VERSION DE BASE - Option 1¶
La version de base (avec option 1 : par défaut) simule 17 variables d’état (voir figure ci dessous) et gère actuellement les détritus de matière organique particulaire avec un seul type de matériel (N_det, P_det, Si_det). Ces trois stocks de matière détritique sont créés par mortalité de toutes les espèces de plancton (phyto et zoo). La vitesse de chute de ce matériel est modulée par son origine estimé au même moment (vitesse de chute plus forte si l’origine est plutot zooplanctonique).
Un module optionnel (key_benthos Benthos) permet, en l’absence du module de sédiment (key_sedim non adapté actuellement pour gérer les variables dissoutes dans l’eau interstiyielle), de gérer le stockage-déstockage des formes détritiques des trois éléments azote, phosphore, silicium.
Note
Cette option est activée avec la clé : key_biolo.
Elle peut être associée aux clés key_physadaptation et/ou key_zoo_prod et/ou key_diatbenth (voir Usage des clés CPP pour utiliser ECOMARS)
Elle peut être associée également avec les différents modules (tracer, espèces toxiques, oxygène, benthos) (voir Usage des clés CPP pour utiliser ECOMARS)
- SCHEMA DES VARIABLES MODELISEES
Les processus biologiques (Hypothèses de base pour la formulation des processus) sont calculés en chaque maille im,jm,km dans l’eau.
Plusieurs modules complémentaires peuvent accompagner ces versions de base (Usage des clés CPP pour utiliser ECOMARS et Modules complémentaires optionnels)
TERMES SOURCES ET PUITS DANS LES EQUATIONS D’EVOLUTION (option 1 par défaut)¶
Puis les termes sources et puits qui décrivent l’évolution temporelle de chaque variable du fait des processus biogéochimiques sont calculés :
- Ammonium (µmol. L-1) :
- \([\frac{d(C_{NH4})}{dt}]_{bio}=\)
\(+Rme_N*C_{Ndetr}\) Mineralisation de la matière détritique\(-\mu_{diat}*Fraction_{NH4diat}*C_{Ndiat}-\mu_{dino}*Fraction_{NH4dino}*C_{Ndino} -\mu_{nano}*Fraction_{NH4nano}*C_{Nnano}\) Croissance du phytoplancton\(-Nitrif*C_{NH4}\) Nitrification\(+Ex_{microzoo}*C_{microzoo} + Ex_{mesozoo}*C_{mesozoo}\) Excrétion du zooplancton
- Nitrate (µmol. L-1) :
- \([\frac{d(C_{NO3})}{dt}]_{bio}=\)
\(-\mu_{diat}*Fraction_{NO3diat}*C_{Ndiat}-\mu_{dino}*Fraction_{NO3dino}*C_{Ndino} -\mu_{nano}*Fraction_{NO3nano}*C_{Nnano}\) Croissance du phytoplancton\(+Nitrif*C_{NH4}\) Nitrification
- Silice dissoute (µmol. L-1) :
- \([\frac{d(C_{Si})}{dt}]_{bio}=\)
\(-\mu_{diat}*Fraction_{Sidiat}*C_{Ndiat}\) Croissance du phytoplancton\(+Rde_{Si}*C_{Ndetr}\) Mineralisation de la matière détritique
- Phosphate dissous (µmol. L-1) :
- \([\frac{d(C_{PO4})}{dt}]_{bio}=\)
\(+Rme_P*C_{Pdetr}\) Mineralisation de la matière détritique\(-\mu_{diat}*Fraction_{Pphyto}*C_{Ndiat}-\mu_{dino}*Fraction_{Pphyto}*C_{Ndino} -\mu_{nano}*Fraction_{Pphyto}*C_{Nnano}\) Croissance du phytoplancton\(+Fraction_{Pphyto}*(Ex_{microzoo}*C_{microzoo} + Ex_{mesozoo}*C_{mesozoo})\) Excrétion du zooplancton\(-AdsP + DesP\) Adsorption - Désorption du phosphore
