équilibre K1 et K2, sur les recommandations de la dernière version du Handbook de
Dickson (Handbook, 2008), soit sur les polynômes de Mehrbach (1973), modifiés par Lueker et al.
(2000), en utilisant l’échelle totale du pH. Ce programme de calcul est basé sur des itérations
multiples ayant pour but d’arriver à une convergence et à une cohérence de tous les paramètres du
système des carbonates. Ces régressions ne sont pas valables pour les salinités inférieures à 30.
Le Flux de CO2 à l’interface air-mer
Le flux d'échange de CO2 à l’interface air-mer, FCO2 (en mmol.m
-2 .j
-1 ), est calculé selon l'équation
suivante :
FCO2= 0,24 k α (fCO2 océan – fCO2 atm) … (38) Équation 37: Calcu l du flu x de CO2 à l'interface air-mer
Où, k: La vitesse de transfert du gaz à l’interface air-mer. Selon Wanninkhof (1992) :
k
= 0,31.V
2 .(Sc/660)
-0.5 avec Sc, le nombre de Schimdt pour le CO2 à la température de l’eau
(Sc=2073,1 - 125,62 T + 3,6276 T
2 - 0,043219 T
3 ) et 660 le nombre de Schimdt à 20°C ;
V : vitesse du vent en (m/s). Un vent moyen de 2,5m/s a été considéré pour la Méditerranée;
α : La solubilité du CO2 dans l’océan, donnée par l’équation de Weiss (1970) (Annexe 6) ;
fCO2 océan et fCO2 atm représentent respectivement, la fugacité du CO2 dans l’océan et dans
l’atmosphère en µmol/l.
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L’effet du choix des rapports stœchiométriques : Les rapports de Körtzinger et al. (2001), qui
correspondent aux valeurs revisitées des ratios de Redfield en utilisant les données de
l’Atlantique Nord, ont été testés. Le coefficient de l’oxygène (O2 :-165) est en bon accord
avec les estimations de Takahashi et al. (1985) et d’Anderson et Sarmiento (1994), alors que
le coefficient du carbone (CO2 : 123) est corrigé par rapport à l’effet d’erreur du CO2
anthropique.
L’effet du choix de l’oxygène préformé : L’hypothèse d’un équilibre air-mer en oxygène est
discutée en calculant le carbone anthropique avec une sursaturation en oxygène de 5%. La
formation d’eau profonde se fait généralement dans des conditions favorisant une
sursaturation en oxygène sous l’effet combiné de la photosynthèse, de la pompe de solubilité
et de la pompe physique (basses température, agitation des eaux).
Etude de l’acidification de la Méditerranée
Afin d’évaluer le taux d’acidification de la Méditerranée depuis la période préindustrielle jusqu’à
l’année de référence 2010, un programme Fortran a été développé, par l’équipe de recherche du
Laboratoire de Conservation et de Valorisation des Ressources Marines (CVRM), pour le calcul
du pH et du pCO2 à partir des données de TCO2 et d’AT. Ce programme se base, pour le calcul des
constantes d’équilibre K1 et K2, sur les recommandations de la dernière version du Handbook de
Dickson (Handbook, 2008), soit sur les polynômes de Mehrbach (1973), modifiés par Lueker et al.
(2000), en utilisant l’échelle totale du pH. Ce programme de calcul est basé sur des itérations
multiples ayant pour but d’arriver à une convergence et à une cohérence de tous les paramètres du
système des carbonates. Ces régressions ne sont pas valables pour les salinités inférieures à 30.
Le Flux de CO2 à l’interface air-mer
Le flux d'échange de CO2 à l’interface air-mer, FCO2 (en mmol.m
-2 .j
-1 ), est calculé selon l'équation
suivante :
FCO2= 0,24 k α (fCO2 océan – fCO2 atm) … (38) Équation 37: Calcu l du flu x de CO2 à l'interface air-mer
Où, k: La vitesse de transfert du gaz à l’interface air-mer. Selon Wanninkhof (1992) :
k
= 0,31.V
2 .(Sc/660)
-0.5 avec Sc, le nombre de Schimdt pour le CO2 à la température de l’eau
(Sc=2073,1 - 125,62 T + 3,6276 T
2 - 0,043219 T
3 ) et 660 le nombre de Schimdt à 20°C ;
V : vitesse du vent en (m/s). Un vent moyen de 2,5m/s a été considéré pour la Méditerranée;
α : La solubilité du CO2 dans l’océan, donnée par l’équation de Weiss (1970) (Annexe 6) ;
fCO2 océan et fCO2 atm représentent respectivement, la fugacité du CO2 dans l’océan et dans
l’atmosphère en µmol/l.