WORKSHOP W10 Progetto VECTOR
(Rimini, 10-11 settembre 2007)
Global Ocean Carbon Cycle
Studies in VECTOR
State of advancement
Marcello Vichi
Centro Euro-Mediterraneo per i Cambiamenti Climatici
Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia
Obiettivi
• Sviluppo di un modello globale di ciclo del carbonio oceanico
come parte di un modello accoppiato di Sistema Terra (ESM)
• Produzione di simulazioni del clima attuale e di scenari di clima
basati su stime future di emissioni di gas serra (GHG)
• Analisi dei flussi di carbonio (oceanico ed aria-mare) in aree
chiave di interesse scientifico e nazionale: Oceano Meridionale e
Mediterraneo
• Individuazione e valorizzazione dei dati italiani raccolti durante
le campagne oceanografiche del PNRA in Oceano Meridionale
• Disseminazione di mappe e serie temporali da usare come
condizioni al contorno di studi di impatto a livello regionale
Flussi aria-mare di CO2
Il Modello di Sistema Terra INGV-CMCC
Atmosfera
ECHAM5 (T31L19)
(Roeckner et al. 2006)
Coupler
OASIS3
(Valcke et al. 2004)
Ghiaccio marino
LIM (ORCA2)
(Timmermann
et al. 2005)
Oceano
OPA 8.2 (ORCA2)
(Madec et al. 1998)
Biogeochimica Marina
PELAGOS (ORCA2)
(Vichi et al. 2007 a,b)
Il Modello di Biogeochimica
PELAgic biogeochemistry for
PELAGOS
Global Ocean Simulations



implementazione del
Biogeochemical Flux Model
(http://www.bo.ingv.it/bfm)
nell’oceano globale
Accoppiamento on-line con
il modello idrodinamico
OPA
Vichi et al., 2007a/b
(J. Mar. Syst.)
Configurazione degli esperimenti
1958
0
2001
ERA40 forzato
Anni di simulazione
220
Oceano, Atmosfera, Ghiaccio
BLUE
current
Oceano, Atmosfera, Ghiaccio, Biogeochimica marina
GREEN
current
Oceano, Atmosfera, Ghiaccio, Biogeochimica marina
GREEN
2xCO2
ESM-preindustriale
1870
2000
ESM-20C
1870
2000
ESM-21C
Simulazioni forzate (ERA40)
Confronto tra medie annuali
di chl simulata e derivata
dal satellite SeaWiFS
Risposta del ciclo del carbonio a scenari di
cambiamento climatico (L. Patara et al. Mer 10.30 14-T45)
I diversi gruppi funzionali del fitoplancton
determinano il tipo e l’entità dell’export di
carbonio.
I confronti tra una simulazione 1XCO2 e
2xCO2, caratterizzati da una
diminuzione dello strato rimescolato in
zone chiave, portano ad una sostituzione
delle diatomee con nanoflagellati e ad
una prevalenza di picofitoplancton nelle
zone tropicali.
La pompa biologica legata al particolato
di dimensioni maggiori è pertanto ridotta.
Diatoms
Nanofla=
gellates
Picophyto=
plankton
1xCO2
2xCO2
Flussi di CO2 con l’atmosfera
ESM in scenario pre-industriale
(CO2 atmosferica = 280 ppmv)
Medie annuali primi 50 anni
Flusso acqua-aria
mol m-2 y-1
L Patara, PG Fogli
DIC superficiale
mol C kg-1