- Phosphate adsorbe échangeable (µmol. L-1) :
\([\frac{d(C_{Pads})}{dt}]_{bio}=+AdsP - DesP\) Adsorption - Désorption du phosphore
- Azote des diatomées (µmol. L-1) :
- \([\frac{d(C_{Ndiat})}{dt}]_{bio}=\)
\(+\mu_{diat}*C_{Ndiat}\) Croissance du phytoplancton\(-m_{diat}*C_{Ndiat}\) Mortalité du phytoplancton\(-T_{filtbenth}*ibbenth/epn*C_{Ndiat}\) [si pas la key_benthos] Puits d’azote au fond dans la couche de fond (ibbenth=1) voir Calculs préliminaires\(-\mu_{mesozoo}*C_{Nmesozoo}*\frac{Cdiat_{mesozoo}}{\Sigma(proies_{mesozoo})}\) Broutage du mesozooplancton Croissance du zooplancton\(-\mu_{microzoo}*C_{Nmicrozoo}*\frac{Cdiat_{microzoo}}{\Sigma(proies_{microzoo})}\) Broutage du microzooplancton Croissance du zooplancton
- Azote des dinoflagellés (µmol. L-1) :
- \([\frac{d(C_{Ndino})}{dt}]_{bio}=\)
\(+\mu_{dino}*C_{Ndino}\) Croissance du phytoplancton\(-m_{dino}*C_{Ndino}\) Mortalité du phytoplancton\(-T_{filtbenth}*ibbenth/epn*C_{Ndino}\) [si pas la key_benthos] Puits d’azote au fond dans la couche de fond (ibbenth=1) voir Calculs préliminaires\(-\mu_{mesozoo}*C_{Nmesozoo}*\frac{Cdino_{mesozoo}}{\Sigma(proies_{mesozoo})}\) Broutage du mesozooplancton Croissance du zooplancton
- Azote des nanoflagellés (nano-pico phytoplancton) (µmol. L-1) :
- \([\frac{d(C_{Nnano})}{dt}]_{bio}=\)
\(+\mu_{nano}*C_{Nnano}\) Croissance du phytoplancton\(-m_{nano}*C_{Nnano}\) Mortalité du phytoplancton\(-T_{filtbenth}*ibbenth/epn*C_{Nnano}\) [si pas la key_benthos] Puits d’azote au fond dans la couche de fond (ibbenth=1) voir Calculs préliminaires Ce terme n’est pas dans la version de Marc\(-\mu_{microzoo}*C_{Nmicrozoo}*\frac{Cnano_{microzoo}}{\Sigma(proies_{microzoo})}\) Broutage du microzooplancton Croissance du zooplancton
- Azote organique detritique (µmol. L-1) :
- \([\frac{d(C_{Ndetr})}{dt}]_{bio}=\)
\(+m_{diat}*C_{Ndiat}+m_{dino}*C_{Ndino}+m_{nano}*C_{Nnano}\) Mortalité du phytoplancton\(+m_{microzoo}*C_{Nmicrozoo}+m_{mesozoo}*C_{Nmesozoo}\) Mortalité du zooplancton\(-Rme_N*C_{Ndetr}\) Mineralisation de la matière détritique\(+(1-\tau_{assimil-mesozoo})*\mu_{mesozoo}*C_{Nmesozoo}\) Rejet non assimilé du broutage du mesozooplancton Croissance du zooplancton\(+(1-\tau_{assimil-microzoo})*\mu_{microzoo}*C_{Nmicrozoo}\) Rejet non assimilé du broutage du microzooplancton Croissance du zooplancton\(-\mu_{microzoo}*C_{Nmicrozoo}*\frac{Cdet_{microzoo}}{\Sigma(proies_{microzoo})}\) Broutage du microzooplancton Croissance du zooplancton\(+T_{filtbenth}*ibbenth/epn*(C_{Ndiat}+C_{Ndino}+C_{Nnano})\) [si pas la key_benthos] Puits d’azote au fond dans la couche de fond (ibbenth=1) voir Calculs préliminaires
- Silice biogénique détritique (µmol. L-1) :
- \([\frac{d(C_{Sidetr})}{dt}]_{bio}=\)
\(-Rde_{Si}*C_{Sidetr}\) Mineralisation de la matière détritique\(+Fraction_{Siphyto}*m_{diat}*C_{Ndiat}\) Mortalité du phytoplancton\(+\mu_{mesozoo}*Fraction_{Siphyto}*C_{Nmesozoo}\) Rejet du broutage du mesozooplancton Croissance du zooplancton\(+\mu_{microzoo}*Fraction_{Siphyto}*C_{Nmicrozoo}\) Rejet du broutage du microzooplancton Croissance du zooplancton\(+T_{filtbenth}*ibbenth/epn*C_{Ndiat}*Fraction_{Siphyto}\) [si pas la key_benthos] Puits d’azote au fond dans la couche de fond (ibbenth=1)
