To see the other types of publications on this topic, follow the link: Arctium.
Dissertations / Theses on the topic 'Arctium'
Create a spot-on reference in APA, MLA, Chicago, Harvard, and other styles
Consult the top 50 dissertations / theses for your research on the topic 'Arctium.'
Next to every source in the list of references, there is an 'Add to bibliography' button. Press on it, and we will generate automatically the bibliographic reference to the chosen work in the citation style you need: APA, MLA, Harvard, Chicago, Vancouver, etc.
You can also download the full text of the academic publication as pdf and read online its abstract whenever available in the metadata.
Browse dissertations / theses on a wide variety of disciplines and organise your bibliography correctly.
1
Saço, Luana Carla. "Avaliação do potencial esquistossomicida da arctiina, extraída de Arctium lappa L." Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), 2015. https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/3116.
Full textAbstract:
Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-01-11T12:51:11Z
No. of bitstreams: 1
luanacarlasaco.pdf: 2126264 bytes, checksum: 52375e7c0fb34e4e12a8cbcf2262b635 (MD5)Approved for entry into archive by Diamantino Mayra (mayra.diamantino@ufjf.edu.br) on 2017-01-31T11:19:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 luanacarlasaco.pdf: 2126264 bytes, checksum: 52375e7c0fb34e4e12a8cbcf2262b635 (MD5)
Made available in DSpace on 2017-01-31T11:19:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 luanacarlasaco.pdf: 2126264 bytes, checksum: 52375e7c0fb34e4e12a8cbcf2262b635 (MD5) Previous issue date: 2015-07-30
CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
A esquistossomíase é considerada uma das doenças tropicais negligenciada mais significativa no mundo. Sendo que a presença de apenas um medicamento para o tratamento da infecção leva a busca por novos compostos esquistossomicidas, utilizando os produtos naturais como uma das principais fontes destas novas moléculas. Neste sentido, a lignana Arctiina extraída da espécie Arctium lappa, cujas funções anti-inflamatórias e antiproliferativas já foram descritas na literatura, se tornou alvo do nosso estudo. O nosso propósito foi pesquisar a sua ação esquistossomicida através de testes in vitro e em modelo murino. A substância foi utilizada nas concentrações de 30, 60, 120 e 240 µg/mL nos ensaios in vitro. Após o período de incubação, em nenhuma das concentrações, a molécula foi capaz de promover modificação na viabilidade do parasito em cultura quando comparado ao grupo controle. Após a administração por via intraperitoneal, para verificar a presença da substância no plasma murino, foi realizada uma análise cromatográfica. A análise da amostra de arctiina pura, diluída em metanol, e diluída em plasma murino não tratado mostrou um pico no cromatograma medido a 254 nm, com retenção de 5 minutos. A amostra de plasma animal coletada após uma hora de tratamento com arctiina, sob as mesmas condições experimentais, revelou um pico semelhante ao da amostra pura, confirmando que a arctiina está disponível no plasma após administração. Os testes in vivo, foram realizados em camundongos fêmeas da linhagem Swiis que receberam por via intraperitoneal duas dosagens de arctiina (50 mg/kg), sendo a primeira administrada 20 dias após a infecção e a segunda após duas semanas. Nos parâmetros analisados: peso hepático, leucometria global, redução da carga parasitária e alteração no oograma, não foi verificado nenhuma alteração significativa em relação aos parâmetros encontrados no grupo controle infectado, tratado com praziquantel (200 mg/kg) e Dimetilsulfóxido (0,5%). O resultado mais promissor foi uma redução das médias das áreas dos granulomas, a administração da arctiina provocou uma redução em torno de 20% em comparação com o controle infectado. Mais estudos devem ser realizados a fim de verificar o possível mecanismo de atuação sobre os componentes inflamatórios presentes na formação do granuloma.
Schistosomiasis is one of the most significant neglected tropical diseases in the world. Only one drug is currently available for the treatment and control of schistosomiasis, therefore there is an urgent need for the development of new schistosomicide compounds, being natural products an important source of these molecules. Hence, in this work we studied the lignan arctiin extracted from Arctium lappa species, whose anti-inflammatory and antiproliferative functions have been previously described. Our aim was to investigate in vitro and in vivo its schistosomicidal activity. We tested the compound in vitro at the follow concentrations 30, 60, 120 and 240 ug/ml. There was no difference in all tested concentrations in the viability of the parasite in the culture after the incubation when compared to the control group. In addition we verified the plasmatic concentration of arctiin after intraperitoneal administration in mice by chromatographic analysis. The analysis of pure arctiin diluted in either methanol or mouse plasma showed a peak in the chromatogram at retention time of 5 minutes, absorbance was measured at 254 nm. Animal plasma sample collected one hour after treatment with arctiin was analyzed under same experimental conditions and revealed a similar peak, confirming the availability of arctiin in the plasma following administration. The in vivo tests were performed in Swiss female mice, those were intraperitoneally injected with two dosages of arctiin (50 mg/kg) - the first administered 20 days after infection and the second two weeks later. The follow parameters were analyzed: liver weight, white blood cell count, parasitic load and oogram. We did not find any significant change in those parameters comparing infected control groups treated either with praziquantel (200 mg / kg) or dimethyl sulfoxide (0.5 %) to the group treated with arctiin. The most promising result was the reduction around 20% of the average area of the granuloma in the arctiin group compared with the infected control. More studies are needed to verify possible mechanisms of action of this molecule in inflammatory components that play a role in granuloma formation.
2
López, Viñallonga Sara. "Evolució, filogènia i sistemàtica del complex "Arctium-Cousinia"." Doctoral thesis, Universitat de Barcelona, 2009. http://hdl.handle.net/10803/961.
Full textAbstract:
Aquesta tesi se centra en el complex Arctium-Cousinia (Compositae, Cardueae-Carduinae) que comprèn un dels gèneres més amplis de les Compostes, Cousinia Cass. (aproximadament 600 espècies), i altres gèneres menors com Arctium L., Hypacanthium Juz. i Schmalhausenia C. Winkl. Les espècies d'aquest complex es distribueixen principalment per les muntanyes d'Àsia Central (Tien Shan i Pamir-Alai) i la regió Irano-Turània. Al seu torn, Arctium conté algunes espècies cosmopolites. Existeixen importants controvèrsies quant a la delimitació i adscripció d'alguns taxons d'aquest complex d'espècies i s'obtenen dades contradictòries en funció del tipus de dades considerades.La filogènia generada al present treball, confirma la monofilia del complex Arctium-Cousinia així com la seva subdivisió en dos llinatges també monofilètics anomenats Arctioide i Cousinioide. Al seu torn posa de manifest la manca de monofilia dels gèneres Arctium i Cousinia i de Cousinia subgèneres Cynaroides i Hypacanthodes. La solució que es proposa és la redefinició del gènere Arctium al qual s'han transferit totes les espècies del llinatge Arctioide i s'han proposat els canvis nomenclaturals pertinents. Paral·lelament, mitjançant la tècnica del rellotge molecular, s'ha datat el complex Arctium-Cousinia en 19.1 ma, la separació dels llinatges Arctioide i Cousinioide en 14.8 ma i la diversificació dels esmentats llinatges en 9.7 ma i 8,7 ma, respectivament.
L'estudi sobre la genètica poblacional d'Arctium minus, realitzat mitjançant l'ús de microsatèl·lits dissenyats a aquest treball, ha mostrat que els patrons de variabilitat genètica de l'esmentada espècie són consistents amb les seves característiques biològiques: la seva capacitat d'autofecundació i el seu curt cicle de vida expliquen la seva baixa diversitat genètica, alts valors d'endogàmia i excés d'homozigots. La major part de la variabilitat genètica es troba entre poblacions a causa d'un baix flux gènic entre elles juntament amb la seva capacitat facultativa d'autofecundació. S'han detectat indicis de què A. Minus s'hauria refugiat al sud de la seva actual àrea de distribució durant les glaciacions del Pleistocè i posteriorment hauria recolonitzat Europa. Aquests patrons s'haurien vist emmascarats per influència recent de l'activitat humana i per esdeveniments de dispersió de llavors a llarga distància.
English summary:
This thesis is focused on the Arctium-Cousinia complex (Compositae, Cardueae-Carduinae), including Arctium L., Cousinia Cass. as one of the largest genera of the Compositae, Hypacanthium Juz. and Schmalhausenia C. Winkl. This group of genera has its highest diversity in the Irano-Turanian region and the mountains of Central Asia (Tien Shan and Pamir-Alaj). Arctium s.str. is Eurosiberian in distribution. Significant difficulties in generic delimitation in this complex arise from the incongruent distribution of several morphological, pollen, karyological and molecular characters.
The phylogeny obtained bears out the monophyly of the Arctium-Cousinia complex and its division in two monophyletic lineages named Arctioid and Cousinioid. Our analyses also show that Arctium and Cousinia as well as Cousinia subgenera Cynaroides and Hypacanthodes are not monophyletic. As a solution, a broadly monophyletic genus Arctium is proposed, including all the species belonging to the Arctioid lineage and we provide nomenclatural changes when necessary. In addition, using the molecular clock approach the Arctium-Cousinia complex is dated in 19.1 mya, the split of the Arctioid and Cousinioid lineages in 14.8 mya and the diversification of the lineages mentioned in 9.7 mya and 8,7 mya, respectively.
Regarding the population genetics of Arctium minus (Hill) Bernh., investigated using microsatellite markers developed for this study, the observed patterns of genetic variation are consistent with its life style. Low gene diversity, high inbreeding values and significant homozygote excess were recovered, factors linked with the self-pollination ability of A. minus and its short-life cycle. Most of the genetic variability is found among instead of within populations due to low gene flow altogether with its self-pollination ability. There are few signs which may suggest that A. minus adapted to the Pleistocene climatic changes in the European populations with putative refugia in the south of its present distribution from where the species might radiate northwards. It is also suggested that original biogeographic patterns in A. minus may have been blurred by human activity and by long distance seed dispersal.
This thesis is focused on the Arctium-Cousinia complex (Compositae, Cardueae-Carduinae), including Arctium L., Cousinia Cass. as one of the largest genera of the Compositae, Hypacanthium Juz. and Schmalhausenia C. Winkl. This group of genera has its highest diversity in the Irano-Turanian region and the mountains of Central Asia (Tien Shan and Pamir-Alaj). Arctium s.str. is Eurosiberian in distribution. Significant difficulties in generic delimitation in this complex arise from the incongruent distribution of several morphological, pollen, karyological and molecular characters.
The phylogeny obtained bears out the monophyly of the Arctium-Cousinia complex and its division in two monophyletic lineages named Arctioid and Cousinioid. Our analyses also show that Arctium and Cousinia as well as Cousinia subgenera Cynaroides and Hypacanthodes are not monophyletic. As a solution, a broadly monophyletic genus Arctium is proposed, including all the species belonging to the Arctioid lineage and we provide nomenclatural changes when necessary. In addition, using the molecular clock approach the Arctium-Cousinia complex is dated in 19.1 mya, the split of the Arctioid and Cousinioid lineages in 14.8 mya and the diversification of the lineages mentioned in 9.7 mya and 8,7 mya, respectively.
Regarding the population genetics of Arctium minus (Hill) Bernh., investigated using microsatellite markers developed for this study, the observed patterns of genetic variation are consistent with its life style. Low gene diversity, high inbreeding values and significant homozygote excess were recovered, factors linked with the self-pollination ability of A. minus and its short-life cycle. Most of the genetic variability is found among instead of within populations due to low gene flow altogether with its self-pollination ability. There are few signs which may suggest that A. minus adapted to the Pleistocene climatic changes in the European populations with putative refugia in the south of its present distribution from where the species might radiate northwards. It is also suggested that original biogeographic patterns in A. minus may have been blurred by human activity and by long distance seed dispersal.
3
Almeida, Ana Beatriz Albino de. "Atividade antiulcerogenica e antiinflamatoria intestinal da Arctium lappa." [s.n.], 2005. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/318126.
Full textAbstract:
Orientador: Alba Regina Monteiro Souza BritoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia
Made available in DSpace on 2018-08-06T13:51:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_AnaBeatrizAlbinode_D.pdf: 2292912 bytes, checksum: 3f63493f2fe0b0bec47f5062e6279418 (MD5) Previous issue date: 2005
Resumo: Onodorpicrina, uma sesquiterpeno lactona, presente nas folhas de Arctium Lapa L. demonstrou através dos estudos de Barbosa et at (1993) erficaz atividade farmacológica. Com base nesses resultados e, devido ao fato, de nosso laboratório possuir estudos em relação à atividade antiulcerogênica de outras sesquiterpeno lactonas (desidrocrotonina e crotonina) obtidas das cascas de Croton cajucara Benth, decidimos estudar a atividade antiulcerogênica e antiinflamtória intestinal da fração semi-purificada (ONP), cujo composto majoritário é a onopordopicrina. Primeiramente estudamos o efeito da citotoxicidade da ONP avaliado através da viabilidade celular em fibroblastos (V79) de pulmão de Hamster chinês. A ONP apresentou IC50 aproximadamente de 15µM nos ensaios de MTT, vermelho neutro e conteúdo de ácido nucléico. Por ser uma substância com uma toxicidade relativa resolvemos estudar o efeito antitumoral dessa substância em linhagem celular de leucemia promielocítica (HL60) usada como modelo para estudos antitumorais. Da mesma forma que nos ensaios de citotoxidade, a ONP apresentou IC50 aproximadamente de 15 µM em ensaios de MTT e PTP. Para avaliar a atividade antiulcerogênica da ONP, foram utilizadas diferentes doses em modelos clássicos de indução de úlcera: etanol/HCl, estresse por imobilização e frio, indometacina e ligadura de piloro. Em todos os modelos a ONP apresentou atividade antiulcerogênica significativa. Nos procedimentos seguintes, avaliamos a atividade antisecretora da ONP através de ensaios de somatostatina e gastrina, nos quais a substância apresentou aumento da liberação e/ou produção de somatostatina e diminuição da produção e/ou liberação de gastrina. Em relação ao estudo da ONP em experimentos de muco e óxido nítrico, essa não apresentou diferença significativa. No entanto, promoveu diferença significativa no modelo de avaliação do envolvimento de radicais sulfidrila, indicando uma possível atividade antioxidante. Quando avaliada em modelo de colite ulcerativa induzida por TNBS, a ONP apresentou significativa proteção provavelmente pelo envolvimento da mieloperoxidase (MPO) e fator de necrose tumoral (TNF-alfa). Visto a atividade obtida com a ONP, resolvemos analisar a atividade do chá de Arctium lappa, o qual apresentou significativa envolvimento com óxido nítrico e grupamento sulfidrila para a obtenção da atividade antiulcerogência promovida pelo chá. Os resultados obtidos com a Arctium lappa são promissores, por causa de sua significativa proteção contra úlceras induzidas por diferentes agentes, sugerindo um efeito antisecretor mediado por sua ação na secreção de Somatostatina e Gastrina e um efeito protetor proporcionado pela propriedade antioxidante presente na ONP. Os dados também revelaram que o pré-tratamento com ONP é capaz de reduzir a inflamação intestinal produzida através do modelo de indução de colite ulcerativa por TNBS em ratos. O efeito agudo antiinflamatório provavelmente está relacionado com a diminuição de neutrófilos e diminuição da produção de TNF-a na mucosa intestinal. Nossos resultados sugerem um significativo potencial terapêutico da ONP na area gastrointestinal
Abstract: Onodorpicrin, a sesquiterpene lactone, present in the leaves of Arctium lappa L., showed through the studies of Barbosa et al (1993) effective pharmacological activity. Based on those results and due to the fact that our laboratory has studies in relation to the antiulcerogenic activity of other sesquiterpene lactone (dehydrocrotonin and crotonin) obtained by barks of Croton cajucara Benth, we decided to study the antiulcerogenic activity and bowel antiinflamatory of the semi-purified fraction (ONP), which majority compound is the onopordopicrin. Firstly we studied the effect of the citotoxicity of appraised ONP through the cellular viability in fibroblast (V79) of lung of Chinese Hamster. ONP presented IC50 approximately of 15µM in the MTT, red neutral and content of nucleic acid experiments. For being a substance with a relative toxicity we decided to study the effect antitumoral of that substance in cellular lineage of promyelocytic leukemia (HL60) used as model for antitumoral studies. In the same way that in the citotoxicity experiments, ONP presented IC50 approximately of 15 µM in experiments of MTT and PTP. To evaluate the antiulcerogenic activity of ONP, different doses were used in classic models of ulcer induction: ethanol/HCl, stress for immobilization and cold, indometacin and pylorus ligature. In all of the models ONP presented significant antiulcerogenic activity. In the following procedures, we evaluated the activity antisecretory of ONP through somatostatin and gastrin experiments, in which the substance presented increase of the liberation and/or somatostatin production and decrease of the liberation and/or gastrin production. In relation to the study of ONP in mucus experiments and nitric oxide, that one didn't present significant difference. However, it showed significant difference in the model of evaluation of the involvement of radicals sulphydryl, indicating a possible antioxidant activity. When evaluated in model of colitis ulcerative induced by TNBS, ONP presented significant protection probably for the involvement of the mieloperoxidase (MPO) and factor of necrosis tumoral (TNF-alpha). Checked the activity obtained with ONP, we decided to analyze the activity of the tea of Arctium lappa, which presented significant involvement with nitric oxide and sulphydryl group for the obtaining of the antiulcerogenic activity promoted by the tea. The results obtained with Arctium lappa are promising, because the significant protection against ulcers induced by different agents suggesting a effect antisecretory mediated through somatostatin and gastrin secretion and protective effect by the antioxidant properties present in ONP. The data also reveals that pre-treatment with ONP is able to reduce intestinal inflammation in theTNBS model of colitis in rats.The acute antiinflamatory effects seem to be related to impairment of neutrophil function and absence of up-regulation of TNF-a production in intestinal mucosa. Our findings suggest that ONP shows an excellent potential for therapy in the gastrointestinal area
Doutorado
Fisiologia
Doutor em Biologia Funcional e Molecular
4
Duistermaat, Helena. "Monograph of Arctium L.(Asteraceae) : generic delimitation (uncluding Cousinia Cass. p. p.), revision of the species, pollen morphology, and hybrids /." Leiden : Rijksherbarium, Hortus botanicus, Leiden university, 1996. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37560427k.
Full text
5
Carlotto, Juliane. "Estudo químico e biológico de folhas de Arctium lappa." reponame:Repositório Institucional da UFPR, 2013. http://hdl.handle.net/1884/30619.
Full textAbstract:
Resumo: Arctium lappa, conhecida popularmente como bardana, é uma planta medicinal originária do Japão e aclimatada no Brasil. Ela é utilizada na medicina popular para tratamento de infecções, inflamações, febre, problemas crônicos de pele, gota, cálculo renal, úlcera gástrica, queimaduras e outras enfermidades. Este trabalho apresenta a extração, purificação, caracterização estrutural e avaliação da atividade gastroprotetora e anti-inflamatória de polissacarídeos das folhas de A. lappa. Além disso, mostra o fracionamento bioguiado por atividade antiúlcera gástrica dos compostos de baixa massa molar. De maneira geral, as frações polissacarídicas apresentaram-se constituídas majoritariamente pelos monossacarídeos Rha, Ara, Glc, Gal e GalA e, de acordo com análises de RMN e metilação, são compostas por dois polissacarídeos principais: ramnogalacturonana tipo I (RG I) e arabinogalactana tipo II (AG II). Polissacarídicas de A. lappa apresentaram atividade anti-inflamatória, mas não apresentaram nenhum efeito gastroprotetor. A fração contendo compostos de baixa massa molar (fração FSE) apresentou-se composta principalmente por ácidos fenólicos, entre os quais os ácidos 1-O-cafeoilquínico, neo-clorogênico, clorogênico, crypto-clorogênico, 1,3-O-dicafeoilquínico, 3,4-O-dicafeoilquínico, 3,5-O-dicafeoilquínico e 4,5-O-dicafeoilquínico, além dos flavonóides rutina e quercetina-ramnosídeo. Esta fração apresentou atividade antiúlcera gástrica de maneira dose dependente. O processo de fracionamento bioguiado de FSE gerou uma única fração com efeito antiúlcera gástrica, a fração FSE-AE, composta principalmente por ácidos dicafeoilquínicos.
6
Hu, Bizhen. "Metabolite Production in Callus Culture of Burdock (Arctium lappa L.)." The Ohio State University, 2013. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1357141954.
Full text
7
Dias, Mirna Meana. "Avaliação da atividade esquistossomicida in vitro do extrato hidroalcoólico bruto e metabólitos secundários dos frutos da Arctium lappa L. (Asteraceae)." Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), 2013. https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/5455.
Full textAbstract:
Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-07-11T19:21:39Z
No. of bitstreams: 1
mirnameanadias.pdf: 4854720 bytes, checksum: 6e7eee98f8d74a58201a12af9346e6f8 (MD5)Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-08T15:34:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mirnameanadias.pdf: 4854720 bytes, checksum: 6e7eee98f8d74a58201a12af9346e6f8 (MD5)
Made available in DSpace on 2017-08-08T15:34:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mirnameanadias.pdf: 4854720 bytes, checksum: 6e7eee98f8d74a58201a12af9346e6f8 (MD5) Previous issue date: 2013-07-30
FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais
A esquistossomíase, causada por parasitos do gênero Schistosoma, é uma doença que afeta cerca de 240 milhões de pessoas no mundo. O Praziquantel é o fármaco de escolha para o tratamento desta parasitose e, devido principalmente aos casos de resistência do parasito a esta medicamento, se faz necessária a busca de novas moléculas e/ou protótipos com potencial atividade esquistossomicida. Neste contexto, a pesquisa com produtos naturais desponta como uma alternativa para o descobrimento de novos fármacos para o tratamento da esquistossomíase. Entre as espécies vegetais de interesse para a produção de substâncias esquistossomicidas, destaca-se a Arctium lappa L. (Asteraceae), a qual é reconhecida por biossintetizar lignóides, classe de metabólitos que tem demonstrado grande potencial esquistossomicida. O presente trabalho descreve o estudo fitoquímico do extrato hidroalcoólico dos frutos de A. lappa, bem como a avaliação da atividade esquistossomicida in vitro, frente aos vermes adultos de S. mansoni, do extrato e de seus metabólitos majoritários. O estudo fitoquímico de A. lappa L. resultou no isolamento de duas lignanas dibenzilbutirolactônicas, a arctiina e arctigenina. A análise dos resultados de avaliação esquistossomicida obtidos demonstrou que o extrato hidroalcoólico bruto na concentração de 200 mg/mL apresentou expressiva atividade esquistossomicida in vitro, sendo capaz de provocar a morte de 100% dos parasitos em até 24 horas de incubação. A arctiina, metabólito majoritário purificado do extrato, foi capaz de matar e provocar lesões tegumentares em 100% dos vermes adultos. Os resultados obtidos sugerem que a atividade esquistossomicida in vitro demonstrada pelo extrato hidroalcoólico pode estar relacionada à presença da arctiina, corroborando com o potencial esquistossomicida in vitro das lignanas dibenzilbutirolactônicas, frente aos vermes adultos de S. mansoni.
Schistosomiasis caused by the Schistosoma parasite is a disease that affects about 240 million people around the world. Praziquantel is the chosen drug for the treatment of this parasitosis. It is imperative to search for new molecules and / or prototypes with potential schistosomicidal activity. This requirement is due to the tough performance of the parasite against this medicine. In this context, the research with natural products has been recognized as an alternative to discover new pharmacos for Schistosoma treatment. Arctium lappa L. (Asteraceae) stands out among vegetal plants of interest for the production of schistosomicidal substances. This is recognized for being able to biosynthesize lignoid, a kind of metabolite that has performed great schistosomicidal potential. This master thesis describes the phytochemical study of the hydroalcoholic extract from A. lappa L. fruit, as well the evaluation of the schistosomicidal activity evaluation in vitro, facing the adult worms of S. mansoni from the extract and from its majority metabolite. The phytochemical study of A. lappa L. resulted in the isolation of two dibenzyl butyrolactone lignan, a arctiin e arctigenin. The results obtained schistosomicidal evaluation showed that hydroalcoholic extract crude in concentration of 200 mg/mL showed significant antischistosomal activity in vitro and is capable of causing the death of the 100% of the parasites within 24 hours of incubation. The arctiin a major purified metabolite from the extract, was capable of killing by causing tegumentary lesions en 100% of the adult worms. The obtained results suggest that the schistosomicidal activity in vitro showed by the hydroalcoholic extract can be related to arctiin presence, supporting the potencial schistosomicidal in vitro of dibenzyl butyrolactone lignan, against the adult worms of S. mansoni.
