Impact of interactive vegetation phenology on the simulated pan-arctic land surface state

• Main Author: Teufel, Bernardo Stephan
• Format: Text
• Language: English
• Published: 2016
• Subjects: Pergélisols > Canada (Nord); Végétation > Dynamique > Modèles mathématiques; Plantes > Phénologie; Couches actives > Dimensions; Sols > Teneur en carbone; Climat > Changements; Canadian Land Surface Scheme (CLASS); Canadian Terrestrial Ecosystem Model (CTEM); Arctic; Canada; Épaisseur de la couche active; pergélisol
• Online Access: http://www.archipel.uqam.ca/8713/1/M14384.pdf

Dans la région panarctique, la surface terrestre subit des changements rapides causés par le réchauffement climatique. Le pergélisol près de la surface devrait se dégrader de manière importante au cours du 21e siècle, provoquant des rétroactions sur le climat mondial et les cycles de l'eau à l'échelle régionale. La réponse de la végétation au réchauffement climatique et à l'augmentation des concentrations atmosphériques de CO2 va influencer l'ampleur de ces rétroactions. Dans cette étude, l'impact de la phénologie interactive sur l'état de la surface terrestre est évalué en comparant deux simulations du schéma canadien de surface (CLASS) – une avec phénologie interactive, modélisée en utilisant le modèle canadien des écosystèmes terrestres (CTEM), et l'autre avec phénologie prescrite. Ces simulations sont réalisées pour la période de 1979 à 2012, en utilisant le forçage atmosphérique de la réanalyse ERA-Interim. Les valeurs simulées de l'indice de surface foliaire, la productivité primaire, l'étendue du pergélisol et l'épaisseur de la couche active sont comparées aux observations disponibles. Les résultats suggèrent que les deux simulations capturent la distribution générale de la végétation et du pergélisol, bien que certaines erreurs demeurent. Des différences significatives dans l'évapotranspiration sont observées entre les deux simulations, conduisant à des différences dans le ruissellement, la température du sol et l'épaisseur de la couche active. Pour évaluer l'impact de la phénologie interactive sur les changements prévus dans l'état de la surface terrestre, deux autres simulations sont comparées, l'une avec CLASS et l'autre avec CLASS couplé à CTEM, en utilisant le forçage atmosphérique d'une simulation transitoire du modèle régional canadien du climat (MRCC5) pour le scénario RCP8.5. Ces deux simulations montrent une dégradation importante du pergélisol près de la surface, mais la simulation avec phénologie interactive montre une perte légèrement plus rapide du pergélisol, pointant vers une rétroaction positive de la végétation sur la température du sol. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : modèle dynamique de la végétation, pergélisol, épaisseur de la couche active, carbone du sol, changement climatique