Modélisation des interactions de la surface terrestre et de l'atmosphère
Les modèles de biosphère terrestre de pointe requièrent une meilleure compréhension des processus de la surface terrestre. Le projet JULIA financé par l'UE a contribué à combler le fossé entre les sciences de l'observation et la modélisation à grande échelle des processus de la biosphère à un niveau de détail adapté pour un modèle de système terrestre. Deux des domaines les plus importants qui devaient être étudiés étaient les interactions plantes-sol et les facteurs contrôlant les écoulements d'eau de la couverture forestière. Les deux domaines influencent grandement les flux de surface terrestre, la productivité des écosystèmes et la séquestration (ou piégeage) du carbone à long terme. Les scientifiques ont utilisé les mesures des flux, les caractéristiques des plantes et le résultat des études de contrôle de l'écosystème pour créer des modèles informatiques terrestres sophistiqués de la biosphère. Le projet JULIA s'est particulièrement penché sur le rôle du cycle de l'azote dans le système climatique et ses impacts sur le cycle naturel du carbone. JULIA a, en outre, évalué l'impact de l'azote issu des activités humaines sur les flux des gaz à effet de serre terrestres. Les études ont montré que l'effort doit être plus important pour limiter le changement climatique étant donné que la capacité de séquestration du carbone de la biosphère terrestre avait été précédemment surestimée. En outre, la gestion de l'azote est importante pour contrôler les changements du système climatique résultant des activités humaines. Ce travail a donné naissance à une série de publications sur le cycle de l'azote, la modélisation de l'interaction plantes-sol et l'effet de la sécheresse sur la couverture forestière. Les résultats ont été intégrés dans un système modèle inclus dans l'International Global Carbon Project qui fournit des données au Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) et pour son cinquième rapport d'évaluation (AR5). Le projet JULIA a permis le développement d'un outil pour mieux quantifier les interactions de la biosphère terrestre et du système climatique à utiliser dans les modèles de système terrestre, permettant ainsi des prévisions plus précises pour les conditions climatiques futures.