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Défi Golfe de Gascogne - Brest, déc. 2002 Modèle de dépendance Océano - Météo, bloom phytoplanctonique Sylvie VanIseghem Ifremer Brest - TMSI/IDM/Cellule.

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1 Défi Golfe de Gascogne - Brest, déc Modèle de dépendance Océano - Météo, bloom phytoplanctonique Sylvie VanIseghem Ifremer Brest - TMSI/IDM/Cellule OcéanoMétéo http//www.ifremer.fr/metocean

2 Défi Golfe de Gascogne - Brest, déc Lobjectif de cette étude est de déterminer les situations Océano-Météo favorables à l occurrence des blooms phytoplanctoniques dans la zone sud Bretagne. Situation Océano-Météo : description des conditions d environnement (en fonction du phénomène choisi - les blooms phytoplanctoniques). Situation favorable : situation Océano Météo ayant, d après l historique des données, aboutit au développement du phénomène physique ou biologique considéré. Bloom phytoplanctonique : efflorescence algale. Il est caractérisé par sa localisation, son intensité, sa durée... On s intéresse aux blooms précoces (Mars), au large, zone sud Finistère. Introduction

3 Défi Golfe de Gascogne - Brest, déc La démarche Partie II. Modélisation pertinente de la situation Océano-Météo Partie I. Caractérisation du phénomène Biologique choisi, ici Bloom Phy. Partie III. Modèle de dépendance variables débit et vent à différentes échelles de temps. 2 types dinformations Situations Océano-Météo, Si.O.M Algorithme de classification Valeur des caractéristiques du phénomène Bloomdans chaque classe Déduction des types de Situations Océano-Météo favorables à loccurrence des blooms

4 Défi Golfe de Gascogne - Brest, déc Partie I. : Le phénomène de bloom phytoplanctonique Environnement Partie I. Caractérisation du phénomène Biologique choisi, ici Bloom Phytoplanctonique Info.1 - Blooms observés : (campagnes, données satellites ) Dates d observation Ne permet pas de regrouper les situations « Océano-Météo » par types de situations - (4 ans de données) Valeur des paramètres physiques aux dates correpondantes : faible salinité, forte stratification, rayonnement impt. Choix des paramètres physiques explicatifs du bloom : salinité - Sa, stratification - St, rayonnement - Ra Info.2 : Résultats de modèles déterministes, depuis 1985 Permet de mettre en relation les paramètres physiques, explicatifs du bloom et les situations Océano-Météo. 2 types dinformations

5 Défi Golfe de Gascogne - Brest, déc Partie I. : Le phénomène de bloom phytoplanctonique Environnement Info.1 - Blooms observés : ANNEE 2000 ANNEE 1998 ANNEE 1999

6 Défi Golfe de Gascogne - Brest, déc Partie I. : Le phénomène de bloom phytoplanctonique Environnement Info.2 : Résultats de modèles déterministes, depuis 1985 Stratification Salinité

7 Défi Golfe de Gascogne - Brest, déc Partie I. : Le phénomène de bloom phytoplanctonique Environnement Info.2 : Résultats de modèles déterministes, depuis Point 1 Point 2 Point 3 Tri des années selon lordre croissant de la variable salinité Forte variabilité spatiale Forte variabilité spatiale Dans la suite de l étude, on considère le point 3

8 Défi Golfe de Gascogne - Brest, déc Partie II. : L environnement Océano-Météo Partie II. Modélisation pertinente de la situation Océano-Météo Considération des variables débit et vent à différentes échelles. - 3 échelles de temps - long terme [J - 4 mois, J] moyen terme [J - 1 mois, J] court terme [J - 2 jours, J]

