Contribution de A. Kane, C. Moulin, S. Thiria, L. Bopp, F. Badran, M. Berrada ,M. Crepon:


Optimisation de paramètres physiologiques du phytoplancton dans le modèle de biogéochimie marine Pisces à travers une méthode adjointe : Applications aux stations JGOFS.



Les modèles globaux de biogéochimie marine utilisent des paramétrages afin de simuler la physiologie d'espèces phytoplanctoniques. Ces paramétrages, souvent issus d’un compromis entre les ressources informatiques et la complexité des processus étudiés, sont mal connus car non observables ou difficiles à mesurer. On cherche donc à assimiler des données in situ afin d'améliorer les paramètres relatifs à la mortalité, à la production et au broutage du phytoplancton. Dans une première phase, on utilise un schéma simplifié en dimension 1 du modèle Pisces. La réalisation a été rendue possible grâce à l'utilisation du logiciel YAO, qui est entre autres un générateur de code adjoint qui facilite la mise en oeuvre des assimilations. Nous avons assimilé des profils mensuels verticaux de chlrophyll-a et de nutriments mesurés sur plusieurs stations JGOFS. Des expériences jumelles préalables ont montré que des observations mensuelles brutes sans a priori n'apportaient pas assez de contraintes pour optimiser les paramètres recherchées, d'ou la nécessité d’ajouter des a priori statistiques afin d’éviter les solutions irréalistes. Pour cela nous avons utilisé notre modèle adjoint et des profils climatologiques mesurés pour estimer une ébauche robuste et les matrices de variance covariance d'erreurs à l'ébauche et aux observations. Les résultats obtenus montrent que cette approche permet de trouver un jeu de paramètres physiologiques réalisant avec un bon accord entre le modèle Pisces et les données, malgré la faible contrainte due à l'échantillonnage mensuel. Enfin une discussion est apportée sur la pertinence des paramètres retrouvés en 1 D et leur généralisation au modèle global.

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