Academic literature on the topic 'Biomasse – Atlantique (océan ; centre-est)'

L'importance du picoplancton autotrophe dans la biomasse et la production primaire a été étudiée dans deux régions océaniques oligotrophes : l'Atlantique tropical oriental (PIRAL), plus particulièrement la Convergence Nord Équatoriale et le Dôme de Guinée (centre et périphérie), et la mer des Sargasses (CHLOMAX). Toutes ces zones présentent des structures hydrologiques à deux couches, avec une couche homogène supérieure dépourvue de nitrates. Cette stratification entraîne des distributions verticales particulières des paramètres biologiques étudiés : organismes picoplanctoniques (cyanobactéries, eucaryotes autotrophes -eucAP-), chlorophylle et production primaire 14 c (<1 m et total). Un maximum profond de chlorophylle (MPC) existe pour toutes ces régions, situé respectivement pour PIRAL et CHLOMAX, à 40-50 m (0,7-0,8 mgchla. M-3) et à 100 m (0,4 mgchla. M-3). Au cours de PIRAL, ce MPC est constitué principalement par les cellules nanoplanctoniques et non picoplanctoniques. Néanmoins, le picoplancton autotrophe représente 40u de la biomasse phytoplanctonique sur toute la colonne d'eau et il joue un rôle important dans le haut de la couche euphotique, dans la zone pauvre en nitrates. Par contre, les cyanobactéries, étudiées au cours des deux campagnes, ne correspondent qu'a 12-24% de la chlorophylle totale et ceci met en évidence leur contribution peu importante dans la biomasse autotrophe et par conséquent, le rôle non négligeable des eucAP. De plus, le picoplancton autotrophe au cours de PIRAL contribue à environ 40% de la production primaire totale sur la colonne d'eau et de façon importante dans le haut de la couche euphotique. Les index de productivités ne présentent pas de différences significatives entre le pico- et le phytoplancton total. Le picoplancton autotrophe joue donc un rôle significatif dans les écosystèmes océaniques oligotrophes, tropicaux et subtropicaux.

L'absorption des aérosols est une propriété clé pour évaluer les impacts radiatifs des aérosols, tant directs que sur les propriétés des nuages, sur le climat à l’échelle régionale. Des études récentes ont montré que certains composés d’aérosols organiques (OC), appelés « carbone brun » (BrOC), émis principalement par la combustion de biomasse, peuvent absorber de manière significative le rayonnement solaire dans le spectre ultraviolet-visible-proche infrarouge. L'objectif principal de ce travail est d'améliorer la représentation des propriétés d'absorption des aérosols dans les modèles de climat régionaux. Nous nous concentrons sur les panaches de particules de feux de biomasse transportés au-dessus des nuages dans la région de l'Atlantique Sud-Est, au large de la côte ouest de l'Afrique. C’est une région présentée comme un laboratoire naturel pour mieux comprendre la complexité des interactions aérosol-nuage. La méthodologie repose sur des simulations numériques régionales d'aérosols à partir du modèle couplé météorologie-chimie WRF-Chem, combinées à un inventaire détaillé des émissions de feux de biomasse et à différents ensembles d'observations innovants de télédétection des aérosols, à la fois par ciel clair et nuageux à partir du capteur spatial POLDER-3/PARASOL. La littérature actuelle indique que le carbone brun absorbe plus efficacement le rayonnement UV-bleu que le carbone suie pur (BC). L’idée est d’exploiter cette spécificité en comparant la dépendance spectrale de l’albédo de simple diffusion issue des observations POLDER-3 dans la gamme de longueurs d’onde 443-1 020 nm avec celle simulée pour différentes proportions de BC, OC et BrOC. Ces tests de sensibilité reposent sur deux principales contraintes : le maintien d’une épaisseur optique aérosol par ciel dégagé/au-dessus des nuages et d’un rapport de masse (BC sur OC) réalistes. Des expériences de modélisation sont présentées et discutées afin de fournir de nouvelles estimations de la teneur en carbone suie, carbone organique et carbone brun dans les panaches d'aérosols de feux de biomasse africains transportés dans la région de l'Atlantique Sud-Est