8
Predes, Fabricia de Souza. "Efeito antioxidante da bardana (Arctium lappa) no testículo, epidídmo e fígado de ratos danificados pelo cádmio : bioquímica, morfometria e ultraestrutura." [s.n.], 2010. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/317834.
Full textAbstract:
Orientador: Mary Anne Heidi Dolder, Mary Ann FoglioTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia
Made available in DSpace on 2018-08-17T05:43:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Predes_FabriciadeSouza_D.pdf: 13931501 bytes, checksum: 9f0c73633072b7d78c9288cbb9e889be (MD5) Previous issue date: 2010
Resumo: Cádmio (Cd) é um metal pesado associado a graves danos em vários órgãos, incluindo órgãos reprodutivos e fígado. Estudos farmacológicos indicam que Arctium lappa possue atividade hepatoprotetora, sequestradora de radicais livres e antiproliferativa. O objetivo deste trabalho foi avaliar: (1) as modificações nos túbulos seminíferos causadas por pequenas doses de Cd, (2) as propriedades antioxidantes de diferentes extratos de A. lappa, (3) a capacidade de A. lappa em atenuar os danos induzidos por cádmio no testículo, epidídimo e fígado. A capacidade sequestradora de radicais livres e quantidade de compostos fenólicos totais foram analisados nos extratos da raiz de A. lappa para determinação da capacidade antioxidante. A propriedade antiproliferativa in vitro de cada extrato foi avaliada em células tumorais. O extrato hidroetanólico apresentou alto rendimento e capacidade sequestradora de radicais livres, e juntamente com os diclorometânicos, maior teor de compostos fenólicos. Somente os extratos diclorometânicos apresentaram atividade antiproliferativa contra células tumorais. espectroscopia de massa revelou a presença dos compostos arctigenina, quercetina, ácido clorogênico e ácido caféico no extrato hidroetanólico. O extrato hidroetanólico liofilizado foi escolhido para os estudos in vivo. Para estudar os efeitos de Cd e A. lappa, ratos Wistar adultos foram distribuídos em quatro grupos: controle (C), extrato de A. lappa (Al), cádmio (Cd) e cádmio e extrato de Al (CdAl). Os animais receberam água ou extrato de Al (300 mg/Kg BW) por gavagem e dose única i.p. de salina ou 1,2 mg/kg de cloreto de cádmio. Os animais foram sacrificados após 7 e 56 dias. O Cd causou redução do peso do testículo, epidídimo e vesícula seminal, na proporção dos túbulos seminíferos (TS), no comprimento total dos TS e no diâmetro dos TS. Células germinativas degeneradas e células gigantes multinucleadas foram observadas nos TS e os danos progressivos resultaram em túbulos preenchidos apenas com células de Sertoli. Nos grupos Cd e CdAl, houve diminuição da proporção tubular e aumento da altura do epitélio no epidídimo após 56 dias. Cd causou aumento no nível plasmático de TGO e TGP após 56 dias, mas o extrato de A. lappa amenizou estes efeitos. Nenhuma alteração relevante foi observada para as transaminases hepáticas. No grupo Cd 7 dias, a proporção de hepatócitos diminuiu, a de sinusóides aumentou e o número de núcleo de hepatócito reduziu, entretanto após 56 apenas o número de núcleos de hepatócitos diminuíram. Após 7 dias, nos grupos Al e CdAl, a proporção nuclear aumentou e a citoplasmática diminuiu, sem alteração dos capilares sinusóides. Após 56 dias, nos grupos Al e CdAl, a proporção nuclear aumentou e a proporção dos capilares sinusóides reduziu. Houve aumento na densidade de núcleos nos grupos Al e CdAl. Conclui-se que doses baixas de Cd causam alterações morfológicas e morfométricas no testículo e que o Cd tem sutil limiar tóxico. Os extratos diclorometânicos apresentaram atividade antiproliferativa contra as linhagens tumorais K562, MCF-7 e 786-0. O extrato hidroetanólico apresentou alto conteúdo fenólico e atividade antioxidante, portanto foi escolhido para os estudos in vivo. O extrato de A. lappa foi ineficaz na proteção do testículo e epidídimo contra danos induzidos pelo Cd, porém protegeu o tecido hepático.
Abstract: Cadmium (Cd) is a heavy metal associated with severe damage in various organs, including male reproductive organs and liver. Arctium lappa is widely used in popular medicine for treating hypertension, gout, hepatitis and other inflammatory disorders. Pharmacological studies indicated that A. lappa roots have hepatoprotective, free radical scavenging and antiproliferative activities. The objectives of this work were evaluate: (1) histomorphometrically the threshold modifications of seminiferous tubules caused by single acute low doses of Cd, (2) antioxidant properties of different A. lappa extracts to choose the best one for "in vivo" study, (3) the ability of A. lappa to attenuate cadmium-induced damage to the testis, epididymis and liver of male rats. Dichloromethanic, ethanolic, aqueous extracts, hydroethanolic and total aqueous extract of A. lappa roots were investigated regarding radical scavenging activity and the total phenolic content. The extracts were tested for their antiproliferative activity in vitro using human cancer cell lines. The higher radical scavenging activity and yield were found in the hydroethanolic extract. Higher phenolic contents were found in the dichloromethanic and hydroethanolic extracts. Only the dichloromethanic extracts exhibited activity against cancer cell lines. Highresolution electrospray ionization mass spectroscopy for the hydroethanolic extract demonstrated the presence of: arctigenin, quercetin, chlorogenic acid and caffeic acid. The hydroalcoholic lyophilized extract was chosen for the experiments in vivo. To study the association of Cd and A. lappa, adult Wistar rats were assigned to four groups: control (C), A.lappa extract (Al), cadmium (Cd) and cadmium plus A. lappa (CdAl). The animals received water or A. lappa hydroethanolic extract (300 mg/Kg BW) by gavage and i.p. injections of saline or 1.2 mg/Kg BW of cadmium chloride. The animals were sacrificed after 7 and 56 days of treatment. The Cd caused reduction in testis, epididymis and seminal vesicle weights, seminiferous tubule (ST) proportion, total length of ST and ST diameter. Degenerated germ cells and multinucleated aggregates were observed in ST and progressive damage resulted in tubules lined only with Sertoli cells. There was a decreased in tubular proportion and increased epithelial height in epididymis after 56 days. Cd caused an increase in plasma GOT and GPT levels after 56 days, but A. lappa extract improved these levels. No relevant alteration was observed in liver transaminase levels. After 7 days, the Cd group showed decrease in hepatocyte proportion and increase sinusoid capillary proportion, also the nuclear density decrease. However, after 56 days, only the hepatocyte nuclear density decreased. In Al and CdAl groups, after 7 days, the hepatocyte nuclear proportion increased and the cytoplasmic decreased, with no alteration in capillary sinusoid proportion. In Al and CdAl groups, after 56 days, hepatocyte nuclear proportion increased and the sinusoid capillary proportion decreased. Also, an increase of hepatocyte nuclear density was observed in Al and CdAl groups. This study revealed that low doses of Cd cause progressive morphological and morphometrical alterations on rat testis and that Cd has a subtle toxic threshold. The dichloromethanic extracts showed antiproliferative activity against K562, MCF-7 and 786-0 human cancer cell lines. The hydroethanolic extract showed higher free radical scavenger activity and higher phenolic content, and was chosen as the best extract for the "in vivo" studies. A. lappa hydroethanolic extract was ineffective in protecting the testis and epididymis against Cd-induced damage, however effectively protected liver tissue.
Doutorado
Biologia Celular
Mestre em Biologia Celular e Estrutural
9
Robbins, Lisa Renee. "Natural Variability in Phenolic and Sesquiterpene Constituents Among Burdock (Arctium lappa L. and Arctium minus L.) Leaves for Potential Medicinal Interests." The Ohio State University, 2013. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1366117332.
Full text
10
Zhao, Jinlian. "Phytochemical and antibacterial studies on Arctium lappa, Tussilago farfara and Verbascum thapsus." Thesis, University of Strathclyde, 2014. http://oleg.lib.strath.ac.uk:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=23623.
Full textAbstract:
This thesis described the isolation and structure elucidation of secondary metabolites from three medicinal plants selected on the basis of their traditional use in the treatment of infectious diseases. The work also focused on the evaluation of the plant extracts and some of the isolated compounds for activity in vitro against Mycobacterium tuberculosis. Compounds obtained in suffient yield were further tested for activity in vitro against Methicillin-resistant Staphylococcus aureus. A total of 27 pure compounds and two mixtures were isolated from the three plants investigated: Arctium lappa, Tussilago farfara and Verbascum thapsus. Phytochemical investigation of the aerial parts of A. lappa led to the isolation of four terpenoids (taraxasterol, taraxasterol acetate, isololiolide and melitensin), two steroids (sitosterol/stigmasterol mixture and daucosterol), three flavonoids (quercetin, kaempferol and kaempferol-3-O-glucoside), two phenolic acids or derivatives (caffeic acid and 1, 3-dicaffeoylquinic acid) and one alkane (n-nonacosane). Isololiolide, melitensin, kaempferol-3-O-glucoside and n-nonacosane are reported for the first time from this species, and daucosterol and kaempferol are first reported from the aerial parts of this plant. Phytochemical investigation of T. farfara aerial parts led to the isolation of a monoterpene lactone (loliolide), two steroids (sitosterol/stigmasterol mixture and daucosterol), three flavonoids (quercetin, kaempferol and kaempferol-3-O-glucoside), and six phenolic acids or derivatives (p-coumaric acid, p-coumaric acid/4-hydroxybenzoic acid mixture, caffeic acid, 3, 4-dicaffeoylquinic acid, 4, 5-dicaffeoylquinic acid and methylcaffeate). Among them, loliolide is reported for the first time from this species. The aerial parts of V. thapsus afforded two pheophorbides (pheophorbide A and pheophorbide A ethyl ester), two pheophytins (pheophytin A and pheophytin B), one steroid (a-spinasterol), one known flavonoid (luteolin), one phenylethanoid glycoside (verbascoside), three simple pheonolic acids (trans-cinnamic acid, 4-hydroxybenzoic acid and 4-hydroxy-3-methoxybenzoic acid) and one fatty acid (1-monoacylglycerol). All compounds, except for a-spinasterol, luteolin and verbascoside, are reported for the first time from this species. a-Spinasterol is first reported from the aerial parts of this plant. When screened for activity against M. tuberculosis in the SPOTi assay, A. lappa n-hexane extract and dichloromethane phase of methanol extact, and T. farfara n-hexane and ethyl actate extracts were active at MICs of 62.5 μg/mL; A. lappa ethyl acetate extract and T. farfara methanol extract were active at MICs of 125 μg/mL; V. thapsus ethyl acetate extract was active at the concentration of 250 μg/mL. Among the tested compounds isolated from active extracts, p-coumaric acid displayed the highest activity (MIC=31.3 (So(Bg/mL, 190.7 μM); p-coumaric acid/4-hydroxybenzoic acid mixture showed good activity (MIC=62.5 μg/mL); sitosterol/stigmasterol mixture exhibited moderate activity (MIC=125 μg/mL); loliolide, caffeic acid and trans-cinnamic acid revealed weak activity (MICs=250 μg/mL, or 1273.9, 1387.6 and 1687.4 μM, respectively). This is the first time that the antitubercular acitivity of A. lappa, T. farfara and V. thapsus has been investigated. The anti-TB activity of all tested compounds is also first reported in the SPOTi assay. When initially screened for activity against M. tuberculosis in the MABA assay at the highest concentrations of 25 or 50 μg/mL, all plant extracts and tested compounds were identified as inactive at such concentrations. This is the first report of the screening of A. lappa, T. farfara and V. thapsus extracts and of all tested compounds in the MABA assay. Among the compounds screened for activity against Methicillin-resistant S. aureus, luteolin exhibited good activity with an MIC valueof 62.5 μg/mL (218.3 μM), and a-spinasterol had an MIC of 500 μg/mL. No other compound was active at the highest concentration (500 μg/mL) used in this assay. This is the first report of the investigation of the anti-MRSA activity of kaempferol, a-spinasterol, 1, 3-dicaffeoylquinic acid, 3, 4-dicaffeoylquinic acid, 4, 5-dicaffeoylquinic acid, 1-monoacylglycerol, pheophorbide A ethyl ester, pheophytin A, pheophytin B and verbascoside.
11
Gassi, Rosimeire Pereira. "BARDANA (Arctium lappa L.) CULTIVADA SOB DIFERENTES DOSES DE FÓSFORO E CAMA-DE-FRANGO." UNIVERSIDADE FEDERAL DA GRANDE DOURADOS, 2006. http://tede.ufgd.edu.br:8080/tede/handle/tede/112.
Full textAbstract:
Made available in DSpace on 2016-02-26T12:59:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1
RosimeirePGassi.pdf: 747244 bytes, checksum: ac38fac088a66fc0d51ed93985e235a3 (MD5)
Previous issue date: 2006-02-21Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
The experiment was carried out at Medicinal Plant Garden of the Federal University of South Mato Grosso UFMS, in Dourados, from October, 2004 to April, 2005. The objective was to evaluate the effect of incorporating phosphorus (P) and chicken manure (CM) to the soil on growth and yield of bardana. Five doses of phosphorus (4.3; 25.8; 43.0; 60.2 and 81.7 kg ha-1) in triple super phosphate (TSP) form, and five doses of semi-decomposed chicken manure (1,000; 6,000; 10,000; 14,000 and 19,000 kg ha-1) were studied. Nine treatments were defined using III Plan Puebla experimental Matrix: 4.3 and 6,000; 25.8 and 1,000; 25.8 and 6,000; 25.8 and 14,000; 43.0 and 10,000; 60.2 and 6,000; 60.2 and 19,000 and 81.7 and 14,000 kg ha-1, P and CM respectively. Treatments were arranged in a randomized block experimental design with four replications. Every plot had 4.5 m2 of area and twelve plants arranged in double rows with spaces of 0.50 m between plants and 0.54 m between rows. Sixty days after transplantation DAT, at each 10 days, the height of each plant was measured. On harvest, two competitive plants were taken from each plot. Maximum height of bardana (129.87 cm) was reached on 113 DAT with 60.2 and 14,000 t ha-1 of phosphorus and chicken manure, respectively, treatment. Leaf area, fresh and dried mass of total aerial part and fresh mass of leaves showed positive reaction isolately answer in relation to the studied factors. The highest values were registered for 81.7 and 1.000 kg ha-1 of P and CM treatment, respectively: 19,822.86 cm2; 48,999.73 kg ha- 1; 8,287.24 kg ha-1 and 22,869.64 kg ha-1. The highest yields of dried mass of leaves were related to the highest doses of chicken manure, while the highest yields of fresh mass of roots (2,435.57 and 2,000.98 kg ha-1) were related to the highest used doses of P and CM. Yield of dried mass of roots increased with P doses and intermediary doses of CM. Diameter and length of roots did not show significative differences between treatment and they were, in average, 9.07 mm and 18.64 cm. N contents in leaves were the highest under the highest doses of P and CM, but in roots they did not show significative differences as a function of treatments. P contents in leaves were independent on treatments, but in roots, the highest contents of phosphorus were obtained with the highest doses of chicken manure interacting with intermediary doses of P
O experimento foi desenvolvido no Horto de Plantas Medicinais, da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul UFMS, em Dourados, no período de outubro de 2004 a abril de 2005. O objetivo foi avaliar o efeito da incorporação ao solo de fósforo (P) e de cama-de-frango (CF) sobre o crescimento e a produção da bardana. Estudaram-se cinco doses de fósforo (4,3; 25,8; 43,0; 60,2; e 81,7 Kg ha-1), na forma de superfosfato triplo, e cinco doses de cama-de-frango de corte semidecomposta (1.000; 6.000; 10.000; 14.000 e 19.000 kg ha-1). Os nove tratamentos resultantes foram definidos usando a matriz experimental Plan Puebla III: 4,3 e 6.000; 25,8 e 1000; 25,8 e 6.000; 25,8 e 14.000; 43,0 e 10.000; 60,2 e 6.000; 60,2 e 14.000; 60,2 e 19.000 e 81,7 e 14.000 kg ha-1 de P e CF, respectivamente. Os tratamentos foram dispostos no delineamento experimental blocos casualizados, com quatro repetições. Cada parcela teve área de 4,5 m2, com doze plantas arranjadas em fileiras duplas, com espaçamento de 0,50 m entre plantas e 0,54 m entre fileiras. A partir dos 60 dias após o transplante- DAT, a cada dez dias, foram medidas as alturas de todas as plantas. Por ocasião da colheita, foram arrancadas duas plantas competitivas de cada parcela. A altura máxima da bardana (129,87cm) foi alcançada aos 113 DAT, com o tratamento de 60,2 e 14.000 kg ha-1 de P e cama-de-frango, respectivamente. A área foliar, massa fresca e seca da parte aérea total e massa fresca das folhas apresentaram resposta positiva isoladamente em relação aos fatores estudados, sendo os maiores valores obtidos com o tratamento 81,7 e 1.000 kg ha-1 de P e CF, respectivamente, a saber: 19.822,86 cm 2; 48.999,73 kg ha-1; 8.287,24 kg ha-1 e 22.869,64 kg ha-1, respectivamente. As maiores produções de massa seca das folhas ocorreram sob as maiores doses de cama-de-frango, enquanto as maiores produções de massa fresca das raízes (2.435,57 e 2.000,98 kg ha-1) foram obtidas sob as maiores doses de P e CF utilizadas. A produção de massa seca das raízes aumentou com as doses de P e doses intermediárias de CF. O diâmetro e o comprimento das raízes não apresentaram diferenças significativas entre os tratamentos e foram, em média, de 9,07 mm e 18,64 cm. Os teores de N nas folhas, foram maiores sob as maiores doses de P e de CF, mas nas raízes não apresentaram diferenças significativas em função dos tratamentos. Os teores de P nas folhas, foram independentes dos tratamentos, mas nas raízes, os maiores teores de fósforo foram obtidos com as maiores doses de cama-de-frango interagindo com as doses intermediárias de P
12
Straw, N. A. "Resource limitation and competition in two tephritid flies attacking the flowerheads of lesser burdock (Arctium minus)." Thesis, University of Cambridge, 1986. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.384516.
Full text
13
Munarin, Elaine Eva de Oliveira. "Espaçamentos entre plantas e cobertura do solo com cama-de-frango na produção da bardana (Arctium lappa L)." UNIVERSIDADE FEDERAL DA GRANDE DOURADOS, 2008. http://tede.ufgd.edu.br:8080/tede/handle/tede/114.
Full textAbstract:
Made available in DSpace on 2016-02-26T12:59:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1
ElaineEvaOliveiraMunarin.pdf: 1756719 bytes, checksum: 94d36800ecb3553cd14b84ba444566d4 (MD5)
Previous issue date: 2008-03-20Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
The experiment was carried out in the medicinal garden of the Universidade Federal da Grande Dourados UFGD, in the period from February to October 2006. The survey aimed to study the growth, development and yield of Bardana responding to five different spacing rows between the plants (40,0; 47,5; 55,0; 62,5 and 70,0 cm) and to the use - CCF (10 t ha-1) or not - SCF - of semi-decomposed poultry litter. All ten experimental designs were arranged in a factorial scheme 5x2 in randomized blocks with four replications. Plants were initially propagated in sowing polystyrene plates and then they were placed in double rows 50 cm far of each other. Harvest was done 180 days after transplanting. Plants averages of height (172 cm) and foliar area (20.704 cm-2) and roots averages of length (23,6 cm) and diameter (16,2 mm) were neither significantly influenced by the spacing nor positively influenced by the use or not of the semi-decomposed poultry litter. Highest and lowest values of leaves fresh (25.676 kg ha-1 and 15.217 kg ha-1) and dry (1.941,02 kg ha-1 e 1.104,61 kg ha-1) masses, of root number (490.750 ha-1 and 272.120 ha-1) and roots fresh (5.080,35 kg ha-1 and 3.546,25 kg ha-1) and dry (1.448,91 kg ha-1 and 1.051,31 kg ha-1) masses were found in 40,0 and 70,0 cm spaces respectively, showing linear decrease as spacing was increased. Dry leaves (12,84 g kg-1 and 0,33 g kg-1) and roots (4,11 g kg-1 and 0,13 g kg-1) mass rates of Nitrogen (N) and Phosphorous (P), respectively, were not significantly influenced by spacing but they were by the covering or not with chicken manure respectively
O experimento foi desenvolvido no Horto de Plantas Medicinais, da Universidade Federal da Grande Dourados - UFGD, no período de fevereiro a outubro de 2006. O objetivo foi estudar o crescimento, o desenvolvimento e a produção da bardana em resposta a cinco espaçamentos entre plantas (40,0; 47,5; 55,0; 62,5 e 70,0 cm) e ao uso - CCF (10 t ha-1) ou não - SCF de cobertura do solo com cama-de-frango semidecomposta. Os dez tratamentos foram arranjados como fatorial 5x2, no delineamento experimental blocos casualizados, com quatro repetições. As plantas foram propagadas inicialmente em berços de isopor e, posteriormente, em canteiros, arranjadas em fileiras duplas, espaçadas de 50 cm entre elas. A colheita foi efetuada aos 180 dias após o transplante. As médias de altura (172 cm) e área foliar (20.704 cm-2) das plantas e as médias de comprimento (23,6 cm) e diâmetro das raízes (16,2 mm) não foram influenciadas significativamente pelos espaçamentos nem pela cobertura ou não do solo com cama-de-frango. Os maiores e menores valores para massas fresca (25.676 kg ha-1 e 15.217 kg ha-1) e seca (1.941,02 kg ha-1 e 1.104,61 kg ha-1) de folhas, para o número de raízes (490.750 ha-1 e 272.120 ha-1) e para as massas fresca (5.080,35 kg ha-1 e 3.546,25 kg ha-1) e seca (1.448,91 kg ha-1 e 1.051,31 kg ha-1) de raízes foram encontrados com os espaçamentos de 40,0 cm e de 70,0 cm entre plantas, respectivamente, mostrando decréscimo linear na medida em que aumentaram os espaçamentos. Os teores de nitrogênio (N) e de fósforo (P), respectivamente, nas massas secas de folhas (12,84 g kg-1 e 0,33 g kg-1) e de raízes (4,11 g kg-1 e 0,13 g kg-1) de bardana não foram influenciados significativamente pelos espaçamentos, mas sim pela cobertura ou não do solo com cama-de-frango respectivamente
14
Neves, Rosane de Figueiredo. "Estudo de efeitos de um extrato de Arctium lappa (Bardana) na marca??o dos constituintes sang??neos com Tecn?cio-99m, na biodisponibilidade do radiof?rmaco pertecnatato de s?dio e na morfologia de hem?cias de ratos Wistar." Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2008. http://repositorio.ufrn.br:8080/jspui/handle/123456789/13193.
