Modéliser la relation entre le climat et les écosystèmes

Le but du projet SMSEE (Stochastic modeling of spatially extended ecosystems and ecological and climate data analysis) est donc de permettre une meilleure compréhension de la manière dont se produisent les changements des écosystèmes. L'initiative utilisera une modélisation stochastique non linéaire pour étudier les relations entre le climat et les écosystèmes.

SMSEE combine des méthodes empruntées à la physique, à la dynamique non linéaire et à la théorie des jeux pour étudier les différents effets du 'bruit' sur le climat et la dynamique des écosystèmes. Il tente de combler les lacunes de connaissances dans plusieurs domaines tels que la dynamique du climat et la dynamique des écosystèmes étendus dans l'espace.

Des algorithmes d'apprentissage ont été utilisés pour donner des prévisions grandement améliorées du climat dans le futur, avec une réduction importante du niveau d'incertitude. En outre, l'équipe a développé une théorie pour les relations entre les statistiques de vent et les statistiques des courants océaniques ouverts.

Les chercheurs ont également présenté un nouveau concept dans le domaine des changements du régime des écosystèmes. Ce sont des transitions globales abruptes d'un état stable à un autre et sont causées par de lents changements environnementaux ou par des perturbations globales.

SMSEE a proposé des indicateurs pour étudier des changements de régime progressifs, suggérant qu'une combinaison d'indicateurs de changements soudains et progressifs pourrait s'avérer nécessaires pour les identifier avec précision. Les résultats sont particulièrement intéressants pour la désertification où la transition vers le sol nu semble impliquer une perte par étapes de la végétation à la suite de sécheresses successives.

Les résultats du projet amélioreront la compréhension du climat et la dynamique de l'écosystème. Ils feront progresser la recherche dans la physique fondamentale, comme la relation entre la dynamique non linéaire complexe et les effets stochastiques.