Aerosol absorption is a key property to assess aerosol radiative impacts, both direct and on cloud properties, on regional climate. Recent studies have shown that some aerosol organic compounds (OC) called "brown carbon" (BrOC), mainly emitted by biomass burning, can absorb radiation significantly in the ultraviolet-visible-near-infrared spectrum. The main objective of this work is to improve the representation of the absorption properties of aerosols in regional climate models. We focus on biomass burning particles plumes transported above clouds in the Southeast Atlantic region, off the west coast of Africa. This is a region highlighted as a natural laboratory to better understand the complexity of aerosol-cloud interactions. The methodology relies on regional aerosol numerical simulations from the coupled meteorology-chemistry WRF-Chem model combined with a detailed state-of-the-art biomass burning emission inventory and different sets of innovative aerosol remote sensing observations, both in clear and cloudy skies from the POLDER-3/PARASOL satellite sensor. Current literature indicates that brown carbon absorbs more efficiently UV-blue radiation than pure black carbon (BC). The idea is to exploit this specificity by comparing the spectral dependence of the single scattering albedo retrieved from POLDER-3 observations in the 443-1,020 nm to the one simulated for different proportions of BC, OC and BrOC. Two main constraints are used to build up these sensitivity tests: keeping realistic clear-sky/above-cloud aerosol optical thickness and BC-to-OC mass ratio. Modeling experiments are presented and discussed to provide new estimates of the black, organic and brown carbon contents in the African biomass burning aerosol plumes transported over the Southeastern Atlantic region

Ce travail propose d'analyser la potentialite de traceurs pour quantifier des processus de transports d'elements dans la colonne d'eau. La quantification de ces processus est non seulement d'interet academique mais permet aussi d'estimer l'importance de l'ocean sur des problemes d'environnement. Nous proposons de combiner les spectres de rees et les compositions isotopiques (c. I. ) du nd comme traceurs. Les concentrations de rees, d'al, de th et de mn, et les c. I. Du nd dans l'eau de mer, les suspensions filtrees (> 0,65 m) et les grosses particules ont ete analysees (programme eumeli, france-jgofs : sites eutrophe, mesotrophe et oligotrophe, 20n, 18w 21w). Les parametres utilises revelent 7 points suivants : 1) les matieres en suspension sont le terme cle de la soustraction et de l'echange des rees entre la fraction dissoute et les particules. 2) les oxydes de mn, et plus generalement les oxydes de metaux sont les porteurs privilegies des rees authigenes aux sites eumeli. 3) l'anomalie positive de ce dans les particules marines est formee par une oxydation in situ du ce. Son evolution en profondeur est provoquee par desorption preferentielle de ses voisins trivalents. 4) les grosses particules acquierent un signal authigene en surface par agregation des matieres en suspension et le preservent en profondeur. 5) les constantes d'agregation et de desagregation estimees sont respectivement 0 30 a#-#1 et 0 700 a#-#1. 6) 10 a 90% du nd particulaire est echange avec l'eau de mer environnante. 7) le temps de residence du nd au site oligotrophe est 1000 ans, alors qu'il est 6 fois plus court au site mesotrophe. La globalisation des resultats obtenus aux sites eumeli montre que la zone du talus continental prend en compte 40% du flux particulaire de nd, bien que sa contribution a la surface de l'ocean soit seulement 10%. L'ensemble de nos resultats montre que les rees et les isotopes du nd sont des traceurs oceaniques interessants. Nos resultats soulignent l'importance des regions caracterisees par des forts flux de matiere sur les cycles globaux des elements.