9 Défi Golfe de Gascogne - Brest, déc Partie II. : L environnement Océano-Météo I. Les données Zone détude Débits fleuves Vent (vitesse -dir.) II. La modélisation : 3 échelles de temps Situation Océano-Météo à long terme [J - 4 mois, J] Paramètre physique à expliquer : la salinité Etude Débit -Vent sur les 4 mois précédant le bloom Indice dEauDouce, ED. (D,Vi, Vd) Situations Océano-Météo à court terme [J - 2 jours, J] Paramètre physique à expliquer : lensoleillement Etude Vent sur les deux jours antérieurs au bloom (ou directement avec modèle Météo-France) Indice dEnsoleillement, E (Vi,Vd) Situations Océano-Météo à moyen terme [J - 1 mois, J] Paramètre physique à expliquer : la stratification haline Etude Débit - Vent sur le mois précédant le bloom Indice de Mélange, M (D,Vi, Vd) La capacité des indices à estimer la valeur des paramètres physiques est primordiale pour létude du modèle de dépendance

10 Défi Golfe de Gascogne - Brest, déc Partie II. : L environnement Océano-Météo Situation Océano-Météo à long terme [J - 4 mois, J] Paramètre physique à expliquer : la salinité Etude Débit -Vent sur les 4 mois précédent le bloom Indice dEauDouce, ED. (D,Vi, Vd)

11 Défi Golfe de Gascogne - Brest, déc Partie II. : L environnement Océano-Météo Situations Océano-Météo à moyen terme [J - 1 mois, J] Paramètre physique à expliquer : la stratification haline Etude Débit - Vent sur le mois précédent le bloom Indice de Mélange, M (D,Vi,Vd)

12 Défi Golfe de Gascogne - Brest, déc Partie II. : L environnement Océano-Météo Situations Océano-Météo à court terme [J - 2 jours, J] Paramètre physique à expliquer : lensoleillement 2 possibilités : Utilisation directe du paramètre dirradiance Météo- France SI disponible en temps réel Etude Vent sur les deux jours antérieurs au bloom Indice dEnsoleillement, E(Vi,Vd)

13 Défi Golfe de Gascogne - Brest, déc Partie III. : Le modèle de dépendance Partie III. Modèle de dépendance X : Situations Océano-Météo, appelées individus Y : Paramètres explicatifs du phénomène appelés variables Algorithme de classification Valeur des caractéristiques du phénomène Bloomdans chaque classe Déduction des types de Situations Océano-Météo favorables à loccurrence des blooms

14 Défi Golfe de Gascogne - Brest, déc Partie III. : Le modèle de dépendance X : Situations Océano-Météo, appelées individus ED. long terme M. moyen terme E. court terme Algoritmes de classification (classification hiérarchique) Si on considère les trois échelles de temps : 9 individus caractérisés par 8 variables difficile de détermininer des typologies de situations Océano-Météo Un exemple de classification : considération des Situations Océano-Météo à long terme (ED)

15 Défi Golfe de Gascogne - Brest, déc Partie III. : Le modèle de dépendance Un exemple de Classification : Situation Océano-Météo à long terme (ED) Classification hiérarchique des 9 individus en 4 classes - (distances entre individus puis agrégation) 1ère Classe Années ème Classe3ème Classe4ème Classe Débit Moyen Vent moyen résiduel provenance est sud-sud ouest ouest - nord ouest ouest-sud ouest direction très faible moyen fort très fort Salinité forte moyenne variable faible Stratification faible moyenne variable forte 4ème classe, type de situation Océano-Météo favorable à une forte stratification et faible salinité. 4ème classe, type de situation Océano-Météo favorable à une forte stratification et faible salinité.

16 Défi Golfe de Gascogne - Brest, déc Conclusion Les paramètres d environnement (débit et vent) considérés à différentes échelles semblent permettre de suivre l évolution des paramètres physiques salinité et stratification. Pour passer au stade des typologies de situations Océano-Météo, il faut que le nombre de variables caractérisant la situation Océano-Météo soit très inférieur au nombre d « individus ». Bloom phytoplanctonique : étude avec 9 années , phénomène annuel donc 9 individus. Nombre maximal possible d années : 16, Ce nombre est il suffisant pour établir une typologie?? Autre démarche : établir des typologies de situations Océano-Météo par échelle de temps, définir des types de situation Océano-Météo liés à des phénomènes « intermédiaires », évolution de la salinité, stratification...


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