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Modélisation de la réponse de la circulation et des ecosystèmes aux variations climatiques en Méditerranée nord-occidentale Marine Herrmann Sous la direction.

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1 Modélisation de la réponse de la circulation et des ecosystèmes aux variations climatiques en Méditerranée nord-occidentale Marine Herrmann Sous la direction de C. Estournel et F. Diaz En collaboration avec le CNRM (S.Somot, F. Sevault)

2 Contexte et objectifs de l'étude Contexte et objectifs de l'étude Méthodes et outils Méthodes et outils Premiers résultats: étude dune année moyenne Premiers résultats: étude dune année moyenne Perspectives Perspectives Plan de lexposé

3 Contexte et objectifs de l'étude Contexte et objectifs de l'étude Méthodes et outils Méthodes et outils Premiers résultats: étude dune année moyenne Premiers résultats: étude dune année moyenne Perspectives Perspectives Plan de lexposé

4 Flore méditerranéenne : espèces Faune marine : 900 espèces 150 millions de personnes habitant sur km de côtes 100 millions de touristes par an Trafic maritime : traversées par an Activité halieutique: emplois répartis sur navires Environ 60 raffineries de pétrole versant tonnes/an de pétrole à la mer Source : UICN - OCDE- PNUE Contexte

5 Contexte Circulation cyclonique Coups de vent du nord (Mistral, Tramontane) Activités humaines (industrie, tourisme, pêche) Forte population (Marseille, Barcelone) Apports continentaux (le Rhône) Convection profonde Remontée de nutriments Forte production biologique CL S

6 Objectifs Circulation marine et biologie très sensibles au forçage atmosphérique Etude du CNRM (S.Somot, F.Sevault, M.Déqué): OPAMED8/ARPEGE Climat sur lensemble de la Méditerranée , scénario IPCC A2 OM8-ARP Augmentation de la température (SST +2.5 °C) Augmentation de la salinité (SSS psu) Diminution de la fréquence et de lintensité des coups de vents et de la convection profonde Certainement une influence sur la production biologique Etudier limpact des variations climatiques sur la circulation marine et sur la biologie en Méditerranée Nord-Occidentale NOTRE BUT : ?

7 Contexte et objectifs de l'étude Contexte et objectifs de l'étude Méthodes et outils Méthodes et outils Premiers résultats: étude de lannée Premiers résultats: étude de lannée Perspectives Perspectives Plan de lexposé

8 Outils et méthodes Forçage atmosphère océan biologie 1: Forcer le modèle océanographique Symphonie par les sorties du modèle atmosphérique ARPEGE-Climat et du modèle océanographique OPAMED8 Résolution: - OPAMED8 ~10km - Symphonie 3km Accès à la méso-échelle : processus régionaux et côtiers

9 Outils et méthodes 2: Coupler Symphonie avec le modèle biogéochimique ECO3M du LOB Chifflet et al., 2001 Complexité de la réponse biologique aux forçages physico-chimiques Besoin dun modèle biogéochimique avec un nombre suffisant de compartiments Forçage atmosphère océan biologie

10 Outils et méthodes La variabilité interannuelle dans la période actuelle Années chaudes, avec peu de vent peu de convection profonde Années froides, avec beaucoup de vent mélange convectif Méthode : Identifier des années « typiques » (chaudes, froides, moyennes), pour voir si la variabilité interannuelle est reproduite SST ( o C) | τ | (N/m 2 ) MAIS Faire tourner Symphonie sur 40 ans : TROP LONG !