Les mesures in-situ permettent une bonne connaissance de la structure interne de l'océan, mais à des résolutions spatiales et temporelles limitées. A l'inverse les mesures satellites ont une bonne résolution spatio-temporelle mais ne donnent pas accès aux structures internes. L'inversion est la problématique de reconstruction de structures internes à l'aide des données de surface, appliquée ici à la température. L'analyse des observations de température et de salinité des missions ARAMIS (Altimétrie sur un Rail Atlantique et Mesure In-Situ) réalisées entre 2002 et 2008 met en avant le phénomène des couches barrières. Il est ainsi possible de confronter les différentes hypothèses sur leur formation. Elle permet également de déterminer les zones où l'influence haline pourra perturber l'inversion. Le développement de la méthode d'inversion se fait le long de la route ARAMIS entre 1992 et 2009, à l'aide de données de température, d'altimétrie satellite et de température satellite de surface de l'eau. Les cartes topologiques permettent leur classification en classes qui associent à un état typique des structures thermiques des données de surface. Un algorithme en deux étapes permet ensuite de choisir une telle classe uniquement en fonction des données de surface. L'étude de l'anomalie du contenu thermique obtenu par cette méthode entre 1992 et 2009 fait apparaître un réchauffement d’une période 1992-1999 froide vers une période 2003-2009 chaude, avec un fort évènement chaud en 2005. En 2000-2002, on observe une intensification de la variabilité saisonnière. Dans la partie équatoriale, ceci s'explique par les mouvements de la thermocline, associés à l’action du vent après 2000.

Ce travail de thèse consiste à utiliser les données satellitaires de SST (température de surface), SSS (salinité de surface), et Chl-a (chlorophylle-a), pour l’interpolation de la fugacité du CO2 (fCO2) dans la couche de surface de l’océan Atlantique tropical, pour les saisons de la période 2002-2013. Trois types de données ont été utilisés : in situ (BD (base de données) SOCAT V.3) ; satellitaires (capteurs : MODIS-A, Sea-WIFS, et SMOS) ; et assimilées (BD SODA V.2.2.4). La première étape était la classification des données en se basant sur la SST. La deuxième étape était l’interpolation de la fCO2 (pour chaque classe de chaque saison), en utilisant des RNs (réseaux de neurones artificiels) de type feedforward, avec un apprentissage de type backpropagation. Les résultats obtenus (RMSEs (root mean square error) variant de 8,8 à 15,7 µatm) permettent de confirmer l’importance de : traiter les saisons séparément, classifier les données, et choisir le meilleur RN en fonction des résultats de la généralisation. Ceci a permis l’élaboration de 138 fichiers CSV (Comma-separated values) de fCO2 mensuelle, avec une résolution de 4 km x 4 km, pour la période allant de juillet 2002 à décembre 2013
This thesis work consists of using satellite data of SST (sea surface temperature), SSS (sea surface salinity), and Chl-a (chlorophyll-a), in order to interpolate the CO2 fugacity (fCO2) in the surface of the tropical Atlantic ocean, for seasons of the period 2002-2013. Three data types were used: in situ (SOCAT V.3 DB (database)); satellite (MODIS-A, Sea-WIFS, and SMOS sensors); and assimilated (SODA V.2.2.4 DB). The first step was the data classification based on SST. The second step was the fCO2 interpolation (for each class of each season), using feedforward NNs (artificial neural networks) with a backpropagation learning method. Obtained results (RMSEs (root mean square error) between 8,8 and 15,7 µatm) confirm the importance of: process each season separately, pass through data classification step, and choose the best NN on the basis of generalization step results. This allowed the development of 138 monthly fCO2 CSV (Comma-separated values) file, with 4 km x 4 km spatial resolution, for the period from July 2002 to December 2013