Full textAbstract:
Made available in DSpace on 2014-12-17T14:13:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1
RosaneFN.pdf: 281954 bytes, checksum: efc3b9461d551e53306fba9f9fa21a9d (MD5)
Previous issue date: 2008-03-25Radionuclides have been used in Nuclear Medicine for diagnostic and treatment. In basic research, cellular and molecular structures are labeled with technetium-99m (99mTc) and used as radiobiocomplexes. Some natural or synthetic drugs are capable to alter the labeling of blood constituents with 99mTc, as well as in the biodistribution of radiobiocomplexes. Arctium lappa (Bardana) has been used to treat inflammatory processes. The aim of this work was to evaluate the effects of an extract of Bardana on the labeling of blood constituents with 99mTc, on the morphology of red blood cells, on the perimeter/area ratio of red blood cells and on the biodistribution of radiophamaceutical sodium pertechnetate in Wistar rats. Extract of Bardana was capable to alter the labeling of cellular compartment with 99mTc. Plasma and cellular proteins did not present alteration on the percentage of radioactivity (%ATI). Extract of Bardana was also capable to alter the morphology and the perimeter/area ratio of red blood cells. On the biodistribution of sodium pertechnetate in animals treated with the extract of Bardana, it was observed a small and significant uptake in liver, tooth and tongue, and a high and a significant uptake in stomach, lung and testis (p<0.05). In conclusion, these findings could be justified due to the effects of some chemical compounds in the Bardana extract. This study was a multidisciplinary experimental research. It was developed with the contribution of the different Departments and Services of the Hospital Universit?rio Pedro Ernesto of the Universidade Estadual do Rio de Janeiro
Radionucl?deos t?m sido utilizados em Medicina Nuclear para diagn?stico e tratamento de doen?as. Estruturas moleculares e celulares marcadas com tecn?cio-99m (99mTc) s?o utilizados como radiobiocomplexos, como acontece com alguns constituintes sang??neos. Algumas drogas naturais ou sint?ticas s?o capazes de alterar a marca??o de constituintes sang??neos com 99mTc, bem como a disponibilidade de radiobiocomplexos. Arctium lappa (Bardana) tem sido empregada para tratar processos inflamat?rios. O objetivo deste estudo foi avaliar efeitos de um extrato de Bardana na marca??o dos constituintes sang??neos marcados com 99mTc, na morfologia e na rela??o per?metro/?rea das hem?cias e na biodistribui??o do radiof?rmaco pertecnetato de s?dio (Na99mTcO4). O extrato de Bardana foi capaz de alterar a distribui??o 99mTc no compartimento celular. As prote?nas plasm?ticas e celulares n?o apresentaram nenhuma altera??o na fixa??o de radioatividade (%ATI). O extrato de Bardana tamb?m foi capaz de alterar a morfologia e a rela??o per?metro/?rea das hem?cias. Na biodistribui??o do pertecnetato de s?dio em animais tratados com o extrato de Bardana, foi observada uma redu??o significante na capta??o do f?gado, dente e l?ngua, e uma alta capta??o no est?mago, pulm?o e test?culo (p<0,05). Em conclus?o, o extrato de Bardana parece possuir subst?ncias em sua composi??o que podem ser respons?veis pelos achados experimentais. Desenvolvido em diferentes Departamentos e Servi?os da ?rea biom?dica do Hospital Universit?rio Pedro Ernesto, UERJ, atestando o car?ter multidisciplinar da pesquisa
15
Lima, Neto Domingos Alves de. "Efeitos cicatrizantes e antimicrobianos das plantas medicinais especies Porophyllum ruderale (Arnica), Arctium lappa minor (Bardana) e Plantago major (Tanchagem ou Cinco Nervos)." [s.n.], 1991. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/289325.
Full textAbstract:
Orientador: João Leonel JoseDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba
Made available in DSpace on 2018-07-14T01:11:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LimaNeto_DomingosAlvesde_M.pdf: 2390756 bytes, checksum: 92189faa5dafa4e7d37f80ad667be32d (MD5) Previous issue date: 1991
Resumo: Foram estudadas as características fisico-químicas e teores de macro e micronutrientes das espécies das plantas medicinais Arctium lappa minor, Plantago major e Porophyllum ruderale. Através de aplicação de extratos aquosos das referidas plantas, efetuou-se testes de cicatrização em lesões nos dorsos de ratos Wistar, na dosagem de 1 gota ao dia, por quatorze dias. Usou-se os mesmos animais para controle com aplicação de água destilada em lesões-controle. Efetuou-se o sacrifício dos animais aos 3º, 7º, 11º e 14º dias e retirou-se os recidos tratados com os extratos e os tratados-controle para realizar-se os cortes histológicos, os quais foram histometrados em lentes Zeiss Kpl-W-10X, com 25 hits. Contou-se os fibroblastos, fibras colágenas e vasos sanguíneos para averiguação dos efeitos de cicatrização, confirmando que de fato as plantas em estudos atuam como cicatrizantes. Os dados levantados então, foram analisados estatisticamente, obtendo-se os resultados da eficácia do tratamento com os extratos comparados aos tratados-controle. Com respeito a atividade antimicrobiana, utilizamos os extratos hidroalcoólicos por maceração a frio, e constatamos a eficácia dos mesmos em relação a Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes tipo A e Streptococcus pyogenes tipo B, cedidos pelo Laboratório Prev Lab de Piracicaba. Tais testes foram efetuados de acordo com o método de difusão em discos (Método Kirbi-Bauer) pela técnica da diluição em tubos. Segundo, os dados obtidos nos testes de atividade antimicrobiana, os extratos deram prova de possuirem efeitos antimicrobiano
Abstract: Not informed.
Mestrado
Farmacologia
Mestre em Odontologia
16
Teixeira, Renan Salgado. "Isolamento e identificacao da arctigenina a partir dos frutos da Arctium lappa L. e avaliacao de atividade citotoxica in vitro e hepatoprotetora em ratos." Universidade Federal de Juiz de Fora, 2013. https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/1527.
Full textAbstract:
Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-06-28T11:40:26Z
No. of bitstreams: 1
renansalgadoteixeira.pdf: 5350763 bytes, checksum: 59c72fea8916127b1547f326adb2158a (MD5)Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-06-28T12:25:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 renansalgadoteixeira.pdf: 5350763 bytes, checksum: 59c72fea8916127b1547f326adb2158a (MD5)
Made available in DSpace on 2016-06-28T12:25:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 renansalgadoteixeira.pdf: 5350763 bytes, checksum: 59c72fea8916127b1547f326adb2158a (MD5) Previous issue date: 2013-07-29
CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Arctigenina é uma lignana isolada da Arctium lappa L., planta esta, pertencente a família Asteraceae que é amplamente utilizada na Medicina Tradicional Chinesa. Publicações citam inúmeras atividades farmacológicas do extrato bruto dessa planta e também da substância arctigenina, como a atividade anti-inflamatória, hepatoprotetora, hipoglicemiante, antitumoral, antimicrobiana, mas, estudos detalhados da atividade hepatoprotetora ainda não foram amplamente desenvolvidos. Portanto, o objetivo deste estudo foi o isolamento, a obtenção e identificação da arctigenina a partir dos frutos da Arctium lappa L., para avaliar a atividade citotóxica in vitro frente à cultura de células de carcinoma hepático (HepG- 2) e tambén avaliar os efeitos dessa substância isolada em lesão hepática por Ligação do Ducto Biliar (BDL). O extrato clorofórmico bruto da Arctium lappa L. foi obtido por soxhlet. Para isolar as substâncias, foi realizada coluna a vácuo e observou grande quantidade de arctiina, uma precursora da arctigenina. Para obter a arctigenina, foi necessário realizar uma hidrólise para retirada da molécula de glicose presente na arctiina. A mesma foi identificada por RMN de 1H e 13C obtendo excelente grau de pureza e adicionalmente também foi realizado um perfil cromatográfico por CLAE. Nos experimentos in vitro, a arctigenina diminuiu a viabilidade celular no teste por MTT e azul de Tripan sobre células HepG-2 e não causou citotoxicidade sobre células NIH/3T3. O teste de adesão por fornecimento de colágeno tipo I sobre HepG-2 também foi realizado para observar os mecanismos que envolvem a atividade antitumoral da arctigenina. Nos experimentos in vivo foram realizadas cirurgias de BDL em ratos Wistar, com n= 6 e grupos divididos em: sham controle, sham arctigenina, BDL controle, BDL arctigenina e BDL silimarina. O tratamento dos animais foi feitos por 48 horas e após esse período, eutanasiados e o sangue e fígado foram coletados para realizar avaliações bioquímicas séricas (AST, ALT, FA e TNF-α) e também avaliação tissular (MPO). A metodologia de extração, isolamento e obtenção da arctigenina desenvolvida foi eficaz, diminuiu gastos com solventes e com o tempo para se obter as susbstâncias. Os parâmetros de confiança analisados por CLAE demonstraram que o método analítico desenvolvido foi específico e reprodutível, o que contribui para estudos em controle de qualidade e ensaios bioanalíticos. A arctigenina demonstrou atividade citotóxica e antiadesão, sendo a atividade dose dependente para células HepG-2, com IC 50 de 90,8 μM. Nenhuma atividade sobre células NIH/3T3, o que demonstrou ação específica sobre a células HepG-2. Resultados do estudo in vivo de 48 horas não apresentaram resultados significantes quando comprados aos grupos controle e controle positivo, entretanto, levantamentos bibliográficos mostram que a arctigenina é uma substância promissora e estudos de hepatoproteção por períodos maiores complementariam a elucidação de sua atividade.
Arctigenin is a lignan isolated from Arctium lappa L., this plant, belonging to family Asteraceae is widely used in traditional chinese medicine. Publications suggest numerous pharmacological activities of crude extracts of this plant and arctigenin as anti-inflammatory activity, hepatoprotective, hypoglycemic, anticancer and antimicrobial, however detailed studies of hepatoprotective activity have not yet been widely developed. The aim of this study was the isolation and identification of arctigenin obtained from the fruits of Arctium lappa L., to evaluate the cytotoxic in vitro of arctigenin in cell culture of liver carcinoma (HepG-2) and assess the effects of this isolated compound on liver injury by ligation bile duct (BDL). The crude chloroform extract of Arctium lappa L. was obtained by soxhlet. To isolate the compounds was held vacuum column and observed high concentration of arctiin, a precursor of arctigenin. To obtain arctigenin, it was necessary to carry out a hydrolysis to remove the glucose molecule present in arctiin. After, the molecule was identified by 1H NMR and 13C, attaining excellent purity, and additionally, was carried out his chromatographic profile by HPLC.. In vitro experiments show that the arctigenin decreased cell viability by MTT assay and the Trypan blue on HepG-2 cells and did not cause cytotoxicity on NIH/3T3 cells. Adhesion testing by providing collagen type I on HepG-2 was also carried out to observe the mechanisms involving the antitumor activity of arctigenin. In vivo experiments were performed by surgery in BDL rats, with n = 6 and divided into groups: sham control, sham arctigenin, control BDL, arctigenin BDL and silymarin BDL. The treatment of animals was made for 48 hours and after this period, euthanized and blood and liver were collected for serum biochemical assessments (AST, ALT, FA and TNF-α) and also tissue rating (MPO). The methodology of extraction, isolation and obtaining arctigenin developed was effective, decreased spending solvents and the time to get compounds. The trust parameters analyzed by HPLC showed that the analytical method was specific and reproducible, which contributes to quality control studies and bioanalytical assays. The arctigenin demonstrated cytotoxic activity and anti-adhesion, and dependent dose activity in HepG-2 cells, with IC 50 of 90.8 μM. No activity on NIH/3T3 cells, demonstrating the specific action on HepG-2 cells. Results of BDL done in 48 hours showed no significant results when comparing with control groups and positive control, however, literature reports show that the arctigenin is a promising compound and hepatoprotection studies for longer periods would complement the elucidation of its activity.
17
Garros, Laurine. "Impact de conduites culturales innovantes sur la production de métabolites actifs pour la Cosmétique." Thesis, Orléans, 2021. http://www.theses.fr/2021ORLE3155.
Full textAbstract:
La valorisation de la richesse de la biodiversité régionale et la mise en place d’une démarche durable dans la production de bioactifs répond au besoin de l’industrie cosmétique dans un contexte réglementaire contraignant. Ce projet s’inscrit dans une démarche de valorisation du patrimoine végétal et de l’industrie locale de la région Centre-Val de Loire. Dans le cadre de ce projet, 13 plantes ou leurs co-produits issus de la biodiversité locale ou d’intérêt pour la filière horticole ont été sélectionnés et étudiés. Des tests in tubo ont été effectués sur les extraits de ces 13 plantes afin de mettre en évidence de potentielles activités antiâges contre des enzymes telles que la tyrosinase, l’élastase et la collagénase et/ou antioxydantes d’intérêt pour l’industrie cosmétique. Les résultats de ces tests ont permis de sélectionner une plante modèle ayant des activités différentes afin d’évaluer l’apport d’une élicitation sur l’augmentation de ses activités.Dans ce contexte, la réalisation de cultures classiques en hydroponie passive ou innovantes en hydroponie active ainsi qu’avec des cals in vitro avec des élicitations lumineuses grâce à des systèmes de lampe à LED de couleur bleue, rouge ou blanche a été effectuée sur la bardane (Arctium lappa L.). Chaque organe de la plante élicitée a été séparé et extrait aux ultrasons. La caractérisation de l’empreinte moléculaire de chaque extrait a été réalisée par chromatographie liquide couplée à de la spectrométrie de masse haute résolution (UHPLC-ESI-QTOF-HRMS/MS) afin d’identifier leur contenu et leur variabilité moléculaire en fonction de l’organe et/ou de l’élicitation étudié.Parallèlement, l’influence de l’élicitation sur les activités d’intérêt cosmétique particulièrement les activités anti-tyrosinase et anti-ROS a été évaluéeThe valuing of regional biodiversity richness and the implementation of a sustainable approach in the production of bioactives meets the needs of the cosmetic industry in a restrictive regulatory context. This project is part of an approach to promote the plant heritage and local industry of the Centre-Val de Loire region. As part of this project, 13 plants or their co-products from local biodiversity or of interest for the horticultural industry were selected and studied. In tubo tests were carried out on the extracts of these 13 plants in order to highlight potential anti-aging activities against enzymes such as tyrosinase, elastase and collagenase and/or antioxidants of interest for the cosmetic industry. The results of these tests allowed the selection of a model plant with different activities in order to assess the contribution to an elicitation on the increase of its activities. In this context, the realization of classic cultures in passive hydroponics or innovative in active hydroponics as well as in vitro callus with light elicitations thanks to LED lamp systems of blue, red or white color was carried out onburdock (Arctium lappa L.). Each organ of the elicited plant was separated and extracted with ultrasound. The characterization of the molecular fingerprint of each extract was achieved by liquid chromatography coupled with high resolution mass spectrometry (UHPLC-ESI-QTOF-HRMS/MS) in order to identify their content and molecular variability according to the organ and/or elicitation studied. At the same time, the influence of the elicitation on the activities of cosmetic interest, particularly anti-tyrosinase and anti-ROS activities, was evaluated
18
Silva, Luísa Mota da. "Atividade gastroprotetora e efeito sobre a função motora gástrica de ratas das folhas de Arctium lappa L. (Bardana) : um estudo sob condições normais e aumentadas de glicemia." reponame:Repositório Institucional da UFPR, 2014. http://hdl.handle.net/1884/37031.
Full textAbstract:
Orientadora : Profª. Drª. Maria Fernanda de Paula WernerCo-orientadora : Profª Drª Maria Consuelo de A. Marques
Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Farmacologia. Defesa: Curitiba, 22/07/2014
Inclui referências
Área de concentração
Resumo: Este trabalho investigou o potencial terapeutico das folhas da Arctium lappa na prevencao e cicatrizacao de ulceras gastricas em condicoes normais e aumentadas de glicemia, bem como nas alteracoes da motilidade gastrica em ratas diabeticas. Tanto a administracao oral (v.o) como a intraperitoneal (i.p) do extrato soluvel em etanol (SE, DE50: 3,6 mg/kg) das folhas da bardana e de sua fracao soluvel em acetato de etila (SE-AE, 0,15 mg/kg) protegeu a mucosa gastrica contra ulceras induzidas por etanol P.A e a administracao previa de indometacina (10 mg/kg, i.p), visando a deplecao de prostaglandinas endogenas, aboliu a atividade gastroprotetora da fracao. No mesmo modelo, o acido 1,3-O-dicafeoilquinico (57 ƒÊg/kg), composto majoritario encontrado na fracao, tambem promoveu gastroprotecao contra o etanol. Ademais, a fracao SE-AE (0,15 e 1,5 mg/kg, v.o) tambem protegeu a mucosa gastrica exposta a indometacina. A quantificacao dos niveis de glutationa reduzida (GSH) e muco aderido evidenciaram que a manutencao desses fatores protetores esta envolvida no efeito gastroprotetor promovido pela fracao SE-AE contra etanol ou indometacina. Ademais, a fracao SE-AE (1 mg/kg, v.o) acelerou a cicatrizacao da ulcera gastrica cronica induzida por acido acetico 80% em ratas. A investigacao dos mecanismos envolvidos nesse efeito demonstrou a participacao do aumento do conteudo de mucina gastrica, GSH e gastrina serica e da reducao da atividade da mieloperoxidase (MPO) e do conteudo de especies reativas de oxigenio (EROs). Em continuidade, em ratas diabeticas a fracao SE-AE (10 mg/kg) tambem acelerou a cicatrizacao da ulcera gastrica cronica induzida por acido acetico, atraves do aumento do conteudo de mucina e de GSH, da reducao da atividade MPO e do conteudo de EROs e da restauracao da atividade das enzimas superoxido dismutase (SOD), glutationa-S-transferase (GST) e glutationaperoxidase (GPx). Todavia, nesses animais, a fracao SE-AE nao reduziu a hiperglicemia e nem os niveis de hemoglobina glicada. Ademais, a fracao SE-AE promoveu o sequestro do radical 2,2-difenil-1-picrilhidrazil (DPPH) e tambem inibiu a glicacao proteica in vitro, atestanto o efeito antioxidante e anti-glicacao da fracao SE-AE. Ratas diabeticas tratadas durante seis semanas com a fracao SE-AE (1 mg/kg) tiveram os niveis de hemoglobina glicada reduzidos, o esvaziamento gastrico, a contracao colinergica e o relaxamento nitrergico do fundo e do piloro normalizados, bem como a expressao da enzima NOS-1 e a densidade dos neuronios entericos NADPH-diaforase positivos no corpo gastrico preservados. Coletivamente, esses resultados mostram que a fração SE-AE das folhas da bardana possui atividade gastroprotetora e cicatrizante gástrica mediada pelo favorecimento de fatores protetores da mucosa gástrica como as defesas antioxidantes, o muco e as PGs. Adicionalmente, sob condições hiperglicêmicas é possível que a modulação das defesas antioxidantes e o potencial anti-glicação da fração também colaborem para sua atividade cicatrizante gástrica e para o restabelecimento da função motora gástrica de ratas diabéticas. Ademais, além do restabelecimento da resposta contrátil, a restauração do relaxamento nitrérgico de tecidos gástricos e a preservação da síntese e/ou viabilidade do óxido nítrico também estão relacionados com a atividade procinética da fração em ratas diabéticas. Entretanto, mais estudos são necessários para elucidar mais profundamente estes mecanismos e ainda outros envolvidos tanto na proteção gástrica promovida pela fração SE-AE em ratas normais e diabéticas, como no restabelecimento do esvaziamento gástrico sob condições hiperglicêmicas. Palavras-chave: Arctiumlappa L., gastroproteção, cicatrização gástrica, esvaziamento gástrico, diabetes.
Abstract: The therapeutic potential of the leaves of burdock (Arctium lappa L.) is still unexplored. Thus, this study investigated the therapeutic potencial of the leaves of this plant in prevention and healing of gastric ulcer under normal and altered glicemic condictions. In addition, the effects of burdock leaves on gastric motility of diabetic rats also were acessed. Oral (p.o) and intraperitoneal (i.p) administration of ethanol-soluble extract (SE ED50: 3.6 mg/kg) from leaves of burdock and its ethyl acetate-soluble fraction (SE-AE, 0.15 mg/kg) protected the gastric mucosa against ethanol-induced ulcers. However, prior administration of indomethacin (10 mg/kg, p.o), to the depletion of endogenous prostaglandins, abolished the SE-AE gastroprotective activity. Moreover, the 1,3-O-dicaffeoylquinic acid (57 ìg/kg), major compound found in SE-AE fraction, also promoted gastroprotection against ethanol. Furthermore, the fraction SE-AE (1.5 mg/kg, p.o) also protected the gastric mucosa exposed to indomethacin (80 mg/kg, po). Maintaining the reduced glutathione (GSH) level and mucus adhered content are involved in gastroprotection promoted by the fraction against ethanol or indomethacin. In the chronic ulcer induced by acetic acid model 80%, the fraction SE-AE (1 mg/kg, po) accelerated the healing of ulcer by increasing the content of gastric mucin, GSH and serum gastrin and reduction in myeloperoxidase (MPO) activity and the content of reactive oxygen species (ROS). In diabetic rats, the fraction SE-AE (10 mg/kg, p.o) also accelerated the healing of chronic ulcers induced by acetic acid, by increasing mucin and GSH content, reduced MPO activity and content of ROS and the restoration of the activity of superoxide dismutase (SOD), glutathione-S-transferase (GST) and glutationaperoxidase (GPx), but not reduce hyperglycemia or glycated hemoglobin in these animals. Furthermore, the SE-AE fraction promoted scanvenger of radical 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) and also inhibited in vitro protein glycation. Additionally, diabetic rats treated by six weeks with the SE-AE fraction (1 mg/kg, p.o) had levels of glycated hemoglobin reduced and gastric emptying normalized. Cholinergic contraction and the nitrergic relaxation of the gastric fundus and pylorus of diabetic female rats treated with SE-AE fraction also was preserved, as well as the expression of NOS enzyme -1 and the density of NADPH-diaphorase positive enteric neurons in the gastric body. Collectively, these results show that the fraction SE-AE from leaves of burdock has gastroprotective and gastric healing activity mediated by gastric mucosal protective factors such as antioxidant defenses, mucus and PGs. Additionally, under hyperglycemic conditions is possible that modulation of antioxidant and anti-glycation effect of the fraction also collaborate for gastric healing activity and the restoration of gastric motor function in diabetic rats. Moreover, besides the restoration of contractile response, restoring nitrergic relaxation of gastric tissues and the preservation of the synthesis and/or viability of nitric oxide are also related with prokinetic activity of SE-AE fraction in diabetic rats. However, further studies are needed to elucidate these mechanisms more deeply involved and still others both in gastric protection by fraction SE-AE in normal and diabetic rats, as in the restoration of gastric emptying under hyperglycemic conditions. Key-words:Arctiumlappa L., gastroprotection, gastrichealing, gastricemptying, diabetes.
19
Steed, Amber Christine. "Population Viability of Arctic Grayling (Thymallus arcticus) in the Gibbon River, Yellowstone National Park." Thesis, Montana State University, 2007. http://etd.lib.montana.edu/etd/2007/steed/SteedA1207.pdf.
Full textAbstract:
The fluvial Arctic grayling Thymallus arcticus is restricted to less than 5% of its native range in the contiguous United States and was listed as Category 3 under the Endangered Species Act (ESA) until a 2007 ruling removed its protection. Fluvial grayling were thought to be restricted to the Big Hole River, Montana, where abundances were declining. Although fluvial grayling of the lower Gibbon River, Yellowstone National Park (YNP) were considered extirpated by 1935, anglers frequently reported catching grayling throughout the river since 1980. My goal was to determine if a viable population of fluvial grayling persisted in the Gibbon River, or if fish caught in the river were downstream emigrants from lacustrine populations in headwater lakes. I developed three objectives to address this goal: 1) determine grayling abundances in the Gibbon River, 2) determine the source of grayling in the Gibbon River detected downstream of headwater lakes (occupied by lacustrine populations), and 3) determine if grayling are successfully spawning in the Gibbon River. In 2005 and 2006, estimated abundances ranged from 0 to 95 and 0 to 109, respectively. Larger estimated abundances resulted when the Chapman modification was incorporated into electrofishing estimates, increasing ranges to vary from 0 to 421 and 0 to 506 in 2005 and 2006, respectively. However, both methods of estimation were accompanied by large standard errors reflecting the few grayling detected in the river. Relatively few grayling were caught by anglers in comparison to other systems. Genetic analyses indicated that grayling from throughout the Gibbon system likely belonged to the same population, most notably supported by very low genetic differentiation (FST = 0.0021 ± 0.002) between headwater lake and river fish. Lengths at most ages were similar among all Gibbon system fish and successful river spawning was not documented below Little Gibbon Falls (the first barrier to upstream movement downstream of headwater lakes). Few grayling adults and no fry were detected in the Gibbon River, implying that a reproducing fluvial population does not likely exist. These findings may affect future ESA considerations of fluvial grayling while providing data for management within and outside of YNP.
