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Développement et applications du modèle MuSICA : étude des échanges gazeux d'eau et de carbone entre une pinède landaise et l'atmosphère = Developpement and applications of the MuSICA model : a study of water vapor and CO₂ transfer between a pine stand and the atmosphere

Auteur(s) / Author(s)

Ogee Jérôme ; Brunet Yves (Directeur de thèse) ;

Affiliation(s) du ou des auteurs / Author(s) Affiliation(s)

Université de Toulouse 3, Toulouse, FRANCE (Université de soutenance)

Résumé / Abstract

Nous présentons un modèle multicouche d'échanges de matière (vapeur d'eau, CO₂) et d'énergie entre une forêt et l'atmosphère en l'absence de relief. Ce modèle, baptisé MuSICA, est particulièrement adapté aux conifères et fonctionne à des échelles de temps et d'espace aussi fines que la demi-heure et l'hectare respectivement. Ce travail de modélisation s'est appuyé sur de nombreux résultats expérimentaux obtenus sur le site du Bray situé dans les landes de Gascogne. Ce site fait l'objet d'études écophysiologiques et micrométéorologiques intensives depuis plusieurs années, notamment dans le cadre du programme européen EUROFLUX. Les processus pris en compte par le modèle MuSICA sont la pénétration du rayonnement et son interception par la végétation, la photosynthèse, la régulation stomatique, le transport vertical par la turbulence, l'atténuation du vent moyen, la respiration du sol et des axes ligneux et le stockage d'eau et de chaleur dans le sol. Le modèle MuSICA distingue 6 classes d'aiguilles par couche (ombre/soleil et 1, 2 et 3 ans) et 4 classes de feuilles dans le sous-bois (ombre/soleil, vivante/morte), intègre un modèle de transfert turbulent s'appuyant sur des concepts lagrangiens et prend en compte les cycles phénologiques de la végétation. Les différents modèles biophysiques utilisés ont généralement été validés séparément et peuvent être utilisés pour une large gamme de conditions climatiques. Le modèle MuSICA permet de séparer les contributions des différentes strates végétales (notamment le sous-bois) aux flux nets de matière et d'énergie entre une forêt et l'atmosphère. Il permet également de distinguer les différents termes du bilan de carbone semi-horaire (stockage dans l'air inclus). Enfin, son caractère mécaniste permet de l'utiliser sur d'autres sites ou dans des scénarios de changement climatique. Pour ces diverses raisons, le modèle MuSICA est tout à fait adapté à une étude détaillée des échanges entre les écosystèmes terrestres et l'atmosphère.

Source / Source

Travaux Universitaires - Thèse nouveau doctorat
[Note(s) : [252 p.]] (bibl.: 187 ref.) (Année de soutenance : 2000) (N^o : 00 TOU3 0019)

Langue / Language

Français

Mots-clés anglais / English Keywords

Forest stand ; Pinus pinaster ; Gas exchange ; Atmospheric interaction ; Layer model ; Mass transfer ; Water vapor ; Carbon dioxide ; Evaporation ; Transpiration ; Photosynthesis ; Energy transfer ; Radiative transfer ; Stomatal conductance ; Plant leaf ; Turbulent transfer ; Canopy(vegetation) ; Overstorey ; Understory ; Forest soil ; Respiration ; Phytoclimate ; Shading ; Carbon balance ; Aquitaine ; Light interception ; Coniferales ; Gymnospermae ; Spermatophyta ; France ; Europe ; Mathematical model ; Material flow ; Ecophysiology ; Softwood forest tree ; Microclimate ; Ecosystem ; Bioclimatology ;

Mots-clés français / French Keywords

Peuplement forestier ; Pinus pinaster ; Echange gazeux ; Interaction atmosphérique ; Modèle couche ; Transfert masse ; Vapeur eau ; Carbone dioxyde ; Evaporation ; Transpiration ; Photosynthèse ; Transfert énergie ; Transfert radiatif ; Conductance stomatique ; Feuille végétal ; Transfert turbulent ; Canopée ; Etage dominant ; Sous étage ; Sol forestier ; Respiration ; Phytoclimat ; Ombrage(environnement) ; Bilan carboné ; Aquitaine ; Landes de Gascogne ; Interception lumière ; Coniferales ; Gymnospermae ; Spermatophyta ; France ; Europe ; Modèle mathématique ; Flux matière ; Ecophysiologie ; Arbre forestier résineux ; Microclimat ; Ecosystème ; Bioclimatologie ;

Mots-clés espagnols / Spanish Keywords

Rodal forestal ; Pinus pinaster ; Intercambio gaseoso ; Interacción atmosférica ; Modelo capa ; Transferencia masa ; Vapor agua ; Carbono dióxido ; Evaporación ; Transpiración ; Fotosíntesis ; Transferencia energía ; Transferencia radiativa ; Conductancia estomática ; Hoja vegetal ; Transferencia turbulenta ; Dosel ; Nivel dominante ; Subpiso ; Suelo forestal ; Respiración ; Fitoclima ; Sombrajo ; Balance de carbono ; Aquitaine ; Coniferales ; Gymnospermae ; Spermatophyta ; Francia ; Europa ; Modelo matemático ; Flujo materia ; Ecofisiología ; Arbol forestal resinoso ; Microclima ; Ecosistema ; Bioclimatología ;

Localisation / Location

INIST-CNRS, Cote INIST : T 132138