La technique micro météorologique de covariance de turbulences est utilisée pour estimer les échanges de CO2 entre les écosystèmes et latmosphère. Des centaines de sites instrumentés, répartis dans le monde entier, lutilisent désormais pour étudier une grande variété décosystèmes. Cette technique est cependant entachée dune erreur systématique lorsquelle est appliquée sur des couverts hauts comme des forêts, en conditions atmosphériques stables, cest-à-dire essentiellement pendant les nuits peu venteuses et sans couverture nuageuse. Pendant ces périodes, en effet, le transport turbulent serait concurrencé par un autre mécanisme de transport qui est ladvection. Dans ce travail, la présence dadvection a été testée sur le site expérimental forestier de Vielsalm (Belgique) et son importance a été évaluée. A cette fin, un dispositif expérimental permettant des mesures de vitesse de vent, de concentration de CO2 et de température de lair à lintérieur de la forêt a été installé. Il a permis la mise en évidence, pendant les périodes stables, découlements gravitationnels se réalisant près du sol suite au refroidissement des surfaces et à la présence dune faible pente. Il a été montré que ces écoulements étaient responsables du transport advectif de CO2. Une analyse dincertitude a été menée à laide de campagnes de mesures spécifiques. Elle a conclu
à la faisabilité des mesures de gradients verticaux et surtout horizontaux de CO2 sur le site
mais a montré que le plus grand facteur dincertitude portait sur les estimations de la composante verticale de la vitesse au-dessus de et dans la forêt. Malgré ces incertitudes, une analyse fine des épisodes gravitationnels a permis de mettre en évidence un mécanisme cohérent liant les écoulements dair et le champ des concentrations de CO2 et permettant de mieux comprendre comment le CO2 pouvait être transporté latéralement et verticalement par les écoulements gravitationnels. Finalement, la faisabilité dune correction basée sur lestimation des termes advectifs a été évaluée. Il a été montré que les incertitudes portant sur ladvection étaient trop importantes pour permettre daméliorer sensiblement le bilan nocturne des flux de CO2 au moyen de cette méthode. Celle-ci savère toutefois intéressante pour mieux comprendre les processus de transport à loeuvre dans un couvert forestier./The micrometeorological technique of eddy-covariance is used for the estimation of the CO2 exchange between the ecosystems and the atmosphere. Hundreds of instrumented sites, spread all over the world, use it henceforth to study a great variety of ecosystems. This technique is however affected by a systematic error when applied above tall canopies like forests, in stable atmospheric conditions, i.e. primarily during non windy nights without cloud cover. Indeed, during these periods the turbulent transport would be competed with by another transport mechanism which is called advection. In this work, the presence of advection has been tested on the experimental forested site of Vielsalm (Belgium) and its importance has been evaluated. For this purpose, an experimental set-up allowing the measurements of wind velocity, CO2 concentration and temperature of the air inside the forest has been installed. It has allowed the description, for the stable periods, of gravitational flows being carried out close to the ground due to the cooling of surfaces and the presence of a weak slope. These flows were shown to be responsible for advective CO2 transport. An uncertainty analysis has been carried out using dedicated measurement campaigns. It has conclude with the feasibility of measurements of vertical and especially horizontal CO2 gradients on the site but has shown that the greatest factor of uncertainty related to the estimate of the vertical velocity component above and in the forest. In spite of these uncertainties, a fine analysis of the gravitational episodes has made it possible to highlight a coherent mechanism linking the flow field and the CO2 concentration field and making it possible to better understand how CO2 could be transported laterally and vertically by the gravitational flows. Finally, the feasibility of a correction based on the estimate of the advective terms has been evaluated. It has been shown that uncertainties relating to advection were too important to make it possible to appreciably improve the night assessment of CO2 fluxes by means of this method. This one proves however interesting for better understanding the processes of transport at work in a forest cover.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:BICfB/oai:ETDFUSAGx:FUSAGxetd-09262007-105849 |
| Date | 03 July 2007 |
| Creators | Heinesch, Bernard |
| Contributors | Théwis, André, Aubinet, Marc, Debouche, Charles, Charles, Catherine, Brunet, (INRA Bordeaux), Kowalski, (Univ. de Grenade) |
| Publisher | Universite de Gembloux |
| Source Sets | Bibliothèque interuniversitaire de la Communauté française de Belgique |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | text |
| Format | application/pdf |
| Source | http://bictel-fusagx.ulg.ac.be/ETD-db/collection/available/FUSAGxetd-09262007-105849/ |
| Rights | unrestricted, Je certifie avoir complété et signé le contrat BICTEL/e remis par le gestionnaire facultaire. |
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