20
Ricard, Vincent. "Aérosols dans l'Arctique européen : sources, transformations et propriétés optiques." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00701298.
Full textAbstract:
L'amplitude du forçage radiatif direct par les aérosols dépend d'un grand nombre de facteurs, incluant entre autre leur nature chimique, leurs variations de concentrations temporelles et spatiales, et leur distribution en taille. Les grandes hétérogénéités de ces différents paramètres rendent les études de modélisation de l'impact radiatif délicates. Ces difficultés sont accentuées aux hautes latitudes, avec conditions environnementales particulières et un manque de données d'observation, alors même que les changements climatiques potentiels sont renforcés dans l'Arctique par certains effets de rétroactions, incluant par exemple les changements d'albédo résultants de la fonte des glaces polaires. Dans ce cadre, le programme EAAS (European Arctic Aerosol Study) avait pour objectif l'étude des propriétés physico-chimiques et optiques des aérosols dans l'Arctique européen afin d'en évaluer le forçage radiatif à l'échelle régionale. Cette étude s'est déroulée à Sevettijärvi (69°35' N., 28°50' E., 130 m au-dessus du niveau des mers), en Laponie finlandaise, de Juillet 1997 à Juin 1999. En vue de l'évaluation du forçage radiatif, nous nous sommes ainsi intéressés à la charge des différentes composantes de l'aérosol dans la basse troposphère en prenant en compte l'aérosol carboné (carbone suie et matière organique particulaire) afin de proposer un bilan de masse le plus précis possible. Nous avons ensuite, à des périodes clés de l'année, étudié plus en détail les distributions en taille des composantes de l'aérosol selon le type de masse d'air rencontré. Certaines espèces chimiques présentes au sein de l'aérosol étant issues de précurseurs gazeux, les échanges et les équilibres entre ces deux phases ont été étudiés. Un intérêt particulier a été porté à l'influence de la vapeur d'eau sur les distributions en taille des composantes particulaires. Enfin, nous avons introduit les propriétés optiques des aérosols et les paramètres importants pour une modélisation précise du forçage radiatif à l'échelle régionale.
21
Jacquot, Mathilde. "L'action multidimensionnelle de l'Union Européenne en Arctique : une contribution à l'action extérieure de l'Union européenne." Thesis, Brest, 2019. http://www.theses.fr/2019BRES0106.
Full textAbstract:
L’Arctique est l’une des régions les plus touchées par le changement climatique. L’impact subi par cet espace se révèle au travers de mutations de nature environnementale, mais également socioéconomique. L’Arctique est aujourd’hui perçu à la fois comme un espace à protéger et comme un espace plein de promesses. Ces défis et opportunités ont un effet attractif sur l’extérieur. A cet égard, l’Union européenne et ses Etats membres ne font pas figures d’exceptions. Mue par le désir de jouer un rôle central dans la région, l’Union européenne a entrepris de développer une politique arctique. Cette politique doit servir de cadre à l’ensemble de son action ayant un impact dans la région. Cette action est de type multidimensionnel, c’est-à-dire qu’elle vise des domaines différents, des acteurs différents, et des niveaux différents. L’une des conséquences de cette diversité est qu’elle rend plus complexe l’identification et la mise en relation des différentes implications juridiques et politiques. Cette thèse se propose donc de déterminer le rôle de l’Union en Arctique, et la valeur ajoutée qu’elle est susceptible de lui apporter. A cette fin, l’étude réalisée explore la manière dont l’Union européenne procède pour concilier les différentes dimensions de son action en Arctique, et définit les moyens juridiques qui sont les siens pour y parvenirThe Arctic is one of the regions most affected by climate change. These impacts include socio-economic changes in addition to the obvious environmental changes. Because of these multifaceted changes, the Arctic has simultaneously become an area in need of protection and an area full of promise. These challenges and opportunities have attracted outside intervention and the European Union and its Member States are no exception.Driven by the desire to play a central role in the region, the European Union has undertaken the task of developing policy specifically tailored for the unique situation in Arctic.This policy must serve as a framework for any of the European Union’s actions that impact the region.This dissertation seeks to both determine the role of the Union in the Arctic and determine the benefits that that this role is likely to bring. To this end, this study explores the way in which the Union attempts to reconcile the various dimensions of its action in the Arctic and defines the legal means through which the Union can achieve this goal
22
Marelle, Louis. "Modélisation régionale des polluants à courte durée de vie (aérosols, ozone) en Arctique." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066190/document.
Full textAbstract:
La région arctique s’ouvre peu à peu aux activités humaines, en raison du réchauffement climatique et de la fonte des glaces, dûs en partie aux effets radiatifs des aérosols et de l'ozone. En conséquence, les émissions locales de pollution en Arctique pourraient augmenter, et devenir prépondérantes comparées à la source historique liée au transport de pollution depuis les moyennes latitudes. Dans cette thèse, j’effectue des simulations régionales de la troposphère arctique avec le modèle WRF-Chem, combiné à de nouveaux inventaires des émissions de pollution locales en Arctique (navigation et torches pétrolières). Deux cas d’étude issus de campagnes de mesure par avion sont analysés. Premièrement, j’étudie un évènement de transport d’aérosols depuis l’Europe au printemps 2008, afin d’améliorer les connaissances sur cette source majeure de pollution. Deuxièmement, je détermine l’impact des émissions de la navigation en Norvège en été 2012, où la navigation Arctique est actuellement la plus intense. J’utilise ces cas d’étude pour valider la pollution modélisée et améliorer WRF-Chem en Arctique. J’effectue avec ce modèle amélioré des simulations des impacts actuels (2012) et futurs (2050) de la navigation et des torches pétrolières en Arctique. Les résultats indiquent que les torches sont et devraient rester une source majeure d’aérosols de carbone suie réchauffant en Arctique. La navigation en Arctique est une source de pollution importante en été et, en 2050, pourrait devenir une source majeure de pollution localeThe Arctic is increasingly open to human activity due to rapid warming, associated with decreased sea ice extent. This warming is due, in part, to the effect of short-lived atmospheric pollutants (aerosols, ozone). As a result, Arctic pollutant emissions should increase in the future, and their impacts might become significant compared to the now predominant source due to pollution transport from the mid-latitudes. In this thesis, regional simulations of the Arctic troposphere are performed with the WRF-Chem model, combined with new emission estimates for oil and gas extraction and shipping in the Arctic. The model is used to analyze two case studies from recent airborne measurement datasets: POLARCAT-France in 2008, ACCESS in 2012. First, I investigate an aerosol transport event from Europe to the Arctic in spring 2008, in order to improve our understanding of this major source of Arctic pollution. Second, I determine the air quality and radiative impacts of shipping emissions in Northern Norway in summer 2012, where most current Arctic shipping occurs. I use these results to validate modeled pollution, and to improve WRF-Chem for Arctic studies. The updated model is used to investigate the current (2012) and future (2050) impacts of Arctic shipping and Arctic gas flaring in terms of air quality and radiative effects. Results show that Arctic flaring emissions are and should remain a strong source of local black carbon aerosols, causing warming, and that Arctic shipping is already a strong source of aerosols and ozone during summer. In 2050, diversion shipping through the Arctic Ocean could become a major source of local surface aerosol and ozone pollution
23
Stanislawski, Slawomir S. "Fall and winter movements of Arctic grayling, Thymallus arcticus, Pallas, in the Little Smoky River, Alberta." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1997. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp05/mq22676.pdf.
Full text
24
Maccali, Jenny. "Propriétés géochimiques et isotopiqes des sédiments du détroit de Fram, Océan Arctique. Implications paléocéanographiques et paléoclimatiques." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0347/document.
Full textAbstract:
Les flux d'eau douce, glace de mer et courants océaniques, de l'Océan Arctique vers les mers nordiques jouent un rôle critique sur l'Atlantic Meridional Overturning Circulation et donc sur le système climatique. Les facteurs contrôlant ces flux sont encore partiellement méconnus. Un moyen indirect de retracer l'intensité et les schémas de circulation de la glace de mer est de retracer l'origine des sédiments qu'elle transporte, et qui sédimentent le long des grands courants de glace et d'eau douce vers l'Atlantique Nord. Il s'agit donc de tracer un flux particulaire direct, lié à la matrice des particules détritiques. Un second flux, indirect, provient des éléments dissous dans les masses d'eau, marqués par les processus d'adsorption/désorption le long des marges où les flux particulaires terrigènes sont les plus importants. L'extraction de la phase authigène d'un signal dissous par lessivage spécifique, a permis de documenter l'évolution des masses d'eau transitant par le détroit de Fram. Les données isotopiques de Pb, Nd et Sr nous ont permis d'identifier deux sources principales de sédiments depuis le dernier maximum glaciaire jusqu'au Dryas Récent : les marges canadiennes et russes alors recouvertes par des calottes de glace. Après le Dryas Récent, les sources sédimentaires sont plus diverses avec notamment une contribution des marges groenlandaises et des mers de Chukchi et Est Sibérienne. La fraction authigène montre un changement entre ~ 19.8 et 16.4 ka probablement liée à la déglaciation de la calotte Eurasienne. Plus récemment, les valeurs [Epsilon]Nd suggèrent une influence accrue des eaux Pacifiques sur les masses d'eaux sortantes par le détroit de FramFreshwater exports (sea-ice and oceanic currents) from the Arctic Ocean to the nordic seas is a critical component of the Atlantic Meridional Overturning Circulation and hence of the climatic system. Factors controling those exports are still partially unknown. An indirect way of tracing the intensity and patterns of sea-ice circulation is to trace the origin of the sediments it carries and that settle along the main drift routes towards the North Atlantic. We hence document a direct sedimentary flux that is linked to the detrital particle matrices. Another flux, this one being indirect, comes from the dissolved elements that adsorb onto particles along continental margins where sedimentary fluxes are the highest. We have extracted the authigenic (dissolved) phase from the sediment in order document the evolution of water-masses in Fram Strait since the last glacial maximum. Pb, Nd and Sr isotopic data allowed us to identify two sedimentary sources from the late glacial to the onset of the younger Dryas : canadian and western russian margins, then covered by large ice sheets. After the Younger Dryas however, sedimentary supplies originate from several sources including Greeland, Chukchi Sea and East Siberian Sea margins. The authigenic phase displays a change from 19.8 to 16.4 ka likely linked to the early deglaciation of the Eurasian ice sheet. More recently, [Epsilon]Nd values reflect a more important contribution from the Pacific on water masses exiting through Fram Strait
25
Maccario, Lorrie. "L'écosystème neige, structure et fonctionnement des communautés microbiennes du manteau neigeux en Arctique." Thesis, Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2015. http://www.theses.fr/2015ECDL0021/document.
Full textAbstract:
La couverture neigeuse arctique peut atteindre jusqu'à un tiers de la surface terrestre. Cet environnement, chimiquement très dynamique, est en interaction avec tous les compartiments environnementaux : l’atmosphère, le sol, les aquifères, et ce influence la biosphère toute entière. Durant les dernières décennies, la neige a été reconnue comme étant un réservoir de microorganismes. Pourtant l’écologie des microbes du manteau neigeux reste mal comprise. L’objectif principal de cette thèse est donc de caractériser le manteau neigeux en tant qu’écosystème fonctionnel, par définition une communauté d’organismes vivants, en conjonction avec la composante non vivante de leur environnement et agissant comme un système. Pour cela, la composition taxonomique et fonctionnelle des communautés microbiennes a été analysée via la technologie de séquençage haut débit pour deux types de modèles de manteau neigeux : une neige saisonnière d’eau douce d’un manteau neigeux terrestre (Ny--‐Alesund, Svalbard) et une couverture neigeuse saline sur la glace de mer (Nuuk, Greenland). Le premier objectif est de caractériser l’hétérogénéité des communautés microbiennes en relation avec les fluctuations conditions environnementales. La composition des communautés microbiennes du manteau neigeux est très variable en fonction de l’avancement dans la saison du printemps vers l’été et en fonction de la profondeur. La corrélation entre les fonctions microbiennes et les conditions environnementales soutient l’hypothèse que les communautés microbiennes interagissent avec les fluctuations des conditions en abiotiques de leur habitat. Le second objectif concerne la spécificité des communautés microbiennes du manteau neigeux ; si le manteau neigeux est un écosystème fonctionnel alors les communautés microbiennes le composant devraient présenter des caractéristiques spécifiques liées à leur adaptation aux conditions de cet habitat, malgré la variabilité. La comparaison de la distribution fonctionnelle entre la neige et des environnements distants (polaires ou non) ainsi que des environnements en interaction proche permet de confirmer une spécificité des communautés microbiennes de la neige. Le troisième objectif se concentre sur la sélection environnementale ; étant donné que l’existence d’une communauté microbienne spécifique implique que des processus de sélection se réalisent au sein du manteau neigeux. La comparaison de la distribution de la structure (quels microorganismes sont présents) et la fonction (que sont-ils capables de faire ?) des communautés microbiennes en fonction de la source des microorganismes au sein d’un manteau neigeux couvrant la glace de mer révèle que la communauté est largement influencée mais diffère de leur source en réponse aux conditions environnementales spécifiques. Les résultats préliminaires des analyses metagénomiques et metatranscriptomiques ont révélé qu’il existe une grande variabilité entre les communautés présentes et potentiellement actives au sein du manteau neigeux. Bien que des limitations conceptuelles et techniques persistent, les méthodes de séquençages haut-débit basées sur les molécules d’ARN sont des outils prometteurs pour décrire les réponses à court terme des communautés microbiennes du manteau neigeux aux variations des conditions environnementales. Finalement, une approche mécanistique préliminaire basée sur la mise en place de microcosmes de neige artificielle et des microorganismes modèles a été développée afin de déterminer les processus de colonisation au sein du manteau neigeux. Alors que de nombreuses questions demeurent concernant l’activité microbienne et les interactions complexes de communautés, les études menées durant cette thèse ont permis de soutenir l’hypothèse que la neige est un écosystème fonctionnelThe Arctic seasonal snowpack can extend at times over a third of the Earth’s land surface. This chemically dynamic environment interacts with different environmental compartments such as the atmosphere, soil and meltwater, and thus, strongly influences the entire biosphere. During the last decades, snow has been recognized as a microbial reservoir. The ecology of snow microorganisms however remains poorly understood. The main goal of this thesis was to investigate the snow as a functional ecosystem; i.e. a community of living organisms in conjunction with the non--‐living component of their environment and interacting as a system. In order to do so, microbial community taxonomic and functional composition of snow samples from two arctic snowpack models: seasonal snow from terrestrial fresh water snowpack (Ny--‐Alesund, Svalbard) and sea ice snow cover (Nuuk, Greenland) was analyzed using high throughput sequencing technologies. The first objective addressed microbial community heterogeneity in relation with fluctuating environmental conditions. Snow microbial community composition was highly variable during spring season and depth. The relationship between microbial functions and environmental conditions supports the hypothesis that the snow microbial community interacts with the abiotic variability characteristic of their habitat. The second objective addressed snow community specificity; if the snowpack is a functional ecosystem, then the microbial communities inhabiting it should have specific features related to their adaptation to the conditions of this environment, despite variability. The comparison of functional distribution between snow and both remote (polar and non polar) and closely interacting environments provided evidence of snowpack microbial community specificity. The third objective focused on environmental selection, given that the existence of a specific snow microbial community implies that one or more selective processes occur in the snowpack. Comparing the distribution of microbial community structure and function as related to the source of the microorganisms in a sea ice snow cover revealed that snow microbial communities were largely influenced by, yet differed from their seeding sources in response to specific environmental conditions. Mechanistic approaches with model microorganisms in snow microcosms were developed during this thesis and, based on preliminary results, will help to determine colonization processes within snowpack. Finally, preliminary results in the first section of Chapter 4 also showed that a high variability exists between the microorganisms present within the snowpack, and those that are active. Although technical and conceptual issues remain, RNA based high throughput sequencing was evaluated as an encouraging tool to evaluate short--‐term responses of microbial communities to environmental fluctuations. While numerous questions remain about microbial activity and complex community interactions, the results from this thesis support the hypothesis that snow is a functional ecosystem
26
Mariage, Vincent. "Développement et mise en oeuvre de LiDAR embarqués sur bouées dérivantes pour l'étude des propriétés des aérosols et des nuages en Arctique et des forçages radiatifs induits." Thesis, Paris 6, 2015. http://www.theses.fr/2015PA066580/document.
Full textAbstract:
Afin de mieux comprendre les processus et les interactions entre l'atmosphère, la glace de mer et l'océan en arctique, un financement EQUIPEX a permis de développer et déployer le projet IAOOS (Ice-Atmosphere-Ocean-Observing-System) de réseau de bouées multi-instrumentées. Pour la partie atmosphère un LiDAR rétrodiffusion innovant a été développé pour répondre aux contraintes du projet et de l'environnement arctique. Un modèle analytique du rapport signal sur bruit en air clair a permis de préciser les paramètres clés de la conception. Des simulations numériques ont ensuite permis d'affiner les performances du système. Un prototype évolutif a été réalisé dans le planning serré de cet EQUIPEX, avant la mise en œuvre d'une première bouée complète au Pôle Nord en avril 2014, qui a fonctionné jusqu'en décembre 2014. Un second déploiement de deux bouées a ensuite été réalisé à l'occasion de la campagne N-ICE de janvier à juin 2015, dont l'une était équipée d'une version polarisée du LiDAR. Les deux campagnes ont permis d'obtenir des premières statistiques de la distribution des aérosols et des nuages en arctique central avec un système LiDAR autonome. Les premiers résultats montrent la présence de couches d'aérosols assez fréquentes au printemps dans la moyenne troposphère et des nuages bas très fréquents. Les mesures LiDAR ont été utilisées pour effectuer une estimation des flux infrarouge et visible descendants. Les résultats des deux premiers déploiements et les comparaisons avec des analyses et des sorties du modèle WRF fournissent des premiers éléments sur l'apport que pourra présenter ce réseau de bouées multi-instrumentées en région centrale arctiqueTo improve our knowledge of the processes and interactions which occur in Arctic between atmosphere, sea ice and ocean, an EQUIPEX funding was granted to the IAOOS project. This improvement will be reached by deploying a network of multi-instrumented buoys. For the atmospheric analyses an innovative backscattering LiDAR meeting with constraints of the project and arctic environment has been developed. An analytical model of signal to noise ratio in clear sky led to the instrumental key parameters, and numerical simulations helped in improving the system performances. An evolutive prototype has been realized within the tight planning of this EQUIPEX. The first whole equiped buoy was deployed close to the north pole in April 2014 and worked until the beginning of December 2014. A second deployment of two buoys, including a polarized version, was then realized within the N-ICE campaign from January to June 2015. These first campaigns gave first statistics of aerosols and clouds distribution in the central arctic region with an autonomous LiDAR. First results show frequent aerosols layers in mid-troposphere during spring, as well as a high occurence of very low clouds. LiDAR measurements were also used to estimate downwelling longwave and shortwave at surface. Results obtained from these first deployments and comparisons with analysis and outputs from the WRF model show a first overview of what can be expected from this network of multi-instrumented buoys in the central arctic region
27
Symonides, Michał. "L'Arctique comme enjeu de coopération internationale." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAH023/document.
Full textAbstract:
L’intérêt pour l’Arctique s’est développé à travers l’environnement et les changements climatiques, avec avant tout la question du réchauffement climatique, qui bouleversent grandement cette région. Ces évolutions amènent aussi bien de nombreuses menaces que des opportunités importantes, qui demandent toutes une coopération approfondie pour y répondre. La protection de l’environnement, l’accès et la gestion des ressources (naturelles, énergétiques, halieutiques, etc.), l’utilisation des routes maritimes, la délimitation des limites maritimes et limites extérieures du plateau continental, le respect des droits de l’homme et des droits des peuples autochtones, l’aspect stratégique et militaire sont des exemples des nombreux enjeux qui existent en Arctique. La coopération arctique, qui se structure de manière plus prononcée depuis la fin de la Guerre froide, se trouve devant des défis importants qui demandent son approfondissement. Tous ces enjeux dépassent la seule coopération entre les Etats arctiques, d’autant plus que les conséquences et les intérêts présents sont mondiaux. A la multitude de domaines de coopération s’ajoute donc une congruence d’acteurs, arctiques et non-arctiques avec, de manière classique, les organisations internationales, les organisations non-gouvernementales et les multinationales, mais également les régions, les organisations interparlementaires, les peuples autochtones ou encore les associations scientifiques. La complexité de la situation se traduit au niveau de la coopération, qui fait face aux tensions aussi bien entre les acteurs arctiques qu’entre les acteurs arctiques et non-arctiques. Deux processus contradictoires semblent donc structurer la coopération avec d’une part une régionalisation et d’autre part une internationalisation. La coopération entre les acteurs arctiques se bâtit ainsi autour de nombreuses institutions internationales dont la structure et le rôle sont voués à évoluer, avec comme institution centrale le Conseil de l’Arctique, tout en se fondant sur des coopérations internationales globales, avec comme instrument essentiel la Convention sur le droit de la mer de 1982. La coopération arctique semble constituer un modèle intéressant reposant sur une flexibilité qui doit permettre une adaptation, d’autant plus importante dans une région exposée à des évolutions rapides. Elle utilise une structure unique mettant en avant une action multiniveaux et multi-acteurs en gardant un équilibre entre hard law et soft law. Si la coopération arctique structure une véritable région arctique avec une importance grandissante sur l’arène internationale, les liens entre le monde et cette région restent incertains. L’ouverture aux acteurs extra-arctiques est nécessaire, mais fait face à la réticence de certains acteurs arctiques. L’Arctique se pose comme un nouvel objet des relations internationales et peut même en devenir un acteur, mais doit répondre aux dangers qui peuvent exister pour la coopération dans cette région, dangers qui semblent avant tout venir de causes exogènes. La coopération arctique nécessite donc une analyse approfondie des enjeux qu’elle présente ainsi que des contradictions et paradoxes qui semblent y exister. Cette thèse vise ainsi à étudier la coopération arctique en mettant en exergue ses mécanismes et spécificités tout en analysant les relations qu’elle peut entretenir avec les acteurs extra-arctiques et la manière dont elle s’intègre dans les relations internationalesThe interest in the Arctic has grown through the environmental issues and climate change that deeply altered the region, especially with the impact of the global warming. These changes bring many threats but also important opportunities, and require a deeper cooperation to respond to them. The protection of the environment, the management of Arctic resources (natural, fishery, etc.), the use of sea routes, the delimitation of maritime boundaries, the respect of human rights and of indigenous peoples rights, the strategic and military aspects are all examples of the issues that coexist in the Arctic. They highlight the challenges that the cooperation in the Arctic is facing. None of these issues could solely be managed by the cooperation between the Arctic States, as their consequences and the interests at stake are global. In addition to the multitude of areas of cooperation, there is a congruence of actors: Arctic and extra-Arctic ones such as international organizations, non-governmental organizations, multinational corporations, but also regions, inter-parliamentary organizations, indigenous peoples or scientific associations. The complexity of the situation is perceptible in the way the Arctic cooperation is established. Tensions exist both among the Arctic actors and between Arctic and extra-Arctic actors. Two contradictory processes seem to structure the cooperation with the regionalization on the one hand, and the internationalization on the other hand. Thus, cooperation between Arctic stakeholders is built around many international institutions, which structures and roles will certainly evolve. The central structure of the Arctic cooperation is the Arctic Council – a regional institution. At the same time, the cooperation in the Arctic region is based on global international cooperations, with essential instruments as the Convention on the law of the sea of 1982. Arctic cooperation seems to be an interesting model based on flexibility that should enable adaptation, which is especially important in a region so deeply exposed to fast changes. It is based on a unique structure emphasizing multi-level and multi-stakeholder actions, keeping a balance between hard and soft law. If the Arctic cooperation builds a real Arctic region with a growing importance in the international arena, the ties between the world and the region remains uncertain. The inclusion of extra-Arctic actors is necessary but it is facing resistance from a part of the Arctic actors. Arctic arises as a new object of international relations and may even become a new actor, but it must respond to the dangers that may exist for cooperation in this region, dangers that seem to come especially from exogenous causes. Therefore, Arctic cooperation requires a thorough analysis of the issues it is faced with as well as its contradictions and paradoxes. This thesis aims to study the Arctic cooperation highlighting its mechanisms and particularities as well as to analyze relationships that it can develop with extra-Arctic actors and how it incorporates into international relations
28
Barrere, Mathieu. "Evolution couplée de la neige, du pergélisol et de la végétation arctique et subarctique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAU008/document.