Ce travail concerne essentiellement la houle, et a un degré moindre, les autres facteurs agissant sur l'évolution du littoral atlantique marocain. L'étude de la houle commence par les prévisions, le dépouillement statistique des données, la mise au point de modèles numériques pour la description et la prédétermination des évènements extrêmes (programme houle3) cela pour aboutir à la modélisation de la dynamique de la houle en eau peu profonde (programmes houle1 et houle2). L'analyse de la dynamique sédimentaire nous a permis de quantifier le transit littoral à environ 250. 000m3 an dans la baie de Safi et à 400. 000m3 an dans la baie d’Agadir
This work deals essentially with waves and, on a less important level, with factors which influence the evolution of Moroccan Atlantic littoral. The study of waves begins with forecasting, the analysis of statistic data, and then the elaboration of numerical (computer) models in order to describe and foresee extreme incidents (program houle3). The aim is to work out a model of the waves dynamics in waters of a shallow level (programs houle1 & houle2). The analysis of the sedimentary dynamics enables us to evaluate the littoral transit to about 250. 000m3 per year in Safi bay and to 400. 000m3 per year in Agadir bay

Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre des études sur le cycle du carbone, notamment, le rôle de l'océan face à l'augmentation continue du dioxyde de carbone (CO2) atmosphérique. L'océan absorbe 25% du CO2 atmosphérique et comporte des régions d'absorption du CO2 (puits) et de dégazage de CO2 (sources). L'Atlantique tropical est une source de CO2 encore mal connue. Afin de mieux documenter cette région, un réseau d'observations a été mis en place. En particulier, un capteur CO2 CARIOCA a été installé sur une bouée instrumentée à 6ﰂS, 10ﰂW depuis juin 2006 pour mesurer la fugacité du CO2 (fCO2) en surface. L'objectif de cette thèse est de comprendre les mécanismes physiques et biogéochimiques responsables de la variabilité de fCO2 observée à la bouée de 2006 à 2009. De juin à septembre la fCO2 est affectée par le déclenchement des upwellings équatorial et côtiers qui forment une langue d'eau froide qui se propage jusqu'à la bouée. La série temporelle de fCO2 présente une variabilité diurne, sur une large période de l'année, ainsi qu'une variabilité saisonnière liée à la dynamique des upwellings. La variabilité diurne s'explique par des processus thermodynamiques ou biologiques que j'ai étudiés à l'aide d'un modèle unidimensionnel. Les périodes dominées par les processus thermodynamiques sont observées principalement en dehors de la saison d'upwelling et sont caractérisées par un réchauffement important de la couche de mélange et des courants faibles. Les périodes biologiques sont caractérisées par un réchauffement moindre de la couche de mélange et un cycle diurne sur le carbone inorganique dissous (DIC). Les simulations montrent la nécessité d'un apport de nitrates en surface pour que l'activité biologique domine la variabilité de fCO2. L'étude de la série temporelle des paramètres physiques suggère une influence probable des ondes internes. Le mélange créé par ces ondes serait à l'origine de la source de nutritifs. La production communautaire nette (NCP) à ce site varie entre 0,17 et 0,77 μmol.kgﰁ1.jﰁ1, en accord avec les quelques mesures disponibles pour cette la région. La variabilité diurne a pu être étudiée avec un modèle unidimensionnel lors de périodes où l'advection est négligeable. A l'échelle saisonnière, l'advection horizontale affecte la distribution de fCO2 et des paramètres physiques. A l'aide de sorties d'un modèle tridimensionnel (DRAKKAR), l'origine de l'eau advectée à la bouée a été déterminée à partir de sa signature en salinité. Le modèle suggère que les eaux dessa- lées observées à la bouée proviennent essentiellement du nord-est du golfe de Guinée.

