Environnement

Chaire sur la biosphère et les effets climatiques

Colin prentice

Nationality British

Year of selection 2012

Institution Imperial College London

Country United Kingdom

Risk Environnement

Chairs

6 years

RESUME DES RESULTATS DE RECHERCHE [2MIN DE LECTURE]

Des prévisions fiables et robustes pour l’avenir des écosystèmes

Les modélisations du système terrestre ont contribué de manière inestimable à l'évolution de notre compréhension et de notre sensibilisation au changement climatique. Cependant, ces outils mathématiques ont encore des limites fondamentales, dont la tendance à donner des résultats contradictoires n'est pas la moindre. Pointant du doigt, par ailleurs, leur complexité inutile, le professeur Colin Prentice et d'autres scientifiques de renommée mondiale ont entrepris de produire une nouvelle génération de modèles de la surface terrestre planétaire, reposant sur de solides bases théoriques et empiriques. L'objectif général de ces travaux est de développer des connaissances quantitatives robustes sur les impacts de la variabilité et des changements environnementaux sur les écosystèmes terrestres et les interactions avec l'atmosphère.

Dans le cadre de la Chaire AXA sur la biosphère et les impacts climatiques qu’il a dirigée de 2012 à 2019 à l'Imperial College, le professeur Prentice a développé une nouvelle approche pour l'étude de l'écologie végétale et la modélisation des systèmes terrestres, en se concentrant particulièrement sur la mesure et la prévision de l'absorption du carbone par les plantes.

Prévoir l'absorption du carbone par les plantes : une condition préalable à la recherche sur le changement climatique

La principale réalisation du programme de recherche est le développement d'un modèle satellitaire pour prédire l'absorption totale de carbone dans la photosynthèse (aussi appelée "production primaire brute" ou PPB) à travers les écosystèmes de par le monde. "Le modèle est remarquablement simple, explique le professeur Prentice. Pourtant, il est bien plus performant que de nombreux modèles beaucoup plus compliqués". Une partie de la raison réside dans la théorie. Au cours de la Chaire AXA, son équipe de recherche a notamment montré que la formulation "light use efficiency" qui signifie que le PPB est proportionnel à la quantité de lumière absorbée par les feuilles a une base solide, et peut être utilisée pour prédire l'absorption de carbone par les feuilles à condition de prendre en compte la façon dont elles changent de propriétés au fil du temps. Ils ont également démontré comment la température des feuilles (sous réserve que les plantes disposent d'un approvisionnement suffisant en eau) est ajustée, de sorte que les feuilles dans les climats froids ont tendance à être plus chaudes que l'air alors que celles des climats chauds ont tendance à être plus froides. Il s'agit là d'informations cruciales en ce qui concerne le changement climatique et la prévision de la manière dont la végétation réagira aux changements de température. Un autre accomplissement du programme est le développement d'un modèle qui prédit correctement la relation entre l'épaisseur des feuilles (masse foliaire par surface, LMA) et leur durée de vie, et comment cette relation évolue en fonction de l'intensité lumineuse, de la durée de la saison de croissance favorable et d'autres aspects du climat.

Capitaliser sur des recherches fondées sur des preuves pour développer des modèles de végétation de la prochaine génération

"Ces mécanismes sont tous des rouages de la machine des écosystèmes, et ce que nous faisons, c'est les réévaluer, trouver des moyens simples de les expliquer et de les prévoir, pour nous assurer que nos modèles de végétation sont basés sur des informations solides", résume-t-il. À long terme, les travaux du professeur Prentice contribueront à encourager l'adoption générale de modèles plus fiables concernant les effets du changement climatique sur les écosystèmes et la manière dont les processus des écosystèmes influencent le cycle du carbone et le climat. "De meilleurs modèles permettront à la science de fournir des informations utiles sur l'adaptation au changement climatique dans le cadre des objectifs de développement durable". Ses recherches, dit-il, portent sur la consolidation des connaissances. Et les données, désormais largement disponibles, en sont l'ingrédient clé. "Ce qui était impossible il y a 20 ans l'est aujourd'hui, grâce à la disponibilité de toutes sortes de mesures précises, à des échelles allant de la simple feuille au globe entier".

Le besoin d'informations fiables, basées sur la recherche fondamentale sur les conséquences du changement climatique, se fait de plus en plus pressant et pratique. En répondant à cette demande par une science fondamentale basée sur des preuves, la Chaire AXA sur la biosphère et les impacts climatiques a joué un rôle central dans le lancement d'un changement lent mais certain dans l'écologie fonctionnelle des plantes et la modélisation des écosystèmes terrestres. Le groupement international que le professeur Colin Prentice a contribué à mettre en place pendant son mandat - comprenant des membres de l'Université de Berkeley, de Texas Tech, de l'Université de Reading, de l'ETH Zurich et de l'Université de Tsinghua -, en perpétuant l'effort de développement de modèles de végétation de prochaine génération, est le fer de lance d'un nouveau changement de paradigme dans la modélisation du système terrestre.