Full textAbstract:
Le pergélisol est une composante majeure du système climatique terrestre. Avec le réchauffement du climat, la dégel du pergélisol profite à l'activité biochimique qui décompose davantage de matière organique dans les sols arctiques et la rejette dans l'atmosphère sous forme de gaz à effet de serre (CO2, CH4). Ce phénomène pourrait constituer une rétroaction climatique positive majeure. Prédire ces effets nécessite d'étudier l'évolution du régime thermique du pergélisol ainsi que des facteurs qui l'influencent. Le manteau neigeux, de par son pouvoir isolant, contrôle les échanges de chaleur entre le sol et l'atmosphère une grande partie de l'année. Le flux de chaleur à travers la neige dépend de la hauteur du manteau neigeux et de la conductivité thermique des couches de neige qui le constituent. Ces deux variables sont elles-même très dépendantes des conditions climatiques et de la présence de végétation. Nous réalisons ici le suivi des propriétés de la neige et du sol d'un site haut arctique de toundra herbacée (Île Bylot, 73N), et d'un site bas arctique à la frontière de la toundra arbustive et forestière (Umiujaq, 56N). Nous utilisons les données issues de stations de mesure automatiques complétées par des mesures manuelles. Une attention particulière est portée sur la conductivité thermique de la neige, car peu de données sont disponibles pour les régions arctiques. Le modèle numérique couplé ISBA-Crocus est ensuite utilisé pour simuler les propriétés de la neige et du sol des deux sites étudiés. Les résultats sont comparés aux mesures de terrain afin d'évaluer la capacité du modèle à simuler le régime thermique des sols arctiques.Nous avons pu caractériser les interactions atmosphère-neige-végétation qui façonnent la structure des manteaux neigeux arctiques. Le vent et la redistribution de neige qu'il induit sont des paramètres fondamentaux qui déterminent la hauteur et la conductivité thermique de la neige. Un couvert végétal haut et dense (arbustes, arbres) piège la neige soufflée et l'abrite du tassement éolien. De plus, la structure ligneuse des massifs arbustifs soutient la masse de neige et empêche son tassement. Cet abri procure à la neige une capacité d'isolation élevée qui retarde le gel du sol dès les premières accumulations. Le refroidissement atmosphérique se poursuivant, le manteau neigeux peu épais est soumis à un gradient thermique élevé qui provoque d'importants transferts de vapeur d'eau depuis le sol et les couches de neige basales, vers les couches supérieures et l'atmosphère. La croissance de givre de profondeur qui s'opère, favorisée à la fois par le gradient thermique élevé et la faible densité de la neige, aboutit à la formation de couches très isolantes en contact avec la surface du sol. Tant que le sol demeure relativement chaud, la croissance de givre de profondeur perdure. Finalement, des épisodes de fonte peuvent avoir lieu en automne durant la mise en place du manteau neigeux dans les régions arctiques. Le regel de la neige peut rapidement annuler ou même temporairement inverser l'effet isolant des interactions neige-végétation. Une surface de neige gelée ne subit pas l'effet du vent et empêche sa redistribution. La formation de croûtes de regel à forte conductivité thermique accélère le refroidissement du sol. Le manteau neigeux affecté par la fonte au début de l'hiver a donc une capacité d'isolation diminuée qui pourrait entraver le réchauffement des sols arctiques. Nos résultats de simulation montrent que ces différents effets ne sont pas correctement représentés dans les modèles de neige. Les erreurs dans les conductivités thermiques de la neige simulées sont particulièrement problématiques puisqu'elles interviennent lors de la période de gel du sol. Étant donné l'étendue des régions affectées par le pergélisol, ces erreurs sur la modélisation de la neige arctique pourraient significativement affecter les simulations climatiques et les projections de la hausse des températures globalesPermafrost is a major component of the Earth climatic system. Global warming provokes the degradation of permafrost which favors biogeochemical activity in Arctic soils. The decomposition of organic matter increases and results in the release of high amounts of greenhouse gases (CO2 and CH4) to the atmosphere. By amplifying the greenhouse effect induced by human activities, this phenomenon may constitute one of the strongest positive feedbacks on global warming. Predicting these effects requires to study the evolution of the permafrost thermal regime and the factors governing it. The snowpack, because of its insulating effect, modulates the heat fluxes between permafrost and atmosphere most of the year. The snow insulating capacity depends on snow height and thermal conductivity. These two variables are highly dependent on climatic conditions and on the presence of vegetation. Here we monitor the snow and soil physical properties at a high Arctic site typical of herbaceous tundra (Bylot Island, 73°N), and at a low Arctic site situated at the limit between shrub and forest tundra (Umiujaq, 56°N). We use data from automatic measurement stations and manual measurements. A special attention is given to the snow thermal conductivity because very few data are available for Arctic regions. Results are interpreted in relation to vegetation type and atmospheric conditions. The numerical coupled model ISBA-Crocus is then used to simulate snow and soil properties at our sites. Results are compared to field data in order to evaluate the model capacity to accurately simulate the permafrost thermal regime.We managed to describe atmosphere-snow-vegetation interactions that shape the structure of Arctic snowpacks. Wind and the snow redistribution it induces are fundamental parameters governing snow height and thermal conductivity. A high vegetation cover (i.e. shrubs and forest) traps blowing snow and shields it from wind compaction. Vegetation growth thus favors the formation of an insulating snowpack which slows down or even prevents soil freezing. Furthermore, the shrubs woody structure supports the snow mass and prevents the resulting compaction of bottom snow layers. Thus sheltered, snow in shrubs develops a high insulating capacity which delays soil freezing. Continued atmospheric cooling increases the thermal gradient in the snow, maintaining large water vapor transfers from the soil and the snow basal layers to upper layers and atmosphere. The growth of depth hoar, enhanced by the large thermal gradient and the low snow density, results in the formation of highly insulating snow layers thus constituting a positive feedback loop between soil temperature and snow insulation. As long as the soil stays relatively warm, depth hoar growth persists. Finally, if warm spells occur in autumn, they can trigger the partial melting of the early snowpack which can cancel or temporarily reverse the insulating effect of snow-vegetation interactions. A frozen snow surface prevents snow drifting and its redistribution. The presence of highly conductive refrozen layers facilitates soil cooling and reduces the thermal gradient. An early snowpack affected by melting is thus less insulative which could hamper Arctic soil warming. Simulation results show that these different effects are not correctly represented in snow models. Errors in the estimated snow thermal conductivities are particularly problematic as they highly affect the simulation of soil freezing. Given the area of permafrost-affected regions, these errors on Arctic snow modelling could significantly impact climate simulations and the global warming projections
29
Quennehen, Boris. "Etude des aérosols transportés en Arctique à partir des mesures aéroportées (ATR-42) du LaMP durant le projet POLARCART." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2011. http://www.theses.fr/2011CLF22198/document.
Full textAbstract:
Ces travaux, effectués dans le cadre de la 4e année polaire internationale et à partir des mesures in-situ obtenues durant le projet POLARCAT-France, ont pour objectifs de fournir, dans un premier temps, une climatologie des panaches de pollution transportés depuis les continents sources (Amérique du Nord, Europe et Asie) vers l’Arctique. La climatologie contient des informations sur les propriétés physique, chimique et optique des particules d’aérosols, l’origine des panaches ayant été déterminée à l’aide du modèle lagrangien de rétro-trajectoire FLEXPART. Dans un second temps, les processus qui influent sur les propriétés des particules de pollution durant leur transport vers l’Arctique ont été étudiés. Si au cours de la campagne d’été au Groenland, il a été montré que la totalité des panaches rencontrés ont subit un processus de dépôt humide durant leur transport vers l’Arctique, la campagne de printemps au nord de la Suède a permis de mettre en avant l’évolution d’un même panache échantillonné lors de 3 vols consécutifs ainsi que des propriétés de mélange entre les contributions anthropiques et naturelles de deux panaches asiatiquesThe aims of this thesis were, in a first step, to build a climatology of pollution plumes transported from source continents to the Arctic as measured during the POLARCAT-France campaigns performed in spring and summer 2008, in the frame of the 4th International Polar Year. The climatology is including informations on aerosol particle physical, chemical and optical properties and is organized as a function of pollution plume origins (determined with the Lagrangian transport model FLEXPART). In a second step, aerosol processes which influenced aerosol properties during transport to the Arctic were studied. During the summer campaign, the whole plumes encounter experienced wet scavenging processes on their pathway to Groenland. In spring, a plume was sampled during three consecutive days and thus, its ageing was characterised. Finally, two Asian plumes allowed us to highlight the external mixing between anthropogenic and biomass burning contributions transported to northern scandinavia
30
Le, Gouche Chloé. "Sédimentation de la matière organique dans les bassins profonds : cas du Bassin Arctique à l'Eocène." Thesis, Rennes 1, 2017. http://www.theses.fr/2017REN1S025/document.
Full textAbstract:
La matière organique continentale déposée dans les bassins profonds est peu décrite et représente un intérêt certain pour l'industrie pétrolière. Comprendre les processus sédimentaires qui permettent le dépôt et la préservation de cette matière organique d'origine terrestre dans les bassins profonds est alors fondamental. Durant le Paléogène, période de transition climatique greenhouse à icehouse, le Delta de Mackenzie, situé dans le Bassin Arctique, reçoit de la matière organique continentale du continent et en préserve une partie. Quel est le contexte stratigraphique et climatique qui a rendu possible l'export de la matière organique continentale. Dans un premier temps, l'étude sédimentaire du bassin a montré un delta mixte dominé par des processus fluviatiles, avec une influence moindre des processus de tempêtes et de marées. Ce modèle de faciès associé à l'étude des diagraphies des puits disponibles dans la zone a permis de proposer un modèle d'électrofaciès des puits du bassin et de caractériser les séquences sédimentaires du delta évoluer au cours du temps et mettre en évidence sa migration au début du Paléogène en réponse à la mise en place de la chaîne des Brooks et des Rocheuses. Malgré des contraintes biostratigraphiques contradictoires qu'il a fallu réévaluer et des données sismiques de mauvaise qualité et fortement impactés par la déformation contemporaine de la chaîne de Brooks, il a été possible de proposer le long de deux transects terre-mer un découpage stratigraphique et sédimentologique des séries paléogènes du Delta de Mackenzie. L'étude sédimentaire du bassin a montré la présence d'influence de processus de marée en zone interne du Bassin Arctique. La présence conjointe de pollens d'Avicennia et de Nypa a montré l'existence d'une mangrove bien installée en domaine Arctique durant le Paléogène avec des températures associées d'au moins 18-20 °C. Les dépôts de matière organique sont dans la quasi-totalité d'origine continentale du Delta de Mackenzie. Cette matière organique est de deux types : 1) des dépôts de charbon déposés durant la période où la mangrove se développe et 2) des dépôts formés d'association de débris végétaux et de matière organique amorphe et déposés en condition réductrice sous l'interface eau-sédiment. Ces dépôts de matière organique sont les plus importants à la fin des séquences progradantes dans les faciès de plaine deltaïque. Il a été montré une corrélation positive entre l'augmentation des TOC et l'augmentation des apports détritiques dans le delta, ainsi qu'entre les dépôts de charbon et illite. En revanche, aucune corrélation entre le second type (débris végétaux + MO amoprhe) de matière organique et le cortège argileux n'a pu être mise en évidence. A partir de la comparaison des dépôts de matière organique dans le Delta de Mackenzie et sur la Ride de Lomonosov, le taux de sédimentation et l'anoxie semblent être des paramètres clefs dans les conditions de sédimentation et surtout de préservation de la matière organique selon l'oxygénation du milieu. De plus, la Ride de Lomonosov semble semble avoir présenté un retard dans sa subsidence ce qui lui a permis de rester en position semi-émergée durant le PaléogèneThe continental organic matter deposited in the deep basins is little described and represents a definite interest for the petroleum industry. Understanding the sedimentary processes that allow the deposit and preservation of this organic material of terrestrial origin in the deep basins is fundamental. During the Palaeogene, a period of glacial transition to icehouse, the Mackenzie Delta, located in the Arctic Basin, receives and maintains continental organic matter from the continent. What is the stratigraphic and climatic context that made possible the export of continental organic matter? Initially, the sedimentary study of the basin showed a mixed mixture dominated by the fluviatile process, with less influence of the process of storms and tides. This model of facies associated with the study of the logs of wells available in the zone made it possible to propose a model of electrical appliances of the wells of the basin and to characterize the sedimentary sequences of the delta to evolve over time and to demonstrate its migration to Beginning of the Paleogene in response to the establishment of the Brooks and Rocky Ranges. Despite the contradictory biostratigraphic constraints that had to be re-evaluated and poor quality seismic data and strongly impacted by the contemporary deformation of the Brooks chain, it is possible to propose a stratigraphic and sedimentological division along two land-sea transects. Paleogeographic series of the Mackenzie Delta. The sedimentary study of the basin showed the presence of influence of the tidal process in the internal zone of the Arctic Basin. The common presence of pollen from Avicenna and Nypa showed the existence of a mangrove well established in the Arctic domain during the Palaeogene with associated temperatures of at least 18-20 ° C. The deposits of organic matter are in the Almost all of continental origin of the Mackenzie Delta. This organic matter is of two types: (1) deposits of coal deposited during the period when the mangrove develops and (2) deposits formed by association of plant debris and amorphous organic matter and deposited under reducing conditions under the water interface -sediment. These deposits of organic matter are the most important at the end of the prograding sequences in the facies of the deltaic plain. A positive correlation was found between the increase in OCD and the increase in detrital inputs in the delta, as well as between deposits of coal and illite. On the other hand, no correlation between the second type (organic debris + MO amoprhe) of organic matter and the clayey cortege could not be demonstrated. From the comparison of organic matter deposits in the Mackenzie Delta and Lomonosov Ridge, the sedimentation rate and anteriority appear to be key parameters in sedimentation conditions and especially in the preservation of organic matter according to l Oxygenation of the medium. Moreover, Lomonosov's Ride presents itself as a guest in a home where it is permitted to remain in semi-emerged position during the Paleogene
31
Houmard, Claire. "Caractérisation chrono-culturelle et évolution du Paléoesquimau dans le Golfe de Foxe (Canada) : Étude typologique et technologique des industries en matières dures d’origine animale." Thesis, Paris 10, 2011. http://www.theses.fr/2011PA100074.
Full textAbstract:
L’archéologie de l’Arctique canadien, bien qu’ayant fait une large place à certaines catégories d’objets, telles les têtes de harpon, n’a encore que peu exploité la grande richesse informative des objets en matières dures d’origine animale. Une périodisation typologique a été réalisée sur l’ensemble de la période du Paléoesquimau (~ 4000-500 B.P.), classiquement subdivisée en Prédorsétien et Dorsétien au Canada. Les pratiques techniques et économiques des Paléoesquimaux ont été abordées à partir de l’étude de six sites localisés autour du Golfe de Foxe, région centrale pour l’archéologie arctique : région d’Igloolik (Parry Hill, Lyon Hill, Jens Munk, Freuchen et Kaersut) et nord du Nunavik (Tayara). Les données typologiques et technologiques obtenues permettent de confirmer l’existence d’un continuum culturel entre Prédorsétien et Dorsétien. L’évolution des industries en matières dures d’origine animale observée, notamment au moment du passage du Prédorsétien au Dorsétien, a été interprétée en termes de changements socio-culturels. Un fait marquant serait l’apparition des têtes de harpon à logette partiellement fermée, contemporaine d’une intensification de l’exploitation du morse, témoignant de chasses désormais collectives qui auraient incité les chasseurs à séjourner désormais ensemble dans des habitations plus grandes, occupées sur de plus longues périodesThe studied ivory, bone and antler artifacts from the Canadian Arctic, only correspond to harpoon heads that served to build the Palaeo-Eskimo chronology (~ 4000-500 B.P.). To ascertain the chronological subdivision between the Pre-Dorset and Dorset cultures a typological study associated with a technological approach was performed. Palaeo-Eskimo technological and economical practices have been derived from the study of six sites located around the Foxe Basin: Igloolik region (Parry Hill, Lyon Hill, Jens Munk, Freuchen and Kaersut sites) and northern Nunavik (Tayara site). The assumption of a Pre-Dorset/Dorset continuum could be confirmed. The observed evolution of osseous industries during Palaeo-Eskimo period (and more precisely the Pre-Dorset/Dorset transition) has been interpreted in terms of socio-cultural changes. The observed technological changes (i.e. harpoon head hafting) could be associated with new patterns of raw material exploitation (diversification in the selection of materials and anatomical elements, as well as functional categories). They testify to the important socio-cultural changes (collective rather than individual hunting) already observed in the settlement patterns (aggregation of the humans in larger houses for longer time periods)
32
Albert, Céline. "Exposure of Arctic seabirds to pollutants and the role played by individual migratory movements and non-breeding distribution." Thesis, La Rochelle, 2020. http://www.theses.fr/2020LAROS020.
Full textAbstract:
L’Arctique, bien que région éloignée de toutes activités anthropiques intensives, est contaminé par les polluants émis à de plus basses latitudes. En effet, les caractéristiques physico-chimiques de certains polluants leur permettent d’être transportés sur de longues distances, via les courants atmosphériques ou océaniques. Parmi eux se trouve notamment le mercure (Hg), élément trace non-essentiel naturellement émis dans l’environnement mais dont les émissions d’origine anthropiques ont fortement augmenté depuis le 19ème siècle. Ce neurotoxique engendre chez les espèces animales des troubles comportementaux, mais aussi des problèmes de reproduction et dans les cas extrêmes, la mort. Le milieu marin est particulièrement sensible à la contamination au Hg. En effet, une fois dans l’environnement marin, le Hg intègre la chaine alimentaire (sous sa forme toxique méthylée - MeHg), dans laquelle sa concentration augmente d’un niveau trophique à l’autre (processus de bioamplification) et/ou accumule au sein des organismes (processus de bioaccumulation). Ainsi, les prédateurs supérieurs longévifs tels que les oiseaux marins, en fin de chaine alimentaire, présentent les concentrations de Hg parmi les plus élevées. Ils sont largement et efficacement utilisés comme bio-indicateurs de la contamination au Hg de leur environnement. La majeure partie des connaissances actuelle sur la contamination au Hg des oiseaux marins Arctique concerne la saison de reproduction, durant laquelle les concentrations varient spatialement, avec notamment les concentrations les plus élevées trouvées en Arctique Canadien. Durant cette période, qui ne représente qu’une partie de l’année, les oiseaux se reproduisent à terre et sont donc plus facilement accessibles. Mais une fois la saison de reproduction terminée, la majorité des oiseaux marins migrent en haute mer, en dehors de l’Arctique. Une étude précédente a montré qu’une population de mergules nains (Alle alle) se reproduisant à l’Est du Groenland a des concentrations de Hg plus élevées en période de non-reproduction qu’en période de reproduction, avec des effets délétères sur la reproduction suivante. Au cours de ce travail de thèse, et grâce à une approche multi espèces et multi colonies, nous nous sommes intéressés au rôle de la migration des oiseaux marins sur leur contamination au Hg et ce à l’échelle de l’Arctique. Nos résultats montrent une saisonnalité dans la contamination au Hg, nous permettant d’étendre les résultats mis en avant pour les mergules nains à de nombreuses autres espèces d’oiseaux marins. Nous avons également trouvé que cette saisonnalité varie spatialement avec des variations saisonnières plus importantes pour les populations se reproduisant en Atlantique Ouest (Ouest du Groenland et Est du Canada). Ces résultats nous ont amenés à faire l’hypothèse que cette variation était une conséquence de la migration des oiseaux marins et de la distribution de leur zone d’hivernage. Pour tester cette hypothèse, nous avons utilisé les oiseaux comme bio-indicateurs de leur environnement. Pour cela, nous avons combiné des analyses de Hg avec du biologging afin de retracer l’origine spatiale de la contamination hivernale au Hg. Nos résultats montrent une augmentation des concentrations de Hg suivant un gradient est-ouest nous permettant ainsi d’étendre les résultats des précédentes études concernant la période de reproduction à l’hiver et à l’ensemble des régions marines à l’échelle de l’Atlantique Nord - Arctique. Ainsi, les résultats du présent travail de thèse nous permettent de conclure qu’au-delà de leur migration, ce sont les zones de reproduction et d’hivernages des oiseaux marins arctiques qui conditionnent leur contamination au HgThe Arctic, even far from intensive human activities, is contaminated by pollutants emitted at Northern mid-latitudes. Because of their physico-chemical characteristics, pollutants are transported over large distances through atmospheric or oceanic currents. Among them is mercury (Hg), a naturally occurring and non-essential trace element whose emissions increased since the 19th century because of human activities. This neurotoxic negatively impacts animals’ health and induces behavioral changes, reproduction issues and in the most extreme case, death. The marine environment is particularly sensitive to Hg, which incorporates the food chain (under is toxic and methylated form – MeHg) in which its concentration increases from one trophic level to the other (e.g. biomagnification process) and accumulates within organisms (e.g. bioaccumulation process). Hence, long-lived top predators like seabirds, found at the end of the food chain usually show some of the highest contamination to Hg. They are commonly and efficiently used as bio-indicators of the health of their environment. Most of the current knowledge about Hg contamination in Arctic seabirds focused on the breeding period during which Hg was found to spatially vary, with usually higher Hg concentrations in the Canadian Arctic. During this period, which represents a part of the year only, seabirds aggregate in colonies for reproduction where they are more easily accessible. However, at the end of this period, seabirds migrate to overwinter mostly in open seas, outside of the Arctic. A previous study on a little auk (Alle alle) population breeding in East Greenland found that Hg concentrations were higher during the non-breeding period than during the breeding period, with carryover effects on the following reproduction. In the present doctoral work, based on a multi-species and multi-colony approach, we studied winter Hg exposure and the role of seabird migration in their contamination to Hg at large spatial scale. We found a seasonality in Hg concentrations allowing us to extend the results found in little auks to several species and at a larger spatial scale. We also found that this seasonality was spatially different with some of the highest variations for seabirds breeding in the West Atlantic (West Greenland and Canadian Arctic). We therefore proposed that such variations were due to seabird’s migration and the areas they overwintered at. To test such hypotheses, we used seabirds as bio-indicators of winter Hg contamination through the North-Atlantic Arctic. More specifically, we combined Hg measurements with geolocators devices to track the spatial origin of winter Hg contamination. We found an east-west increase in Hg concentrations allowing us to extend the results found during the breeding period to the winter period, through the entire North-Atlantic Arctic marine region. Results of the present doctoral work allow us to conclude that beyond migration, seabird distribution during the breeding and non-breeding periods drive their contamination to Hg
33
Jankowiak, Aleksy. "La détermination du statut juridique de l'océan Glacial arctique par le droit international public." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0170.