L’étude des pêcheries artisanales a permis d'identifier les facteurs bioécologiques pouvant influencer la dynamique des stocks et les facteurs sociaux et économiques jouant sur la dynamique de l'exploitation. Une stratégie d'échantillonnage propre à ces pêcheries dispersées est proposée et les résultats observés sur les lagunes ivoiriennes (1978-1984) et togolaises (1983-1984) sont présentés. Une attention particulière est portée aux phénomènes de sécheresse responsables de l'isolement du lac Togo et de l'effondrement des captures d'ethmalose dans les secteurs les plus occidentaux de la lagune ebrie en 1981 et 1982. L’utilisation de modèles globaux ou analytiques se révèle inefficace dans le contexte lagunaire ou l'instabilité est grande, ou l'adaptation des espèces aux conditions de l'environnement et à la pression de pêche peuvent conduire à des modifications des stratégies démographiques. Enfin l'aménagement de ces pêcheries doit être replace dans le contexte social et économique africain ce qui justifie la constitution d'équipes pluridisciplinaires.

De juin 2005 à septembre 2007, six campagnes océanographiques ont été effectuées dans l'Est de l'Atlantique Tropical afin d'étudier principalement la distribution spatio-temporelle des paramètres du carbone océanique, les processus induisant leur variabilité et d'estimer les flux air -mer de CO2. 195 échantillons d'eau de mer de surface prélevés ont servi à l'analyse de l'alcalinité totale (TA) et le carbone inorganique dissous (DIC). Les distributions de la température de surface de la mer (SST), de la salinité de surface de la mer (SSS), de DIC et de TA ont permis de mettre en évidence un gradient nord -sud entre les eaux du nord et celles du sud du bassin. En effet, aux faibles (ou fortes) Salinités sont associées les faibles (ou fortes) TA et DIC. Dans la partie nord de la zone (0°-6°N) précisément dans le courant de Guinée apparaissent les faibles salinités, alcalinités et carbone inorganique, tandis que les fortes concentrations de ces paramètres sont observées au sud de l'équateur (0°-10°S) dans les eaux du courant sud équatorial. Toutefois, la SST présente une distribution contrastée à celles des autres paramètres. Aucune variabilité temporelle significative n'apparaissant dans les distributions de TA et DIC, l'ensemble des données des campagnes a été alors utilisé pour déterminer des relations empiriques uniques entre TA et SSS, et entre DIC, SSS et SST. Ces relations validées ont conduit au calcul de la fugacité de CO2. Des cartes mensuelles de fCO2 moyennes ont été établies, sur une grille de 1° latitude x 1° longitude, en utilisant des champs de données de SST et de SSS pour la zone de 10°E-10°W, 6°N-10°S pour la période de 2005 à 2007 des mois de juin à novembre. Le flux air-mer moyen mensuel de CO2 varie de 1,69 ±1,94 mmol m-2 d-1 (Novembre) à 2,78 ±1,65 mmol m-2 d-1 (Août) pour toute la région. Ces résultats ont permis la comparaison de nos flux air -mer et ceux de climatologie par l'utilisation du même coefficient d'échange. Nos flux air -mer estimés montrent un gradient plus important entre les eaux du nord et celles du sud de l'équateur que les estimations climatologiques. Cette différence est probablement due au nombre peu élevé de données en climatologie et aussi à la mauvaise résolution de sa grille (4° de latitude x 5° de longitude). Toutefois, les deux méthodes d'estimation de flux air -mer s'accordent que la zone de l'Est de l'Atlantique tropical est une source de CO2 pour l'atmosphère.