- Phosphore organique détritique (µmol. L-1) :
- \([\frac{d(C_{Pdetr})}{dt}]_{bio}=\)
\(-Rme_P*C_{Pdetr}\) Mineralisation de la matière détritique\(+Fraction_{Pphyto}*(m_{diat}*C_{Ndiat}+m_{dino}*C_{Ndino}+m_{nano}*C_{Nnano})\) Mortalité du phytoplancton\(+Fraction_{Pphyto}*(m_{microzoo}*C_{Nmicrozoo}+m_{mesozoo}*C_{Nmesozoo})\) Mortalité du zooplancton\(+Fraction_{Pphyto}*(1-\tau_{assimil-mesozoo})*\mu_{mesozoo}*C_{Nmesozoo}\) Rejet non assimilé du broutage du mesozooplancton Croissance du zooplancton\(+Fraction_{Pphyto}*(1-\tau_{assimil-microzoo})*\mu_{microzoo}*C_{Nmicrozoo}\) Rejet non assimilé du broutage du microzooplancton Croissance du zooplancton\(-Fraction_{Pphyto}*\mu_{microzoo}*C_{Nmicrozoo}*\frac{Cdet_{microzoo}}{\Sigma(proies_{microzoo})}\) Broutage du microzooplancton Croissance du zooplancton\(+Fraction_{Pphyto}*T_{filtbenth}*ibbenth/epn*C_{Ndiat}\) [si pas la key_benthos] Puits d’azote au fond dans la couche de fond (ibbenth=1)
- Azote du microzooplancton (µmol. L-1) :
- \([\frac{d(C_{Nmicrozoo})}{dt}]_{bio}=\)
\(-m_{microzoo}*C_{Nmicrozoo}\) Mortalité du zooplancton\(-Ex_{microzoo}*C_{Nmicrozoo}\) Excrétion du zooplancton\(+\tau_{assimil-microzoo}*\mu_{microzoo}*C_{Nmicrozoo}\) Croissance du zooplancton\(-\mu_{mesozoo}*C_{Nmesozoo}*\frac{Cmicrozoo_{mesozoo}}{\Sigma(proies_{mesozoo})}\) Broutage du mesozooplancton Croissance du zooplancton
- Azote du mesozooplancton (µmol. L-1) :
- \([\frac{d(C_{Nmesozoo})}{dt}]_{bio}=\)
\(-m_{mesozoo}*C_{Nmesozoo}\) Mortalité du zooplancton\(-Ex_{mesozoo}*C_{Nmesozoo}\) Excrétion du zooplancton\(+\tau_{assimil-mesozoo}*\mu_{mesozoo}*C_{Nmesozoo}\) Croissance du zooplancton
PRODUCTIONS CUMULEES
Trois variables supplémentaires sont calculées : les cumuls (depuis le 1er janvier de chaque année) de la production primaire des 3 groupes phytoplanctoniques. ces variables sont estimées en chaque maille du domaine mais ne sont pas transportées. Ce sont des variables “fixées” du modèle, qui ne varient qu’en fonction de la biogéochimie et sont réinitialisées chaque année au 1er janvier.
- Production carbonee cumulee des nanoflagelles (gC. m-2 cumulé depuis le 1 Janvier dans une maille km d’épaisseur epn) :
- \([\frac{d(PP_{nano})}{dt}]_{bio}=+\mu_{nano}*C_{Nnano}*Fraction_{CNphyto}*MasseMolaire_C*epn\)
- Production carbonee cumulee des diatomées (gC. m-2 cumulé depuis le 1 Janvier dans une maille km d’épaisseur epn) :
- \([\frac{d(PP_{diat})}{dt}]_{bio}=+\mu_{diat}*C_{Ndiat}*Fraction_{CNphyto}*MasseMolaire_C*epn\)
- Production carbonee cumulee des dinoflagelles (gC. m-2 cumulé depuis le 1 Janvier dans une maille km d’épaisseur epn) :
- \([\frac{d(PP_{dino})}{dt}]_{bio}=+\mu_{dino}*C_{Ndino}*Fraction_{CNphyto}*MasseMolaire_C*epn\)
Dans cette option 1 les productions cumulées sont exprimées en masse de carbone.