Full textAbstract:
L’océan Arctique est confronté aujourd’hui à des enjeux d’ordre souverain et environnemental. D’une part, ses États riverains revendiquent de vastes territoires maritimes. D’autre part, l’environnement de l’océan Arctique subit de multiples atteintes. La région est notamment affectée par de nombreux polluants. Puis, elle subit également de plein fouet les effets néfastes du réchauffement climatique. Le but de cette étude est de déterminer le statut juridique de l’océan Arctique au travers de ces différentes questions. Plus précisément, cette étude a pour objet l’identification, l’analyse et l’interprétation des régimes régionaux et internationaux applicables, et des problématiques de droit international s’y rapportant, afin d’appréhender le statut juridique de l’océan Arctique dans sa globalité et de déterminer sa capacité à faire face auxdits enjeux et à évoluer dans le cadre d’une coopération et d’une gouvernance interétatiques en constant développementThe Arctic Ocean is facing environmental and territorial challenges. On one hand, the coastal states are claiming vast marine territories. On the other hand, the Arctic Ocean environment suffers from many damages. In particular, the region is affected by a lot of pollutants. Then, the region also bears the brunt of the harmful effects of climate change. This study aims to determinate the legal status of the Arctic Ocean through these different issues. More precisely, this study aims to identify, to analyse and to interpret the regional and international legal regimes which apply to the Arctic Ocean, and their legal issues, in order to consider the legal status of the Arctic Ocean as a whole and to determinate its capacity to deal with environmental and territorial challenges, and to progress in the context of an intergovernmental governance and cooperation in constant development
34
Kinda, Gnouregma Bazile. "Acoustic remote sensing of Arctic sea ice from long term soundscape measurements." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENU032/document.
Full textAbstract:
La fonte rapide des glaces de l'Arctique dans le contexte actuel du réchauffement climatique est un sujet scientifique majeur de ces 30 dernières années. L'Arctique joue un rôle fondamental dans l'équilibre du climat et requiert une attention particulière. Les régions arctiques sont alors surveillées par des observations satellitaires et des mesures in-situ. L'impact climatique de la fonte totale de la glace arctique est encore spéculatif. Des recherches sont donc nécessaires pour le suivi à long terme de l'Océan Arctique, en particulier la dynamique spatio-temporelle de la couverture de glace et ses conséquences sur les écosystèmes. Notre travail s'inscrit dans ce contexte, et est porté sur le paysage sonore des régions polaires avant leur possible industrialisation qui accompagnera la fonte de la glace. Ainsi, nous avons d'abord examiné les conséquences de la disparition du couvert de glace sur les paysages sonores de ces régions. Nous avons alors étudié les variations saisonnières du bruit de fond et ses pilotes environnementaux. De ce fait, nous avons développé un algorithme d'estimation du bruit ambiant afin de pouvoir constituer des séries temporelles à partir des données acoustiques longue durée. Deuxièmement, nous avons étudié les transitoires générés par le comportement mécanique de la banquise en Arctique. Cette étude vise d'une part à comprendre le mécanisme de production de ces transitoires sous la glace, et d'autre part à évaluer leur potentiel comme moyen d'observation de la dynamique de la glace de merThe Arctic sea ice melting, in the global warming context, has become a major scientific topic during the last 30 years. The Arctic Ocean plays a fundamental role in the global climate balance and requires a particular attention. The Arctic Regions are then monitored by satellite observations and in-situ measurements. The climatic impact of the total melting of the Arctic sea ice is not yet understood and researches are still needed for long term monitoring of Arctic Ocean, particularly the dynamics of the ice cover and its consequences on the ecosystems. Our work focused on the natural soundscapes of these Polar Regions prior to their possible industrialization. So, we first examined the impact of climate warming alone on polar soundscapes by studying the seasonal variability of ambient noise and its environmental drivers. We then developed an ambient noise estimation algorithm for automatic extraction of this noise component from long term measurements. In second, we examined the acoustic transients generated by the mechanical behavior of the ice cover at its maximum extent. This aims to better understanding of the physical processes involved in under-ice noise production and their potential use for sea ice monitoring
35
Chevallier, Matthieu. "Prévisibilité saisonnière de la glace de mer de l'océan Arctique." Thesis, Paris Est, 2012. http://www.theses.fr/2012PEST1117/document.
Full textAbstract:
La glace de mer Arctique connaît actuellement de profondes mutations dans sa structure et sa variabilité. Le déclin récent de la couverture estivale de glace de mer Arctique, qui a atteint un nouveau record en septembre 2012, a relancé l'intérêt stratégique de cette région longtemps oubliée. La prévision de glace de mer à l'échelle saisonnière est ainsi un problème d'océanographie opérationnelle qui pourrait intéresser nombre d'acteurs économiques (pêche, énergie, recherche, tourisme). De plus, en tant que conditions aux limites pour l'atmosphère, la glace de mer peut induire une prévisibilité de l'atmosphère à l'échelle saisonnière, au même titre que les anomalies de température de surface de l'océan sous les tropiques. Nous présentons dans cette thèse la construction d'un système de prévisions saisonnières dédié à la glace de mer Arctique avec le modèle couplé CNRM-CM5.1, développé conjointement par le CNRM-GAME et le CERFACS. Nous passons en revue la stratégie d'initialisation, la réalisation et l'évaluation des hindcasts (ou rétro-prévisions). La communauté dispose d'observations de concentration de glace de mer, mais de très peu de données d'épaisseur à l'échelle du bassin. Afin d'initialiser la glace de mer et l'océan dynamiquement et thermodynamiquement, nous avons choisi d'utiliser la composante océan-glace de mer de CNRM-CM5.1, NEMO-GELATO. L'initialisation consiste à forcer NEMO-GELATO avec les champs météorologiques issus de la réanalyse ERA-Interim, sur la période 1990-2010. Des corrections appliquées aux forçages basées sur des observations satellitaires et in-situ nous permettent d'obtenir une bonne simulation de l'océan et de la glace de mer en terme d'état moyen et de variabilité interannuelle. L'épaisseur reste néanmoins sous-estimée. Quelques propriétés de prévisibilité intrinsèque de la glace de mer Arctique sont ensuite présentées. Une étude de prévisibilité potentielle diagnostique nous a permis de distinguer deux modes de prévisibilité de la glace de mer à l'aide du volume et de la structure sous-maille d'épaisseur. Un « mode de persistance » concerne la prévisibilité de la couverture d'hiver. La surface de glace de mars est potentiellement prévisible à 3 mois à l'avance par la seule persistance, et dans une moindre mesure à l'aide des surfaces couvertes par la glace relativement fine. Un « mode de mémoire » concerne la prévisibilité de la couverture estivale. La surface de glace de septembre est potentiellement prévisible jusqu'à 6 mois à l'avance à l'aide du volume et surtout de la surface couverte par la glace relativement épaisse. Ces résultats suggèrent donc qu'une bonne initialisation du volume et de la structure d'épaisseur en fin d'hiver permettrait une bonne prévisibilité des étendues de fin d'été. Les prévisions d'été et d'hiver présentent des scores particulièrement encourageants, que ce soit en anomalies brutes ou en anomalies par rapport à la tendance linéaire. Cela suggère une prévisibilité liée à l'état initial et non aux forçages externes imposés. L'analyse des prévisions d'été montre que le volume et les structures d'épaisseur de l'état initial expliquent l'essentiel des différentes prévisions, ce qui confirme l'existence du « mode de mémoire » malgré un fort biais radiatif. L'analyse des prévisions d'hiver suggère que l'étendue initiale explique une partie des différentes prévisions, un indice du « mode de persistance » des prévisions hivernales. Une analyse régionale des prévisions d'hiver permet de préciser le rôle de l'océan dans ces prévisions, et montre dans quelle mesure nos prévisions pourraient être utilisées de manière opérationnelle, notamment en mer de BarentsSea ice experiences some major changes in the early 21st century. The recent decline of the summer Arctic sea ice extent, reaching an all-time record low in September 2012, has woken renewed interest in this remote marine area. Sea ice seasonal forecasting is a challenge of operational oceanography that could benefit to several stakeholders : fishing, energy, research, tourism. Moreover, sea ice is a boundary condition of the atmosphere. As such, as tropical sea surface temperature, it may drive some atmosphere seasonal predictability. The goal of this PhD work was to set up a dedicated Arctic sea ice seasonal forecasting system, using CNRM-CM5.1 coupled climate model. We address the initialization strategy, the creation and the evaluation of the hindcasts (or re-forecasts). In contrast to sea ice concentration, very few thickness data are available over the whole Arctic ocean. In order to initialize sea ice and the ocean dynamically and thermodynamically, we used the ocean-sea ice component of CNRM-CM5.1, named NEMO-GELATO, in forced mode. The initialization run is a forced simulation driven by ERA-Interim forcing over the period 1990-2010. Corrections based on satellite data and in-situ measurements leads to skilful simulation of the ocean and sea ice mean state and interannual variability. Sea ice thickness seems overall underestimated, based on the most recent estimates. Some characteristics of sea ice inherent predictability are then addressed. A diagnostic potential predictability study allowed us to identify two regimes of predictability using sea ice volume and the ice thickness distribution. The first one is the 'persistence regime', for winter sea ice area. March sea ice area is potentially predictable up to 3 months in advance using simple persistence, and surface covered by thin ice to a lesser extent. The second one is the 'memory regime', for summer sea ice area. September sea ice area is potentially predictable up to 6 months in advance using volume and to a greater extent the area covered by relatively thick ice. These results suggest that a comprehensive winter volume and thickness initialization could improve the summer forecasts. Summer and winter seasonal hindcasts shows very encouraging skills, in terms of raw and detrended anomalies. These skills suggest a predicatibility from initial conditions besides predictability due to the trend. Summer forecasts analysis shows that the volume and the ice thickess distribution explains a high fraction of the variance of predicted sea ice extent, which confirms the existence of the 'memory regime'. Winter forecasts also suggest the 'persistence regime'. A regional investigation of the winter hindcast helps precising the role of the ocean in the forecasts, and shows to what extent our system predictions could be used operationally, especially in the Barents Sea
36
Vidal, Florian. "Les relations entre la Norvège et la Russie en Arctique : regard et analyse sur une dynamique régionale à l'ère de l'Anthropocène." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2018. http://www.theses.fr/2018USPCB082.
Full textAbstract:
Cette recherche doctorale ambitionne d'étudier et d'analyser les dynamiques fondamentales qui lient la Norvège et la Russie dans la région arctique. Sur le plan de la démarche scientifique, nous avons fait le choix de nous rapprocher du paradigme de l'Anthropocène. Aussi, cette recherche souhaite valoriser l'approche interdisciplinaire. La région de Barents est un cas pertinent en ce qui concerne les questions structurelles que notre civilisation thermo-industrielle a conduites tels que le changement climatique, la politique énergétique, la militarisation et l'épuisement des ressources. En outre, il met en évidence les intérêts croissants des puissances économiques pour la région polaire. En premier lieu, la Chine qui a établi des partenariats stratégiques dans la région, notamment avec la Norvège et la Russie. De plus, cette thèse étudie avec attention les questions fondamentales entre ces deux pays tels que la pêche, la sûreté nucléaire, les relations sur l'archipel du Svalbard ou encore la coopération transfrontalière. Elle présente et discute aussi la façon dont les deux pays ont géré et maintenu leur coopération régionale, à part des dynamiques géopolitiques mondiales. Cette dynamique bilatérale a commencé en 1993, après la Guerre froide, à travers la mise en place du Conseil euro-arctique de Barents (BEAC). Cette organisation intergouvernementale a façonné le développement régional dans le nord de l'Europe. Pendant 25 ans, les acteurs locaux de la région de Barents ont démontré leur capacité à atténuer et maintenir cette gouvernance originale. En effet, la crise ukrainienne de 2014 et l'annexion de la Crimée par la Fédération de Russie ont initié une rupture significative entre les pays occidentaux et la Russie. À la lumière de ce changement géopolitique, nous discutons de la résilience de ces relations bilatérales à mesure que le système international devient instable et perturbé. Enfin, notre objectif est d'élever une nouvelle approche méthodologique dans les relations internationales, car la dynamique du système Terre (ESD) et la dynamique des systèmes humains (HSD) semblent être sur une trajectoire de collision à travers le XXIe siècle. À cet égard, les relations entre la Norvège et la Russie, comme puissances énergétiques, ont une position très spécifique. D'une part, les deux sont d'importants fournisseurs d'énergie pour le reste du continent européen. D'autre part, à mesure que le système international subit une pression croissante provenant du système Terre, les deux pays tentent de mettre en place une stratégie durable et pertinente. Finalement, cette nouvelle trajectoire peut affecter et transformer leurs relationsThis dissertation aims to study and analyze key dynamics between Norway and Russia in the Arctic region. Under the Anthropocene paradigm, this research keeps an interdisciplinary approach. The Barents region is a relevant case regarding structural issues that our thermo-industrial civilization drove such as climate change, energy policy, militarization and resources depletion. Besides, it highlights increasing interests from world powers concerning the Polar region. In the first instance, China has established key partnerships in the region including Norway and Russia. Furthermore, this dissertation pays attention on core issues between these two countries such as fisheries, nuclear safety, relations over the Svalbard Archipelago or even the cross-border cooperation. It will introduce and discuss how both countries have managed their cooperation in a safety area far from global geopolitics dynamics. This bilateral dynamic started in 1993, after the Cold War, through the establishment of the Barents Euro-Arctic Council (BEAC). This intergovernmental organization shaped the regional development in the Northern part of Europe. For 25 years, local stakeholders in the Barents region demonstrated their abilities to mitigate and maintain this original governance. Indeed, the Ukrainian crisis in 2014 and the annexation of Crimea by the Russian Federation opened up a major rift between the Western countries and Russia. In the light of this geopolitical shift, we discuss the resiliency of this bilateral relations as the international system gets volatile and disturbed. Finally, our purpose is to rise new methodical approach in International Relations as Earth System Dynamics (ESD) and Human System Dynamics (HSD) appear to be on a collision course through the XXIst century. In that respect, the relations between Norway and Russia, as energy powerhouses, hold a very specific position. On the one hand, both are a strong energy supplier to the rest of the European continent. On the other hand, as the international system is under an increasing pressure following the Earth System disruption, both countries are trying to set up a sustainable and relevant strategy from that context which may lastly affect their relations
37
Racine, Calypso. "Écologie des foraminifères benthiques en domaine arctique dans un contexte de changements climatiques : cas des mers de Chukchi, Barents et Baffin." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0008/document.
Full textAbstract:
Les foraminifères benthiques sont largement utilisés en océanographie comme bio-indicateurs paléoclimatiques et paléoenvironnementaux du fait de leur présence dans tous les milieux marins, leur sensibilité aux changements environnementaux et leur grande capacité de fossilisation. Néanmoins, leur utilisation nécessite une connaissance approfondie de leur écologie et des paramètres contrôlant leur distribution. Si les connaissances sur l’écologie des foraminifères benthiques sont de plus en plus complètes, elles demeurent très sporadiques dans la zone arctique, système complexe caractérisé par des interactions multiples entre l'atmosphère, l'océan et la cryosphère, pourtant au coeur du changement climatique global. L'amplification polaire du changement climatique conduit les régions des hautes latitudes à se réchauffer près de deux fois plus vite que les régions tempérées. Dans ce contexte, cette thèse s'attache à mieux comprendre l'écologie des foraminifères benthiques vivants dans plusieurs régions arctiques et définir l'importance du contrôle des paramètres environnementaux sur les faunes tels que les propriétés des masses d'eau, la productivité primaire et le flux de matière organique ainsi que la dynamique de la glace de mer. Les foraminifères benthiques vivants ont été analysés dans les premiers centimètres de sédiment de 21 carottes d’interfaces prélevées dans trois régions arctiques durant les étés 2014 et 2015 : la mer de Barents, la baie de Baffin et la mer de Chukchi. Ces trois régions présentent des particularités en termes de couvert de banquise, de circulation des masses d’eau ou de dynamique de la production primaire. Nos résultats montrent que ces facteurs influencent la distribution des foraminifères benthiques. Le flux de matière organique qui résulte de la forte productivité primaire printanière aux abords des fronts polaires hydrographiques, des bordures de glace de mer (zones marginales de glace) et dans la polynie des eaux du nord (baie de Baffin) impacte la densité et la diversité des faunes et favorise le développement de certaines espèces. Nonionellina labradorica dans les eaux arctiques froides et Cassidulina neoteretis associée aux eaux atlantiques répondent aux apports de matière organique fraîche tandis que Melonis barleeanus s’accommode des milieux riches en matière organique plus dégradée. Dans les environnements oligotrophes plus profonds, Oridorsalis tenerus est une espèce ubiquiste. Cette espèce est associée à Cibicidoides wuellerstorfi sur la marge ouest de la mer de Barents et Ioanella tumidula dans le bassin plus profond au nord de la mer de Chukchi. Les propriétés physiques et chimiques des masses d’eau contraignent également la distribution faunistique. En baie de Baffin et sur le plateau de la mer de Chukchi, les eaux corrosives engendrent la dissolution des carbonates, favorisant la dominance des espèces agglutinées. Les études menées dans le cadre de cette thèse permettent de calibrer l'outil foraminifère benthique dans l'actuel et d'affiner leur utilisation en tant que proxy paléoclimatique et paléoenvironnemental en Arctique. Enfin, une étude préliminaire sur les foraminifères benthiques fossiles de trois carottes de la mer de Barents a permis de montrer les variations des conditions paléoenvironnementales au cours des deux derniers sièclesBenthic foraminifera are widely used in oceanography as paleoclimate and paleoenvironmental bio-indicators due to their presence in all marine environments, their sensitivity to environmental changes and their great capacity to fossilize. However, the use of benthic foraminifera as paleoenvironmental proxies requires a good knowledge of the ecological conditions and the parameters controlling species distribution. Although knowledges about the ecology of benthic foraminifera are improving, they remain sporadic in Arctic area, a complex ecosystem characterized by multiple interactions between the atmosphere, the ocean and the cryosphere and particularly sensitive to change and vulnerable to global warming. Temperatures in the Arctic have risen twice as fast as the global average over the past decades, a phenomenon that has been dubbed the “polar amplification of global warming”. In this context, this thesis aims at better understanding the ecology of living benthic foraminifera in Arctic regions and at defining the importance of environmental controls on fauna such as water mass properties, primary productivity, organic matter flux as well as sea-ice dynamics. Living benthic foraminifera were identified in the first centimetres of 21 surface sediment cores collected in three Arctic areas during summer in 2014 and 2015: Baffin Bay and the Barents and Chukchi Seas. These three regions present specific characteristics in terms of sea-ice cover, water mass circulation or primary productivity. Our results suggest that these factors influence the distribution of benthic foraminifera. The flux of organic matter resulting from primary productivity intensified during spring and summer periods near hydrographic polar fronts, sea-ice edges (marginal ice zones) and in the north water polynya (Baffin Bay) increases the fauna’s densities and diversity and favours the development of specific species. Nonionellina labradorica in cold Arctic waters and Cassidulina neoteretis associated with Atlantic waters respond to fresh supply of organic matter while Melonis barleeanus is found in environment rich in degraded organic matter. In deeper oligotrophic environments, Oridorsalis tenerus is a ubiquitous species associated with Cibicidoides wuellerstorfi on the west continental margin of Barents Sea and Ioanella tumidula in the deeper basin in the north of the Chukchi Sea. Physical and chemical water mass properties also affect the distribution of living benthic foraminifera. In the Baffin Bay and the continental shelf of the Chukchi Sea, corrosive waters lead to carbonate dissolution, favouring the dominance of agglutinated species. This thesis hence contributes to calibrate the benthic foraminifera to their environment and to improve their application as paleoclimate and paleoenvironmental proxies in the Arctic. Finally, a preliminary study about fossil benthic foraminifera in three cores of Barents Sea allowed to show variations of environmental conditions during the last two centuries
38
Nicolle, Marie. "Variabilités hydro-climatiques multi-décennales à pluri-séculaires en Arctique-subarctique depuis 2000 ans." Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMR129/document.
Full textAbstract:
L’augmentation globale des températures au cours de la période 1850-2012 n’est pas uniforme à l’échelle du globe et l’Arctique se réchauffe deux fois plus que la moyenne. Cependant, la couverture temporelle trop courte des données instrumentales rend difficile la distinction entre la variabilité climatique naturelle et celle liée au forçage anthropique. L’étude de la variabilité climatique « exempte » de l’influence humaine est alors réalisée à partir de données proxies indirectes provenant d’archives paléoclimatiques continentales et marines. Dans la région Arctique-subarctique, les enregistrements disponibles à haute résolution sur les derniers 2000 ans ont été centralisé dans la base de données PAGES Arctic 2k. Les objectifs de ces travaux sont l’amélioration de la caractérisation et de l’interprétation de la variabilité climatique sur les derniers 2000 ans, en allant plus loin que la tendance millénaire et les périodes climatiques majeures mais aussi en s'intéressant au rôle et l’expression spatiale de la variabilité interne du système climatique. Cette thèse s'appuie sur la base de données PAGES Arctic 2k permettant l'étude des variations de températures dans la région Arctique-subarctique mais aussi d'une nouvelle base de données permettant de reconstruire les variations hydroclimatiques (précipitations et humidité) dans la région et créée lors de cette étude. L'utilisation de méthodes d'analyse du signal climatique sur des enregistrements régionaux calculés à partir de ces deux bases de données a permis de mettre en évidence une variabilité climatique dans la région Arctique-subarctique s’exprimant depuis les échelles multi-décennales à millénaire. En particulier, les variabilités multi-décennales sont en lien avec la variabilité interne du système climatique. Les variations hydroclimatiques et de températures s'exprimant aux échelles multi-décennales dans la région sont en effet caractérisées par des fréquences spécifiques aux oscillations climatiques régionales (oscillation Atlantique Nord et oscillation Pacifique décennale), en particulier sur les derniers 200 ans. Les travaux réalisés sur la base de données de températures et la réflexion autour de la création et l’exploitation de la base de données hydroclimatiques ont également conduit à la définition d’une méthodologie de travail avec une base de données paléoclimatiques, depuis sa construction jusque la définition de ses limites, notamment en termes de représentativité spatiale des séries contenues dans la base de données et de l'assimilation de données avec des saisonnalités différentesThe temperature increase during the 1850-2012 period is not uniform globally and the Arctic is warming twice as much as the average. However, the short time coverage of instrumental data makes it difficult to distinguish natural climate variability and anthropogenic forcing. The study of climatic variability "free" of human influence requires the use of proxies data measured in continental and marine palaeoclimatic archives. In the Arctic-subarctic region, high resolution records have been centralized in the Arctic 2k PAGES database. The objectives of this work are to improve the characterization and interpretation of climatic variability over the last 2000 years, going beyond the millennial trend and the major climatic periods, but also by focusing on the role and spatial expression of the internal variability of the climate system. This thesis is based on the Arctic 2k PAGES database, which allows the study of temperature variations in the Arctic-subarctic region, as well as a new database to reconstruct hydroclimatic variations (precipitation and humidity) in the region and created during this study. The use of climate signal analysis methods on regional records calculated from these two databases has highlighted climate variability in the Arctic-subarctic region from the multi-decadal to millennial scales.In particular, multi-decadal variability is related to the internal variability of the climate system. The hydroclimatic and temperature variations expressed at multi-decadal scales in the region are characterized by frequencies specific to regional climate oscillations (North Atlantic oscillation and decadal Pacific oscillation), particularly over the last 200 years. The work done on the temperature database and the reflection on the creation and exploitation of the hydroclimatic database have also led to the definition of a working methodology with a palaeoclimatic database, from its construction to the definition of its limits, in particular in terms of the spatial representability of the series contained in the database and the assimilation of data with different seasonings
39
Dufour, Ambroise. "Transport de vapeur d’eau vers les hautes latitudes : mécanismes et variabilité d’après réanalyses et radiosondages." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAU042/document.