11 On veut étudier la réponse de la physique et de la biologie à lévolution climatique à long terme Méthode : Comparer les résultats du modèle sur des années « typiques » ou des périodes de plusieurs années dans le présent ( ) et dans le futur ( ) Outils et méthodes Limpact du changement climatique SST +2.5 °C SSS psu Diminution de la fréquence et de lintensité des coup de vents et de la convection profonde Somot, 2005

12 Contexte et objectifs de l'étude Contexte et objectifs de l'étude Méthodes et outils Méthodes et outils Premiers résultats : étude de lannée Premiers résultats : étude de lannée Perspectives Perspectives Plan de lexposé

13 Le Courant Liguro-Provençal (LPC) : Caractéristiques principales Courant moyen (oct-sept): entre 0 et 1000 m SYMPHONIE 2.4 Sv OM8-ARP 4.6Sv entre 0 et 1000 m SYMPHONIE 3.6 Sv OM8-ARP 6.0Sv Observations: Béthoux et al., 1982: 2.2 Sv au large de Nice Conan et Millot,1995: 2 Sv au large de Marseille SYMPHONIEOM8-ARP Courant à 50m (m/s) Résultats

14 Observations: Béthoux, 1988: 33 km large au large de Nice Conan et Millot, 1995: 30-50km large au large de Marseille Le Courant Liguro-Provençal (LPC) : Caractéristiques principales SYMPHONIEOM8-ARP 65 km40 km Courant normal (m/s) Résultats

15 Le Courant Liguro-Provençal (LPC): Variabilité saisonnière Courant normal (m/s) Observations: Albérola et al.,1996, Béthoux et al.,1988 Juin-Décembre : large et peu profond Janvier-Avril : étroit et profond Résultats Courant à 60m (m/s)

16 LEau Levantine Intermédiaire (LIW) SYMPHONIEOM8-ARP Température ( o C) et courant à 600 m de profondeur Mélange de la LIW au cours de son parcours cyclonique (Millot, 1987) Résultats

17 SYMPHONIEOM8-ARP Température ( o C) LEau Levantine Intermédiaire (LIW) Résultats

18 La convection dans le Golfe du Lion Diffusivité verticale (m 2 /s) (difv> - 4 m 2 /s) Densité (kg/m 3 ) SYMPHONIE 26/03/1968 Période de convection maximale OM8-ARP Février SYMPHONIE Mars DOrtenzio et al., 2005Mars Max deau dense le 26/03 Résultats

19 La convection dans le Golfe du Lion Résultats

20 Mertens et al., 1998 Madec et al., 1991 La convection dans le Golfe du Lion SYMPHONIE, mars 1968OM8-ARP, février 1968 Densité de surface (kg/m 3 ) et courant à 60m Largeur de la zone de convection ~130 km Gascard,1978 ; Anati et Stommel,1970; Swallow et Gaston,1973 Centrée en (5 o E, 42 o N) 100 km Résultats

21 La convection dans le Golfe du Lion Caractéristiques de leau profonde formée : SYMPHONIE : kg/m 3, psu, 12.3 o C OM8-ARP : kg/m 3, psu, 12.3 o C Volume deau profonde formée (ρ> kg/m 3 ) SYMPHONIE : 0.67 Sv OM8-ARP : 0.8 Sv Autres études numériques: Myers and Haines, 2002 : 0.2 Sv Lascaratos et Nittis, 1998 : 0.2 Sv Castellari et al., 2000 : 0.25 Sv et 1.1 Sv Peu dobservations … OM8-ARP Février 1968 Densité (kg/m 3 ) SYMPHONIE 12/03/1968 Résultats

22 Densité et courant à 30 m le 26/03/1968 La convection dans le Golfe du Lion Méandres de 40 à 80 km de diamètres, tourbillons Killworth, 1976; Stommel, 1972; Madec et al., 1991 Résultats

23 Contexte et objectifs de l'étude Contexte et objectifs de l'étude Méthodes et outils Méthodes et outils Premiers résultats: étude de lannée Premiers résultats: étude de lannée Perspectives Perspectives Plan de lexposé

24 Perspectives Mise en place du couplage physique-biologie et validation Mise en place du couplage physique-biologie et validation Etude de la variabilité interannuelle sur les années présentes Etude de la variabilité interannuelle sur les années présentes Etude des années futures Etude des années futures

25 Merci de votre attention !


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