Ces travaux de thèse s'intègrent dans les objectifs du projet international d'Analyse de la Mousson Africaine (AMMA). Ils abordent la caractérisation des échanges entre l'océan et l'atmosphère dans l'Atlantique Equatorial Est (AEE) de l'échelle diurne à inter annuelle à partir de données d'observation et de la modélisation numérique. Ces échanges sont d'une très grande importance pour le déclenchement de la Mousson Africaine qui détermine en grande partie la saison des pluies en Afrique de l'Ouest. Nous montrons que les paramètres de la couche de mélange océanique dans le GG sont principalement pilotées, à l'échelle diurne, par les flux de chaleur et les processus de sub-surface (l'entraînement, le mélange vertical) et nous montrons aussi qu'à partir d'une paramétrisation de la turbulence océanique (TKE) fermée à l'ordre 1. 5, on parvient à restituer la turbulence océanique observée dans cette région. Afin de quantifier le rôle de la tension du vent sur la variabilité des paramètres de la couche de mélange océanique, nous utilisons un modèle linéaire forcé par les anomalies de la tension du vent. Les résultats montrent que près de l'équateur (3°S-3°N), le signal est retrouvé ; par contre de part et d'autre de la bande 3°S-3°N, les amplitudes des paramètres de la couche de mélange sont très largement sous estimés, ce qui montre que la tension du vent n'est pas le seul paramètre à moduler la variabilité de la température surface à ces latitudes. Les bilans de chaleur intégrés sur la couche de mélange ont permis de montrer le rôle des flux de chaleur et du mélange vertical dans l'AEE. En effet, l'AEE est subdivisé en plusieurs boîtes en tenant compte de la dynamique et de la thermodynamique et dans chaque boîte le bilan y est calculé. Les résultats montrent que les flux de chaleur et le mélange vertical dominent le bilan aux échelles saisonnière et inter annuelle. Ce mélange vertical, calculé par résidu, est comparé avec les données indépendantes de turbulence océanique (Dengler et al. , 2010 ; Rhein et al. , 2010) collectées lors des campagnes EGEE/AMMA en 2005-2007. Les résultats montrent que le résidu se compare très bien avec ces données indépendantes en terme de variabilité spatiale et temporelle. Le mélange vertical est très fort dans la région sauf dans les boîtes au sud de l'AEE et sa variabilité est largement pilotée par les flux de flottabilité et la tension du vent. En regard de ces résultats avec ceux obtenus sur le cycle diurne, on peut dire que dans l'AEE, la variabilité spatio-temporelle des paramètres de la couche de mélange est principalement pilotée à toutes les échelles par les flux de chaleur et les processus de sub-surface
This work is part of the African Monsoon Multidisciplinary Analysis (AMMA) program. It focuses on the air-sea interactions in the Gulf of Guinea (GG) at diurnal to interannual timescales based on observations and numerical models. This coupling is the leading process that modulates the West African Monsoon onset which in turn impacts on the seasonal rainfall in the Western African countries. We have shown that the oceanic mixed-layer parameters in the GG are mainly driven, at diurnal timescale, by both the surface heat fluxes and the subsurface processes (entrainment, vertical turbulent mixing). We have also evidenced that from a simple parameterization of the Turbulent Kinetic Energy (TKE) based on a 1. 5 closure moment, it is possible to retrieve the turbulence dissipation in this region. In order quantify the potential role of the wind stress in the oceanic mixed-layer variability, we utilize a dynamical linear model forced by wind stress anomalies and where in the equation governing the sea surface variability, the surface heat fluxes are ignored. The results show that near the equator (3°S-3°N), the signal is retrieved; however away from this band (3°S-3°N), the amplitude of the oceanic mixed-layer parameters is largely underestimated meaning that the wind stress is not the leading process in these latitudes. Mixed-layer heat budgets from Argo profiles allow identifying both the role of surface heat fluxes and the vertical mixing in the GG. The GG is subdivided into boxes with respect to the dynamic and the thermodynamic and in each box the budget is estimated. The results show that the surface heat fluxes and the vertical mixing term dominate the budget at all timescales. This vertical mixing, estimated as a residual in this study, is compared with independent turbulence data measured during EGEE/AMMA campaigns during 2005-2007 (Marcus Dengler, personal communication; Rhein et al. , 2010). The results show that the vertical mixing compares very well with the independent turbulence data in terms of spatial and temporal variability. This vertical mixing is strong in the region except in the South of the GG and its seasonal cycle is largely modulated by the buoyancy heat flux and the wind stress. These results and those obtain from the diurnal cycle allow to stress that the oceanic mixed-layer in the GG s largely driven at all timescales by the surface heat fluxes and the subsurface processes