Full textAbstract:
La vapeur d’eau convergeant vers les régions polaires se condense en nuages quiretiennent la chaleur terrestre. Ces nuages donnent lieu à des précipitations, qui adoucissent les océans polaires et épaississent les calottes de glace. Sans changement des vents, le transport de vapeur d’eau est appelé à augmenter dans un climat plus chaud et donc les chutes de neige sur les calottes aussi. Le surplus d’humidité risque cependant de rétroagir sur le réchauffement de surface.Afin de contraindre les projections futures, cette thèse se propose d’évaluer la variabilité actuelle du cycle de l’eau dans les hautes latitudes. Elle s’appuie sur sept réanalyses globales et des observations par radiosondages allant de 1979 à 2013. Leurs biais intrinsèques et les approximations de calcul n’entament pas les conclusions principales de cette étude.En Arctique, mise à part une légère surestimation, le transport d’humidité dans les réanalyses est remarquablement proche des observations, aussi bien dans le temps que dans l’espace. Dans toutes les réanalyses, les vents dominants n’advectent qu’une fraction de la vapeur d’eau, de 6 à 11%, au profit des perturbations. D’après la plupart des sources, évaporation, précipitation et humidité atmosphérique augmentent en accord avec l’élévation des températures. Toutefois, les flux de vapeur d’eau ne suivent pas la loi de Clausius-Clapeyron car humidité et vents sont moins corrélés, notamment près de la surface.En Antarctique, le manque d’observations se fait sentir : la convergence de vapeur d’eau sur la calotte varie de 117 à 156 mm par an selon les réanalyses. Le transport côtier, très variable dans l’espace, résulte de l’alternance entre vents catabatiques et passage de perturbations. Sur la côte, les radiosondages signalent une augmentation significative des flux d’humidité vers le Sud. À l’échelle du continent en revanche, les réanalyses ne font étatde quasiment aucune tendance.Enfin, le rôle des phénomènes météorologiques d’échelle courte est évalué de nouveau, selon plusieurs méthodes. En particulier, les cyclones extratropicaux laissent dans les flux de vapeur d’eau une empreinte caractéristique qui peut être détectée et quantifiéeThe water vapour converging to the polar regions condenses into heat-trappingclouds and eventually precipitates, freshening the polar oceans and thickening the ice-sheets. Modulo circulation changes, the moisture transport is expected to increase in a warmer climate. While the extra precipitation could dampen the ice sheets’ contribution to sea level rise, the surplus of moisture could also feed back on the surface warming. However, the present variability of the polar moisture budgets must be known precisely before they can be projected with confidence into the future.This study examines the atmospheric water cycle of both the Arctic and the Antarctic in seven global reanalyses and in radiosonde observations covering the 1979-2013 period. The impacts of known model and assimilation flaws and of the various numerical approximations were evaluated and proven to be limited, at least for the moisture flux variable and the more recent reanalyses.In the Arctic, aside from a slight overestimation, the northward fluxes in reanalyses exhibit a remarkable agreement with the radiosoundings in terms of spatial and temporal patterns. In all reanalyses, transient eddies provide the bulk of the mid-latitude moisture imports – 89-94% at 70◦ N. In most datasets, evaporation, precipitation and precipitable water increase in line with what is expected from a warming signal. However fluxes do not scale with the Clausius-Clapeyron relation because the increasing humidity is not correlatedwith the meridional wind, particularly near the surface.The representations of the Antarctic atmospheric water cycle in reanalyses suffer from the scarcity of observations : the moisture convergence estimations vary from 117 to 156 mm per year. On the coast, the mean moisture flux results from the interplay between transient eddies and katabatic winds, which are particularly sensitive to the orography. The coastalradiosonde sites report significant increases of the southward moisture fluxes but otherwise there are practically no trends in reanalyses on a continental scale.Finally, the share of transient eddies in moisture advection is qualified using alternate methods. In particular, extratropical cyclones leave a characteristic imprint on the transport field, which can be detected and quantified
40
Guyot, Gwennolé. "Caractérisation des propriétés microphysiques des nuages et de l'interaction aérosol-nuage en Arctique à partir de mesures in-situ au sol pendant la campagne CLIMSLIP-NyA, Svalbard." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2016. http://www.theses.fr/2016CLF22699/document.
Full textAbstract:
La région arctique est particulièrement sensible au changement climatique. Aux latitudes polaires, les nuages arctiques ont un effet important sur le bilan radiatif à la surface. La première partie de ce travail est constitué de l’intercomparaison instrumentale au sol à la station PUY en Mai 2013. Les mesures ont montré une bonne corrélation entre les diamètres effectifs et les distributions en taille des gouttelettes d’eau obtenus par les instruments, mais avec des biais systématiques sur les concentrations. Ces biais ont été reliés à l’estimation du volume d’échantillonnage et nous avons donc proposé une méthode consistant à normaliser les données par rapport à un instrument qui réalise des mesures intégrées. D’autre part, le FSSP et le FM ont fait l’objet d’expériences visant à évaluer l’influence de l’angle de déviation par rapport au vent extérieur et de la vitesse du vent. La seconde partie de ce travail a pour objet la campagne de mesure qui s’est déroulée à la station du Mont-Zeppelin, Ny-Alesund, Svalbard, de Mars à Mai 2012 dans le cadre du projet CLIMSLIP. Une comparaison a été effectuée entre un cas « pollué », avec des masses d’air provenant d’Asie de l’Est et d’Europe, et un cas « propre », dont les sources d’aérosols sont majoritairement locales et ne dépassent pas l’Europe du Nord. Les résultats ont montré que le cas pollué possède des concentrations en BC, aérosols et gouttes plus élevées, un mode accumulation plus important, un diamètre de gouttes plus faible et une fraction d’activation plus élevée. Enfin, le premier et le second effet indirect des aérosols ont pu être quantifiésThe arctic region is especially sensitive to climate change. At high latitudes, arctic clouds have an important effect on the surface radiative budget. The first part of this work consists in a ground based cloud instrumentation intercomparison in the PUY station in May 2013. The measurements showed a good correlation between the effective diameters and the droplet size distributions obtained by the instruments, but with a systematical bias on the concentrations. These biases have been relied to the assessment of the sampling volume and we thus proposed a methodology to standardize the data according to an ensemble of particles probe. Moreover, the FSSP and the FM have been the subject of experiments to assess the influence of the deflection angle according to exterior wind and the wind speed. The second part of this work is about the measurement campaign at the Mount-Zeppelin station, Ny-Alesund, Svalbard, from March to May 2012 in the frame of the CLIMSLIP project. A comparison has been performed between a « polluted » case, with air masses coming from East Asia and Europe, and a « clean » case, where the aerosol sources are predominantly local and do not exceed the northern Europe. The results showed that the polluted case possessed higher concentrations in BC, aerosols and drops, an accumulation mode more important, weaker droplet diameters and higher activation fraction. Finally, the first and second aerosol indirect effects have been quantified
41
Rojo, Maxence. "Impacts des événements météorologiques extrêmes et du changement climatique sur les régions arctiques et subarctiques : Perspectives croisées en climatologie et en sciences humaines et sociales." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLV075.
Full textAbstract:
La hausse des températures et les modifications du régime des précipitations affectent les écosystèmes particulièrement fragiles des régions arctiques et subarctiques et ont des conséquences socio-économiques pour les populations locales. La perception et l'évaluation des opportunités et des risques qui y sont associés, dépendent des moyens de subsistance, des normes, des valeurs et des représentations du monde des individus qui y sont confrontés.La perception du climat est culturellement et socialement construite. Cette perception varie dans le temps et dans l'espace et, parfois même, diffère parmi différents groupes sociaux en fonction des valeurs et des modes de représentation du monde. Pour toutes ces raisons, nous avons non seulement étudié certains phénomènes météorologiques mais aussi intégré le cadre culturel, politique et historique dans lesquels ils s'inscrivent. Nous avons analysé l'environnement et le climat – et par extension, les événements météorologiques à forts impacts – comme des objets socio-culturels afin de mieux comprendre à la fois leurs impacts mais aussi leurs perceptions par les habitants. Ce travail se situe à la croisée de ces chemins, en confrontant l'observation, et donc les changements, et la perception qu'en ont différents acteurs, en considérant deux régions distinctes, les mers nordiques et la République de Touva.Dans une première partie, nous avons analysés l'impact des Polar Lows, d'intenses cyclones de méso-échelle qui se développent sur les mers libres de glace de l'Arctique pendant l'hiver, sur les régions côtières du nord de la Norvège. Ces systèmes sont associés à des vents de surface forts avec bien souvent des rafales qui peuvent être très violentes (Heinemann et Claud, 1997). Les conditions en mer lors du passage d'un PL peuvent s'avérer dangereuses avec des fortes vagues, des précipitations neigeuses brutales et du blizzard. Ces événements météorologiques extrêmes représentent un véritable risque pour les activités maritimes et côtières de la région, notamment pour le transport maritime, la pêche et les plateformes pétrolières et gazières offshore. En effet, les nouvelles zones libres de glace offrent de multiples opportunités économiques dans ces régions, en particulier en mer de Barents. Or dans le même temps, le recul de la banquise élargit mécaniquement les régions de formation des PLs.Dans une seconde partie, nous avons regardé les impacts du changement climatique et des événements météorologiques sévères en République de Touva. La République de Touva se localise entre 49°5 et 53°5 N en latitude, 88°5 et le 99°E en longitude, c'est par conséquent une région subarctique très méridionale. Le climat y est extrêmement continental et les précipitations ont tendance à être faibles en raison de la faible teneur en humidité dans l'air froid. La plupart du territoire est caractérisé par une végétation forestière de taïga ou de steppe semi-aride. Au cours du XXème siècle, la région a connu des changements socio-économiques majeurs, parfois brutaux, avec notamment le passage d'une société communiste à l'économie planifiée à une économie de marché au début des années 1990. Malgré ces récents bouleversements, les pasteurs nomades (chevaux, vaches, yaks, moutons, chameaux) en Touva occidentale et les chasseurs-cueilleurs éleveurs de rennes en Touva orientale, vivent toujours en étroite relation avec l’environnement naturel. Les populations autochtones de Touva, confrontées à un changement rapide de la société et à des changements globaux causés par certaines politiques régionales et nationales contemporaines, avec notamment l’expansion de l'industrie minière et par le développement de mégaprojets (complexe hydroéléctrique, construction d'une voie chemin de fer), offrent des points de vue variés, en fonction de leurs modes de vie, sur les changements environnementaux qu'ils observent et leurs impacts sur leurs activités quotidiennesThe perception of the climate is culturally and socially constructed. For this reason, we have studied some weather events integrating the cultural, political and historical contexts in which they occur.In a first part, we analyzed the impact of Polar Lows, intense mesocyclones that develop over ice-free Arctic seas during winter time, on coastal regions of Norway. The passage of PL can provoke dangerous sea conditions with strong waves, sudden snowfall and blizzard. This phenomenon may represent a risk to maritime and coastal activities in the region, particularly for shipping, fishing and oil and gas offshore platforms.In a second part we studied the impacts of climate change and severe weather events in the Republic of Tuva. Tuva is a very southern subarctic region. Its climate is extremely continental and precipitation tend to be low due to the low moisture content in the cold air. During the twentieth century, the region has experienced major socio-economic changes, sometimes brutal, including the transition from a communist and planned economy to a market economy in the early 1990. Despite these recent changes, pastoralists in western Tuva (horses, cows, yaks, sheep, camels) and reindeer herders in eastern Tuva, still live in close contact with the natural environment. Indigenous peoples of Tuva are facing global changes caused by certain contemporary regional and national policies, including the expansion of the mining industry and the development of mega projects. They offer different points of view, describing environmental changes and their impact on their daily activities
42
Santolaria, Otín María. "Le rôle de la couverture de neige de l'Arctique dans le cycle hydrologique de hautes latitudes révélé par les simulations des modèles climatiques." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAU027/document.
Full textAbstract:
La neige est une composante essentielle du système climatique arctique. Au nord de l'Eurasie et de l'Amérique du Nord, la couverture neigeuse est présente de 7 à 10 mois par an et son extension saisonnière maximale représente plus de 40% de la surface terrestre de l'hémisphère nord. La neige affecte une variété de processus climatiques et de rétroactions aux hautes latitudes. Sa forte réflectivité et sa faible conductivité thermique ont un effet de refroidissement et modulent la rétroaction neige-albédo. Sa contribution au bilan radiatif de la Terre est comparable à celle de la banquise. De plus, en empêchant d'importantes pertes d'énergie du sol sous-jacent, la neige limite la progression de la glace et le développement du pergélisol saisonnier. Réserve d'eau naturelle, la neige joue un rôle essentiel dans le cycle hydrologique aux hautes latitudes, notamment en ce qui concerne l'évaporation et le ruissellement. La neige est l'une des composantes du système climatique présentant la plus forte variabilité. Le réchauffement de l'Arctique étant deux fois plus rapide que celui du reste du globe, la variabilité présente et future des caractéristiques de la neige est cruciale pour une meilleure compréhension des processus et des changements climatiques.Cependant, notre capacité à observer l'Arctique terrestre étant limitée, les modèles climatiques jouent un rôle clé dans notre aptitude à comprendre les processus liés à la neige. À cet égard, la représentation des rétroactions associées à la neige dans les modèles climatiques, en particulier pendant les saisons intermédiaires (lorsque la couverture neigeuse de l'Arctique présente la plus forte variabilité), est primordiale.Notre étude porte principalement sur la représentation de la neige terrestre arctique dans les modèles de circulation générale issus du projet CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project) au cours du printemps (mars-avril) et de l’automne (octobre-novembre) de 1979 à 2005. Les caractéristiques de la neige des modèles de circulation générale ont été validées par rapport aux mesures de neige in situ, ainsi qu’à des produits satellitaires et à des réanalyses.Nous avons constaté que les caractéristiques de la neige dans les modèles ont un biais plus marqué au printemps qu'en automne. Le cycle annuel de la couverture neigeuse est bien reproduit par les modèles. Cependant, les cycles annuels d'équivalent en eau de la neige et de sa profondeur sont largement surestimés par les modèles, notamment en Amérique du Nord. Il y a un meilleur accord entre les modèles et les observations dans la position de la marge de neige au printemps plutôt qu'en automne. Les amplitudes de variabilité interannuelle pour toutes les variables de la neige sont nettement sous-estimées par la plupart des modèles CMIP5. Pour les deux saisons, les tendances des variables de la neige dans les modèles sont principalement négatives, mais plus faibles et moins significatives que celles observées. Les distributions spatiales des tendances de la couverture neigeuse sont relativement bien reproduites par les modèles, toutefois, la distribution spatiale des tendances en équivalent-eau et en profondeur de la neige présente de fortes hétérogénéités régionales.Enfin, nous concluons que les modèles CMIP5 fournissent des informations précieuses sur les caractéristiques de la neige en Arctique terrestre, mais qu’ils présentent encore des limites. Il y a un manque d’accord entre l’ensemble des modèles sur la distribution spatiale de la neige par rapport aux observations et aux réanalyses. Ces écarts sont particulièrement marqués dans les régions où la variabilité de la neige est la plus forte. Notre objectif dans cette étude était d'identifier les circonstances dans lesquelles ces modèles reproduisent ou non les caractéristiques observées de la neige en Arctique. Nous attirons l’attention de la communauté scientifique sur la nécessité de prendre compte nos résultats pour les futures études climatiquesSnow is a critical component of the Arctic climate system. Over Northern Eurasia and North America the duration of snow cover is 7 to 10 months per year and a maximum snow extension is over 40% of the Northern Hemisphere land each year. Snow affects a variety of high latitude climate processes and feedbacks. High reflectivity of snow and low thermal conductivity have a cooling effect and modulates the snow-albedo feedback. A contribution from terrestrial snow to the Earth’s radiation budget at the top of the atmosphere is close to that from the sea ice. Snow also prevents large energy losses from the underlying soil and notably the ice growth and the development of seasonal permafrost. Being a natural water storage, snow plays a critical role in high latitude hydrological cycle, including evaporation and run-off. Snow is also one of the most variable components of climate system. With the Arctic warming twice as fast as the globe, the present and future variability of snow characteristics are crucially important for better understanding of the processes and changes undergoing with climate. However, our capacity to observe the terrestrial Arctic is limited compared to the mid-latitudes and climate models play very important role in our ability to understand the snow-related processes especially in the context of a warming cryosphere. In this respect representation of snow-associated feedbacks in climate models, especially during the shoulder seasons (when Arctic snow cover exhibits the strongest variability) is of a special interest.The focus of this study is on the representation of the Arctic terrestrial snow in global circulation models from Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5) ensemble during the melting (March-April) and the onset (October-November) season for the period from 1979 to 2005. Snow characteristics from the general circulation models have been validated against in situ snow measurements, different satellite-based products and reanalyses.We found that snow characteristics in models have stronger bias in spring than in autumn. The annual cycle of snow cover is well captured by models in comparison with observations, however, the annual cycles of snow water equivalent and snow depth are largely overestimated by models, especially in North America. There is better agreement between models and observations in the snow margin position in spring rather than in autumn. Magnitudes of interannual variability for all snow characteristics are significantly underestimated in most CMIP5 models compared to observations. For both seasons, trends of snow characteristics in models are primarily negative but weaker and less significant than those from observations. The patterns of snow cover trends are relatively well reproduced in models, however, the spatial distribution of trends for snow water equivalent and snow depth display strong regional heterogeneities.Finally, we have concluded CMIP5 general circulation models provides valuable information about the snow characteristics in the terrestrial Arctic, however, they have still limitations. There is a lack of agreement among the ensemble of models in the spatial distribution of snow compared to the observations and reanalysis. And these discrepancies are accentuated in regions where variability of snow is higher in areas with complex terrain such as Canada and Alaska and during the melting and the onset season. Our goal in this study was to identify where and when these models are or are not reproducing the real snow characteristics in the Arctic, thus we hope that our results should be considered when using these snow-related variables from CMIP5 historical output in future climate studies
43
Turkel, Joel A. (Joel Abram) 1969. "Arctic house." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 1999. http://hdl.handle.net/1721.1/70314.
Full textAbstract:
Thesis (M. Arch.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Architecture, 1999.Includes bibliographical references (p. 67-[69]).
Currently available housing in the Arctic is limited to solutions that have been adapted from designs for less severe climates. This thesis has developed a new manner of residential construction designed specifically for the Arctic climate and culture. The system invented ensures a variety of building options for traditional cultural requirements, while also improving on the level of amenity expected of contemporary dwellings. It has developed a sustainable and responsible building system that represents definite and quantifiable improvements through the use of appropriate technologies.
by Joel A. Turkel.
M.Arch.
44
Dupont, Florent. "Télédétection micro-onde de surfaces enneigées en milieu arctique : étude des processus de surface de la calotte glaciaire Barnes, Nunavut, Canada." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01070037.
Full textAbstract:
La région de l'archipel canadien, située en Arctique, connaît actuellement d'importants changements climatiques, se traduisant notamment par une augmentation des températures, une réduction de l'étendue de la banquise marine et du couvert nival terrestre ou encore une perte de masse significative des calottes glaciaires disséminées sur les îles de l'archipel. Parmi ces calottes glaciaires, la calotte Barnes, située en Terre de Baffin, ne fait pas exception comme le montrent les observations satellitaires qui témoignent d'une importante perte de masse ainsi que d'une régression de ses marges, sur les dernières décennies. Bien que les calottes glaciaires de l'archipel canadien ne représentent que quelques dizaines de centimètres d'élévation potentielle du niveau des mers, leur perte de masse est une composante non négligeable de l'augmentation actuelle du niveau des mers. Les projections climatiques laissent à penser que cette contribution pourrait rester significative dans les décennies à venir. Cependant, afin d'estimer les évolutions futures de ces calottes glaciaires et leur impact sur le climat ou le niveau des mers, ils est nécessaire de caractériser les processus physiques tels que les modifications du bilan de masse de surface. Cette connaissance est actuellement très limitée du fait notamment du sous-échantillonnage des régions arctiques en terme de stations météorologiques permanentes. Une autre particularité de certaines calottes de l'archipel canadien, et de la calotte Barnes en particulier, est de présenter un processus d'accumulation de type glace surimposée, ce phénomène étant à prendre en compte dans l'étude des processus de surface. Pour palier au manque de données, l'approche retenue a été d'utiliser des données de télédétection, qui offrent l'avantage d'une couverture spatiale globale ainsi qu'une bonne répétitivité temporelle. En particulier les données acquises dans le domaine des micro-ondes passives est d'un grand intérêt pour l'étude de surfaces enneigées. En complément de ces données, la modélisation du manteau neigeux, tant d'un point de vue des processus physiques que de l'émission électromagnétique permet d'avoir accès à une compréhension fine des processus de surface tels que l'accumulation de la neige, la fonte, les transferts d'énergie et de matière à la surface, etc. Ces différents termes sont regroupés sous la notion de bilan de masse de surface. L'ensemble du travail présenté dans ce manuscrit a donc consisté à développer des outils permettant d'améliorer la connaissance des processus de surface des calottes glaciaires du type de celles que l'on rencontre dans l'archipel canadien, l'ensemble du développement méthodologique ayant été réalisé sur la calotte Barnes à l'aide du schéma de surface SURFEX-CROCUS pour la modélisation physique et du modèle DMRT-ML pour la partie électromagnétique. Les résultats ont tout d'abord permis de mettre en évidence une augmentation significative de la durée de fonte de surface sur la calotte Barnes (augmentation de plus de 30% sur la période 1979-2010), mais aussi sur la calotte Penny, elle aussi située en Terre de Baffin et qui présente la même tendance (augmentation de l'ordre de 50% sur la même période). Ensuite, l'application d'une chaîne de modélisation physique contrainte par diverses données de télédétection a permis de modéliser de manière réaliste le bilan de masse de surface de la dernière décennie, qui est de +6,8 cm/an en moyenne sur la zone sommitale de la calotte, qui est une zone d'accumulation. Enfin, des tests de sensibilité climatique sur ce bilan de masse ont permis de mettre en évidence un seuil à partir duquel cette calotte voit disparaître sa zone d'accumulation. Les modélisations effectuées suggèrent que ce seuil a de fortes chances d'être atteint très prochainement, pour une augmentation de température moyenne inférieure à 1°C, ce qui aurait pour conséquence une accélération de la perte de masse de la calotte.
45
Edel, Léo. "Vers une meilleure connaissance des précipitations en Arctique : utilisation de la télédétection spatiale micro-ondes." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLX108.
Full textAbstract:
Parce que l’incertitude des mesures des précipitations solides est importante en Arctique, les taux de chutes de neige montrent des différences marquées entre les jeux de données disponibles. Afin de caractériser plus précisément les précipitations arctiques, la télédétection spatiale micro-ondes s’avère être un outil idéal. Les observations collectées par le radar à bord du satellite CloudSat ont permis d’obtenir les taux de chutes de neige à la surface pour quatre années complètes. Ces estimations ont été validées avec des données de stations météorologiques, et comparées à diverses climatologies. Malgré un bon accord qualitatif, d’importantes différences sont observées, particulièrement au Groenland. La réanalyse régionale ASR montre un meilleur accord avec les restitutions de CloudSat que la réanalyse globale ERA-Interim, notamment concernant la distribution saisonnière des taux de chutes de neige. Les observations CloudSat ont ensuite été utilisées comme référence afin d’évaluer la capacité des sondeurs passifs micro-ondes proches de 183 GHz à détecter les chutes de neige arctiques. Nous avons montré que la détection est possible et repose principalement sur les températures de brillance à 190 et 183 ± 3 GHz ainsi que la température proche de la surface et la vapeur d’eau intégrée. La détection est limitée dans le cas de conditions environnementales trop froides et pour des chutes de neige faibles. En dépit de ces limitations, l’algorithme développé permet un apport en information concernant les chutes de neige intenses, avec un bon échantillonnage grâce à sa large fauchée et sa longue série temporelle. Ainsi les résultats de ces travaux illustrent notamment l’apport des observations passives micro-ondes, disponibles pour les 20 dernières années, pour la caractérisation de l’occurrence des chutes de neigeBecause solid precipitation measurements at the surface are complex in Arctic, snowfall rates present significant differences between recent datasets. To further characterize arctic precipitation, microwave remote sensing is an appropriate tool. The radar observations onboard CloudSat provides rates of snowfall at the surface for a 4-years period. These retrievals are validated with in situ data, and compared to various datasets. Despite a good qualitative agreement, significant differences are observed, especially over Greenland. The regional reanalysis shows a better agreement with CloudSat retrievals than the global reanalysis, especially regarding the seasonnal distribution of snowfall rates. Then, CloudSat observations are used as a reference to evaluate the ability of passive microwave sounders to detect arctic snowfall for frequencies around 183 GHz. Detection is possible and relies mainly on brightness temperatures at 190 and 183 ± 3 GHz as well as the temperature near the surface and the integrated water vapor. A poor detection capability is observed in cold conditions and for light snowfall. Despite these limitations, the algorithm provides significant information for intense snowfalls, with good sampling due to its wide swath and long time series. Available for the last 20 years, passive microwave observations show a notable ability for a better characterization of arctic snowfall
46
Dwyer, William G. "The evolving Arctic: current state of U.S. Arctic policy." Thesis, Monterey California. Naval Postgraduate School, 2013. http://hdl.handle.net/10945/37620.
