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«Impact du changement climatique et l’acidification des océans sur le cycle océanique de l’azote» par Jorge Martinez-Rey

Présentée par : Jorge Martinez-Rey Discipline : météorologie, océanographie physique de l'environnement Laboratoire : LSCE

Résumé :
Le cycle océanique de l'azote est à l'origine de deux rétro-actions climatiques au sein du système terre. D'une part, il participe au contrôle du réservoir d'azote fixé disponible au développement du phytoplancton et à la modulation de la pompe biologique, un des mécanismes de séquestration du carbone anthropique. D'autre part, le cycle de l'azote produit un gaz à effet de serre et destructeur d'ozone, le protoxyde d'azote (N2O). L'évolution future du cycle de l'azote sous l'influence du réchauffement climatique, de la désoxygénation et de l'acidification des océans reste une question ouverte. Les processus tels que la fixation d'azote, la dénitrification et la production de protoxyde d'azote seront modifiés sous l'influence conjuguée de ces trois stresseurs. Ces interactions peuvent être évaluées grâce aux modèles globaux de biogéochimie marine. Nous utilisons NEMO-PISCES et l'ensemble des modèles CMIP5 pour projeter les modifications des taux de fixation d'azote, de nitrification, de production et des flux air-mer de N2O à l'horizon de 2100 en réponse au scénario 'business-as-usual'. Les effets liés à l'action combinée du réchauffement climatique et de l'acidification des océans sur le réservoir d'azote fixé, la production primaire et la rétro-action sur le bilan radiatif sont également évalués dans cette thèse.

Abstract :
The marine nitrogen cycle is responsible of two climate feedbacks in the Earth System. Firstly, it modulates the fixed nitrogen pool available for phytoplankton growth and hence it modulates in part the strength of the biological pump, one of the mechanisms contributing to the oceanic uptake of anthropogenic CO2. Secondly, the nitrogen cycle produces a powerful greenhouse gas and ozone (O3) depletion agent called nitrous oxide (N2O). Future changes of the nitrogen cycle in response to global warming, ocean deoxygenation and ocean acidification are largely unknown. Processes such as N2-fixation, nitrification, denitrification and N2O production will experience changes under the simultaneous effect of these three stressors. Global ocean biogeochemical models allow us to study such interactions. Using NEMO-PISCES and the CMIP5 model ensemble we project changes in year 2100 under the business-as-usual high CO2 emissions scenario in global scale N2-fixation rates, nitrification rates, N2O production and N2O sea-to-air fluxes adding CO2 sensitive functions into the model parameterizations. Second order effects due to the combination of global warming in tandem with ocean acidification on the fixed nitrogen pool, primary productivity and N2O radiative forcing feedbacks are also evaluated in this thesis.
Informations complémentaires
Isabelle DADOU, Professeur des Universités, à l’Université Paul Sabatier Toulouse 3/Laboratoire d’Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales (LEGOS) - UMR5566 (CNES-CNRS-IRD-UPS) - Toulouse - Rapporteur
Parvadha SUNTHARALINGAM, Chercheur, Habilitée à Diriger des Recherches, à l’Université d’East Anglia/School of Environmental Sciences - Norwich (Royaume-Uni) - Rapporteur
Laurent BOPP, Directeur de Recherche, à l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE) - Gif/Yvette - Directeur de thèse
Sophie BONNET, Chercheur, à l’Institut Méditerranéen d’Océanologie (MIO)/Centre IRD de Nouméa - Nouméa (Nouvelle-Calédonie) - Examinateur
Philippe BOUSQUET, Professeur des Universités, à l’Université Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE) - Gif/Yvette - Examinateur
Marion GEHLEN, Directeur de Recherche, à l’Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines/Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE) - Gif/Yvette – Examinateur
Nicolas GRUBER, Professeur, à l’ETH/Inst.f.Biogeochemie u.Schadstoffdynamik - Zürich (Suisse) - Invité
Alessandro TAGLIABUE, Professeur des Universités, à l’Université de Liverpool/School of Environmental Sciences - Liverpool (Royaume-Uni) - Invité
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