Full textAbstract:
CHDS State/LocalApproved for public release; distribution is unlimited
The Arctic environment is in a state of flux and the U.S. government must be prepared to handle the evolution and capitalize on the opportunities. Once barren and desolate, the Arctic is slowly coming to life with industry and commerce brought about by receding ice conditions. Along with that comes the need for a comprehensive and actionable Arctic policy. The other Arctic nations that ring the North Pole are quickly adapting to the shifting Arctic. Unlike the U.S., they have established Arctic policies, are implementing plans to operate in the region, and taking advantage of the opportunities that this new frontier has to offer. The U.S. framework is the National Strategy for the Arctic Region. The plan is short on detail and aspirational in nature. It lacks clear direction and authority. The U.S. has yet to commit to its role as an Arctic nation. The U.S. Arctic lacks infrastructure such as a deep-water port, a joint military base, and additional heavy icebreaker assets. Additionally, there is no lead agency that has authority and funding to carry out U.S. Arctic objectives. Under the current state of affairs, the U.S. is vulnerable to security, economic, and sovereignty issues in the Arctic.
47
Koenig, Zoé. "Atlantic Water properties and circulation north of Svalbard in a changing Arctic." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066306/document.
Full textAbstract:
Les Eaux Atlantiques (AW) sont cruciales pour le budget de sel et de chaleur de l'Arctique. Ce doctorat apporte de nouvelles informations sur l'entrée des AW dans la région du nord Svalbard. Les plateformes IAOOS ont collecté pendant la campagne N-ICE2015 les premières données hydrographiques d'hiver de la région. Elles ont documentées des eaux chaudes peu profondes sur le talus continental du Svalbard qui ont généré des flux de chaleur océan-glace atteignant 400 W/m2 et faisant fondre la glace. Cette chaleur est amenée des AW vers la surface par des ondes quasi-inertielles causées par des tempêtes hivernales, de grandes marées barotropes sur des pentes raides et/ou des ajustements géostrophiques. Les extensions de glace sont très différentes entre 2015 et 2016. Les sorties du modèle opérationnel de Mercator Ocean (1/12°) suggèrent que les flux de chaleur orientés vers la surface et induits par la convection expliquent ces différences. En plus de la Svalbard Branch et de la Yermak Branch, le modèle présente un chemin robuste l'hiver à travers le plateau du Yermak: la Yermak Pass Branch. Enfin, le modèle suggère une activité méso-échelle importante le long du courant des AW. Les propriétés de la Yermak Pass sont examinées avec un an de données ADCP (2007-2008) dans la Yermak Pass. Le courant est dominé par la marée. En hiver, des tourbillons baroclines d'AW avec une périodicité de 5-10 jours et des entrées sporadiques d'AW tous les un/deux mois sont observés, transportant les AW vers l'Est. Le modèle suggère que la Yermak Pass Branch est une structure robuste d'hiver les 10 dernières années et transporte en moyenne 31% du transport volumique du West Spitsbergen CurrentThe Atlantic Water (AW) inflow is crucial for the heat and salt budget of the Arctic. This PhD thesis brings new insights to the inflow of AW in the area north of Svalbard. The IAOOS (Ice Atmosphere Ocean Observing System) platforms were deployed during the N-ICE2015 expedition which gathered the first winter hydrographic data in the area. They document shallow warm water over the Svalbard continental slope that melts sea ice with ice-ocean heat fluxes reaching up to 400W.m-2. Heat is brought from the AW layer up to the surface through near-inertial waves generated by winter storms, large barotropic tides over steep topography and/or geostrophic adjustments. Sea ice extent largely differs between winters 2015 and 2016. 1/12° operational model outputs from Mercator-Ocean suggest that convection-induced upward heat fluxes explain the differences. Model outputs are also used to examine the AW inflow pathways : besides the Svalbard Branch and the Yermak Branch, the model shows an AW winter pathway not much documented before : the Yermak Pass Branch across the Yermak Plateau. Finally, the model suggests an important mesoscale activity throughout the AW flow. The Yermak Pass Branch properties are examined using one-year (2007-2008) of moored ADCP data in the Yermak Pass. The flow is largely dominated by tides. In winter, baroclinic eddies of AW with a periodicity of 5 to 10 days and pulses of AW monthly/bimonthly are found, carrying AW eastward through the Pass. Model outputs suggest that the Yermak Pass Branch is a robust winter pattern over the last 10 years, carrying on average 31% of the volume transport of the West Spitsbergen Current
48
Montpetit, Benoît. "Analyse de la modélisation de l'émission multi-fréquences micro-onde des sols et de la neige, incluant les croutes de glace à l'aide du modèle Microwave Emission Model of Layered Snowpacks (MEMLS)." Thèse, Université de Sherbrooke, 2015. http://hdl.handle.net/11143/6844.
Full textAbstract:
Résumé : L'étude du couvert nival est essentielle afin de mieux comprendre les processus climatiques et hydrologiques. De plus, avec les changements climatiques observés dans l'hémisphère nord, des événements de dégel-regel ou de pluie hivernale sont de plus en plus courants et produisent des croutes de glace dans le couvert nival affectant les moeurs des communautés arctiques en plus de menacer la survie de la faune arctique. La télédétection micro-ondes passives (MOP) démontre un grand potentiel de caractérisation du couvert nival. Toutefois, a fin de bien comprendre les mesures satellitaires, une modélisation adéquate du signal est nécessaire. L'objectif principal de cette thèse est d'analyser le transfert radiatif (TR) MOP des sols, de la neige et de la glace a fin de mieux caractériser les propriétés géophysiques du couvert nival par télédétection. De plus, un indice de détection des croutes de glace par télédétection MOP a été développé. Pour ce faire, le modèle Microwave Emission Model of Layered Snowpacks (MEMLS) a été étudié et calibré afin de minimiser les erreurs des températures de brillance simulées en présences de croutes de glace.
La première amélioration faite à la modélisation du TR MOP de la neige a été la caractérisation de la taille des grains de neige. Deux nouveaux instruments, utilisant la réflectance dans le proche infrarouge, ont été développés afin de mesurer la surface spécifique de la neige (SSA). Il a été démontré que la SSA est un paramètre plus précis et plus objectif pour caractériser la taille des grains de neige. Les deux instruments ont démontré une incertitude de 10% sur la mesure de la SSA. De plus, la SSA a été calibré pour la modélisation MOP a n de minimiser l'erreur sur la modélisation de la température de brillance. Il a été démontré qu'un facteur multiplicatif [phi] = 1.3 appliqué au paramètre de taille des grains de neige dans MEMLS, paramètre dérivé de la SSA, est nécessaire afin de minimiser l'erreur des simulations.
La deuxième amélioration apportée à la modélisation du TR MOP a été l'estimation de
l'émission du sol. Des mesures radiométriques MOP in-situ ainsi que des profils de températures de sols organiques arctiques gelés ont été acquis et caractérisés a fin de simuler l'émission MOP de ces sols. Des constantes diélectriques effectives à 10.7, 19 et 37 GHz ainsi qu'une rugosité de surface effective des sols ont été déterminés pour simuler l'émission des sols. Une erreur quadratique moyenne (RMSE) de 4.65 K entre les simulations et les mesures MOP a été obtenue.
Suite à la calibration du TR MOP du sol et de la neige, un module de TR de la glace a
été implémenté dans MEMLS. Avec ce nouveau module, il a été possible de démontré que l'approximation de Born améliorée, déjà implémenté dans MEMLS, pouvait être utilisé pour simuler des croutes de glace pure à condition que la couche de glace soit caractérisée par une densité de 917 kg m[indice supérieur _3] et une taille des grains de neige de 0 mm. Il a aussi été démontré que, pour des sites caractérisés par des croutes de glace, les températures de brillances simulées des couverts de neige avec des croutes de glace ayant les propriétés mesurées in-situ (RMSE=11.3 K), avaient une erreur similaire aux températures de brillances simulées des couverts de neige pour des sites n'ayant pas de croutes de glace (RMSE=11.5 K).
Avec le modèle MEMLS validé pour la simulation du TR MOP du sol, de la neige et de la
glace, un indice de détection des croutes de glace par télédétection MOP a été développé. Il a été démontré que le ratio de polarisation (PR) était très affecté par la présence de croutes de glace dans le couvert de neige. Avec des simulations des PR à 10.7, 19 et 37 GHz sur des sites mesurés à Churchill (Manitoba, Canada), il a été possible de déterminer des seuils entre la moyenne hivernale des PR et les valeurs des PR mesurés indiquant la présence de croutes de glace. Ces seuils ont été appliqués sur une série temporelle de PR de 33 hivers d'un pixel du Nunavik (Québec, Canada) où les conditions de sols étaient similaires à ceux observés à Churchill. Plusieurs croutes de glace ont été détectées depuis 1995 et les mêmes événements entre 2002 et 2009 que (Roy, 2014) ont été détectés. Avec une validation in-situ, il serait possible de confirmer ces événements de croutes de glace mais (Roy, 2014) a démontré que ces événements ne pouvaient être expliqués que par la présence de croutes de glace dans le couvert de neige. Ces mêmes seuils sur les PR ont été appliqués sur un pixel de l'Île Banks
(Territoires du Nord-Ouest, Canada). L'événement répertorié par (Grenfell et Putkonen,
2008) a été détecté. Plusieurs autres événements de croutes de glace ont été détectés dans les années 1990 et 2000 avec ces seuils. Tous ces événements ont suivi une période où les températures de l'air étaient près ou supérieures au point de congélation et sont rapidement retombées sous le point de congélation. Les températures de l'air peuvent être utilisées pour confirmer la possibilité de présence de croutes de glace mais seul la validation in-situ peut définitivement confirmer la présence de ces croutes.Abstract : Snow cover studies are essential to better understand climatic and hydrologic processes. With recent climate change observed in the northern hemisphere, more frequent rain-on-snow and meltrefreeze events have been reported, which affect the habits of the northern comunities and the survival of arctique wildlife. Passive microwave remote sensing has proven to be a great tool to characterize the state of snow cover. Nonetheless, proper modeling of the microwave signal is needed in order to understand how the parameters of the snowpack affect the measured signal. The main objective of this study is to analyze the soil, snow and ice radiative transfer in order to better characterize snow cover properties and develop an ice lens detection index with satellite passive microwave brightness temperatures. To do so, the passive microwave radiative transfer modeling of the Microwave Emission Model of Layered Snowpacks (MEMLS) was improved in order to minimize the errors on the brightness temperature simulations in the presence of ice lenses. The first improvement to passive microwave radiative transfer modeling of snow made was the snow grain size parameterization. Two new instruments, based on short wave infrared reflectance to measure the snow specific surface area (SSA) were developed. This parameter was shown to be a more accurate and objective to characterize snow grain size. The instruments showed an uncertainty of 10% to measure the SSA of snow. Also, the SSA of snow was calibrated for passive microwave modeling in order to reduce the errors on the simulated brightness temperatures. It was showed that a correction factor of φ = 1.3 needed to be applied to the grain size parameter of MEMLS, obtain through the SSA measurements, to minimize the simulation error. The second improvement to passive microwave radiative transfer modeling was the estimation of passive microwave soil emission. In-situ microwave measurements and physical temperature profiles of frozen organic arctic soils were acquired and characterized to improve the modeling of the soil emission. Effective permittivities at 10.7, 19 and 37 GHz and effective surface roughness were determined for this type of soil and the soil brightness temperature simulations were obtain with a minimal root mean square error (RMSE) of 4.65K. With the snow grain size and soil contributions to the emitted brightness temperature optimized, it was then possible to implement a passive microwave radiative transfer module of ice into MEMLS. With this module, it was possible to demonstrate that the improved Born approximation already implemented in MEMLS was equivalent to simulating a pure ice lens when the density of the layer was set to 917 kg m−3 and the grain size to 0 mm. This study also showed that by simulating ice lenses within the snow with there measured properties, the RMSE of the simulations (RMSE= 11.3 K) was similar to the RMSE for simulations of snowpacks where no ice lenses were measured (only snow, RMSE= 11.5 K). With the validated MEMLS model for snowpacks with ice lenses, an ice index was created. It is shown here that the polarization ratio (PR) was strongly affected by the presence of ice lenses within the snowpack. With simulations of the PR at 10.7, 19 and 37 GHz from measured snowpack properties in Chucrhill (Manitoba, Canada), thresholds between the measured PR and the mean winter PR were determined to detect the presence of ice within the snowpack. These thresholds were applied to a timeseries of nearly 34 years for a pixel in Nunavik (Quebec, Canada) where the soil surface is similar to that of the Churchill site. Many ice lenses are detected since 1995 with these thresholds and the same events as Roy (2014) were detected. With in-situ validation, it would be possible to confirm the precision of these thresholds but Roy (2014) showed that these events can not be explained by anything else than the presence of an ice layer within the snowpack. The same thresholds were applied to a pixel on Banks island (North-West Territories, Canada). The 2003 event that was reported by Grenfell et Putkonen (2008) was detected by the thresholds. Other events in the years 1990 and 2000’s were detected with these thresholds. These events all follow periods where the air temperature were warm and were followed by a quick drop in air temperature which could be used to validate the presence of ice layer within the snowpack. Nonetheless, without in-situ validation, these events can not be confirmed.
49
Dufour, Karolane. "Prédation intraguilde dans les communautés de copépodes arctiques et subarctiques." Master's thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27369.
Full textAbstract:
Les copépodes sont au cœur des flux de matière et d'énergie dans les réseaux trophiques arctiques et subarctiques. La structure et les fonctions des communautés de copépodes dépendent de l'assemblage des espèces dont elles sont constituées, mais on en connait très peu sur les interactions interspécifiques qui peuvent influencer ces propriétés. Les copépodes ont la capacité d'ingérer leurs propres œufs et nauplii (cannibalisme) ainsi que ceux des autres espèces (prédation intraguilde). Il est donc possible que ce type de prédation ait le potentiel de contrôler le recrutement et la dynamique des espèces de copépodes. L'objectif principal des travaux de recherche présentés dans ce mémoire de maîtrise était donc de mieux comprendre la dynamique des interactions interspécifiques au sein des communautés de copépodes arctiques et subarctiques et plus précisément, la prédation intraguilde soupçonnée de façonner ces communautés. Des expériences en laboratoire ont permis de caractériser la prédation intraguilde de l'espèce arctique Metridia longa sur les œufs d'une autre espèce arctique Calanus hyperboreus, ainsi que la prédation intraguilde de cette dernière sur les œufs de l'espèce subarctique Calanus finmarchicus. Différentes conditions de température, concentration d'œufs et nourriture alternative ont été testées. Parmi les conditions d'incubation testées et les différences individuelles dans les traits des prédateurs (par ex. longueur du prosome, stade de développement), seulement la concentration des œufs a eu un effet significatif et positif sur l'ingestion des œufs, et ce pour les deux relations étudiées. Environ un quart des prédateurs incubés ont rempli plus de la moitié de leurs besoins métaboliques avec l'ingestion des œufs seulement. Par la suite, un modèle de distribution verticale des œufs de C. hyperboreus dans le Golfe d'Amundsen a été développé avec l'intégration de la prédation de M. longa afin de vérifier les implications écologiques de cette interaction interspécifique. Nos résultats montrent une relation asymétrique où M. longa a peu d'impact sur le recrutement de C. hyperboreus alors que les œufs interceptés par M. longa peuvent représenter une partie importante de ses besoins métaboliques durant l'hiver. Cependant, l'ingestion des nauplii n'a pas été considérée et devrait être étudiée puisque que ces larves représentent également des proies de choix, susceptibles d'être davantage visées. Ainsi l'impact de la prédation intraguilde aurait pu être sous-estimée.
50
Renard, Alexandre. "Identification des sources printanières de méthylmercure dans le manteau neigeux arctique." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01065074.
Full textAbstract:
Depuis plusieurs décennies, l'environnement arctique est en proie à de nombreux changements notamment dus à l'activité humaine. L'Arctique est en effet très sensible aux espèces polluantes issues de l'industrie de masse ainsi qu'au réchauffement global accéléré par les émissions anthropogéniques. Leurs impacts sur les écosystèmes boréaux, visibles dès les années 1970, (Schindler et Smol, 2006) ont motivé de nombreuses études. Ainsi a été démontrée l'importance des sources ponctuelles et du transport atmosphérique longue distance sur la pollution des zones arctiques. Un des composants clés de l'écosystème arctique est le manteau neigeux saisonnier, car en directe interaction avec l'atmosphère, le sol et les systèmes aquatiques. La neige contient de nombreuses espèces chimiques, microorganismes, particules et impuretés qui en font un milieu chimiquement et biologiquement dynamique, siège de réactions et d'interactions diverses. L'important interface atmosphère - neige (milieu poreux) donne notamment lieu à de nombreuses réactions d'oxydoréduction photo-induites impliquées dans des cycles chimiques complexes. Néanmoins, peu de choses sont connues sur l'interaction entre les différentes espèces contenues dans le manteau neigeux, et si on sait désormais que les microorganismes y ont une activité significative, on ignore tout ou presque des interactions chimiques éventuelles. Lors de la fonte du manteau neigeux, ce sont toutes les espèces qui y ont été stockées et formées in situ qui seront libérées dans l'écosystème aquatique. Ainsi le manteau neigeux saisonnier constitue un réservoir et réacteur crucial d'espèces chimiques, biologiques et contaminantes pour l'environnement arctique. Le cycle du mercure est dominé par deux systèmes de réactions majeurs : 1) l'oxydo-réduction (Hg0 Hg2+) ; et 2) la méthylation-déméthylation (Hg2+ CH3Hg+ CH3HgCH3). Les espèces formées par méthylation sont le monométhylmercure CH3Hg+ (aussi appelé méthylmercure, noté MMHg) et le diméthylmercure CH3HgCH3 (noté DMHg). Dans les régions polaires, le mercure élémentaire gazeux atmosphérique est rapidement oxydé et déposé en très grande quantité lors d'épisodes appelés AMDEs (Atmospheric Mercury Depletion Events) survenant au printemps polaire (Schroeder et al., 1998; Steffen et al., 2008). Durant ces épisodes, la neige se comporte comme une " éponge " à mercure et retient des concentrations en mercure très élevées (de l'ordre de la centaine de ng/L). Plusieurs campagnes de terrain ont montré que le mercure pouvait être soit oxydé soit réduit dans le manteau neigeux (Lalonde et al., 2002; Dommergue et al., 2003; Poulain et al., 2004) bien qu'il soit admis que la plus grande partie du mercure divalent déposé dans le manteau neigeux est réduit puis réémis dans l'atmosphère (Poulain et al., 2004; Kirk et al., 2006). Le mercure stocké par le manteau neigeux est libéré dans les eaux de fontes en période de réchauffement, en partie sous forme monométhylée (MMHg) (Loseto et al., 2004; St. Louis et al., 2005). Un récapitulatif de la chimie du mercure ainsi que de sa réactivité en arctique et dans le manteau neigeux est présenté en chapitre introductif de cette thèse. L'objectif des travaux présentés dans ce manuscrit est de clarifier l'influence de la chimie du manteau neigeux saisonnier arctique sur la réactivité du mercure qu'il contient, en particulier celle de sa forme méthylmercure. Comment s'y retrouve-t-il ? Est-il transporté dans la neige ou s'y forme-t-il à partir d'autres espèces mercurielles ? Quel rôle joue le manteau neigeux sur la boucle méthylée du cycle du mercure ? Les résultats présentés ci-après exploitent les données d'échantillons de neige saisonnière, collectés entre avril et juin 2011 autour du site côtier de Ny-Ålesund, dans la région du Kongsfjorden (Svalbard). La thèse est divisée en six parties, subdivisées en chapitres. La première partie présente les connaissances de la biogéochimie du mercure ainsi que de la physico-chimie du manteau neigeux nécessaires à la compréhension des parties de développement qui suivent. La deuxième partie présente les différentes méthodes analytiques utilisées pour obtenir notre jeu de données à partir des échantillons de terrain. Il comprend aussi la description d'un dispositif de dosage d'ultra-traces de MMHg que nous avons développé au laboratoire, bien qu'il n'ait pas eu l'aboutissement nécessaire pour analyser nos échantillons. Ce travail de développement analytique fait partie intégrante du travail de thèse et a mobilisé beaucoup de temps et de moyens ; il permet aujourd'hui un dispositif fonctionnel dont les performances doivent encore être précisées. La mise en place de ce dispositif est décrite de manière très complète en abordant un point de vue très pratique sur problèmes rencontrés et leurs solutions. Suit un court mais indispensable chapitre de description du site d'étude, de la méthodologie de terrain et des conditions géochimiques et météorologiques du milieu étudié. Dans la troisième partie, dédiée à l'étude de la chimie de la neige, nous commencerons par quelques observations sur la dynamique du mercure dans le manteau neigeux avant d'aborder dans un deuxième chapitre la chimie du manteau neigeux saisonnier avec une méthodologie nouvelle dans ce domaine, impliquant des rapports de concentrations d'espèces chimiques (Robinson et al., 2006). Cette approche a permis d'identifier les principales sources d'espèces chimiques dans le manteau neigeux côtier, et notamment d'y identifier les principales sources de MMHg. Le troisième chapitre de cette partie s'appuie sur les résultats sur la chimie de la neige pour discuter de la nature de la source principale de MMHg, en raisonnant sur la chimie globale de la neige et des traceurs de source. Nous y développons une nouvelle explication de l'apport de MMHg dans la neige étudiée - basée sur nos résultats et étayée par une littérature fournie - clarifiant ainsi le faisceau d'hypothèses habituellement évoqué pour expliquer la présence de MMHg dans le manteau neigeux. Nous n'identifions pas de formation de MMHg in situ dans le manteau neigeux côtier étudié. En réponse et en complément à la partie précédente, la quatrième partie traite de la dynamique du MMHg dans la neige et l'eau de fonte. Dans un premier chapitre sont présentés les résultats d'une étude d'un puits de neige sur le glacier Kongsvegen (une année d'accumulation), un site éloigné de la côte du Kongsfjorden. En utilisant la même méthodologie que précédemment, nous observons un processus chimique reliant le MMHg à d'autres espèces chimiques, qui est certainement identifiable uniquement en raison des faibles concentrations et de la stabilité de ce manteau neigeux dans le temps. En se basant sur les résultats d'une étude de laboratoire sur la formation de MMHg (Gåardfeldt et al., 2003), nous attribuons les relations entre ces espèces chimiques à une réaction de méthylation du mercure in situ. L'importance de cette réaction dans le budget de MMHg du manteau neigeux ainsi que les implications potentielles de cette observation préliminaire y sont évaluées et discutées. Un dernier chapitre présentera les observations concernant le méthylmercure dans l'eau de fonte, en complément des résultats présentés plus tôt. Les cinquième et sixième parties sont constituées respectivement d'une discussion conclusive et des annexes.