La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

Le système automatisé MAREL- Iroise: mesures haute fréquence en environnement côtier, suivi de f CO 2 dans leau de mer de surface Anne Julie Cavagna, Jacques.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "Le système automatisé MAREL- Iroise: mesures haute fréquence en environnement côtier, suivi de f CO 2 dans leau de mer de surface Anne Julie Cavagna, Jacques."— Transcription de la présentation:

1 Le système automatisé MAREL- Iroise: mesures haute fréquence en environnement côtier, suivi de f CO 2 dans leau de mer de surface Anne Julie Cavagna, Jacques Guillou, Emilie Follenfant, et Paul Tréguer, IUEM-UBO-CNRS et Stéphane Blain, Université dAix Marseille II

2 Introduction 1-Objectifs de lObservatoire du Domaine côtier de lIUEM 2-Variabilité des paramètres physiques, chimiques et biologiques depuis Suivi de la fugacité en CO 2 depuis 2003: premier bilan Conclusions et perspectives

3 Le site dobservation

4

5 Le site dimplantation de MAREL-Iroise Le site dimplantation de MAREL-Iroise Site dimplantation Interface entre locéan Atlantique et la rade de Brest Importance des échanges avec locéan Absence de stratification sauf en période de crues

6 1-Objectifs de lObservatoire du Domaine côtier de lIUEM 1-Observation de la variabilité physique, chimique et biologique décosystèmes et de biotopes typiques de lEurope Occidentale 2-Base de données (Système dinformation de lEnvironnement Côtier) 3-Variablité climatique naturelle vs. anthropique 4-Modélisation diagnostique et prognostique

7 2-Variabilité des paramètres physiques, chimiques et biologiques depuis 2000

8 Bouée MAREL IROISE Station SOMLIT (Mole de Ste Anne du Portzic)

9 Station Automatique MAREL "Iroise" Collaboration IUEM/UBO- IFREMER- INSU Transmission des données en temps réel Affichage graphique : site web haute fréquence F=20 mn Température, salinité, oxygène dissous, pH, turbidité, fluorescence, PAR, météorologie, pCO 2 depuis février 2003 Opérationnelle depuis juillet 2000

10

11

12

13

14

15

16 3-Suivi de la fugacité en CO 2 depuis 2003: premier bilan

17 Contexte scientifique 1/2 des émissions anthropiques stockée dans latmosphère lautre 1/2 absorbée par locéan et la biosphère terrestre océan : puits majeur de CO 2 atmosphérique anthropique (30%) rôle clé de la zone côtière Cycle global du carbone (années 1990) Aujourdhui : 7,5 ± 1,5 GtC.an -1

18 Objectifs de létude menée en coopération entre lIUEM, le LODyC, lINSU et lIfremer/DITI Analyse de la variabilité annuelle et journalière pour f CO 2 et O 2 de surface en environnement côtier (étude série temporelle en un point fixe) Estimation flux déchange de CO 2 à linterface océan / atmosphère : source ou puits à léchelle annuelle ? Aptitude du capteur CARIOCA à la mesure de f CO 2 (variabilité importante en environnement côtier)

19 Le système automatisé MAREL-Iroise mer air Mesure dans lair : PAR (Photosynthetically Available Radiation) Mesure dans leau pompée : température, salinité, turbidité, fluorescence, O 2 dissous Système anti-salissure pompe Capteur de f CO 2 immergé avec système anti-salissure intégré

20 le capteur de f CO 2 type CARIOCA Système anti-salissure : chloration par électrolyse de leau Spectrophotomètre mesurant la f CO 2 eau de mer à partir de la variation de pH de la solution dindicateur coloré (quand f CO 2 augmente, pH diminue) Fréquence de mesure horaire Gamme mesure : 200 et 800 µatm (précision de ± 3 µatm) Pompe et électronique Poche de colorant (bleu de thymol)

21 Le capteur de f CO 2 type CARIOCA Technique de mesure du capteur CARIOCA 1ère période2ème période3ème période4ème période fCO 2 colorant 4 = (1 - µ)(P4 + µP3 + µ 2 P2 + µ 3 P1) + µ 4 p0 µ = e -t/τ avec t = 1 heure et τ = 30 min Cellule du spectrophotomètre pc0 PE1 PE2 PE3 PE4 pc4 I0I0 I Membrane semi-perméable en silicone Eau de mer Solution dindicateur coloré Bleu de Thymol dans eau de mer

22 le capteur de f CO 2 type CARIOCA Sur le système automatisé MAREL-Iroise : impact du biofouling 20 mA Courant de chloration optimal pour parer au biofouling sans affecter la mesure de f CO 2 : 20 mA

23 Variabilité annuelle de f CO 2 et de O 2 Variabilité annuelle de f CO 2 et de O 2 Dérive du capteur CARIOCA Observation qualitative dune anticorrélation entre O 2 et f CO 2 à léchelle annuelle Forte anticorrélation en période productive

24 Variabilité journalière de f CO 2 et de O 2 Variabilité journalière de f CO 2 et de O 2 Haute variabilité journalière pour O 2 et f CO 2

25 Variabilité journalière de la f CO 2 et de lO 2 Impact du cycle diurne et du cycle de marée sur la variabilité journalière de O 2 et f CO 2 (échange avec latmosphère pas pris en compte) 23 mai (00h) au 10 juin (09h) Outil Transformée de Fourier Marée O2O2 f CO 2

26 Utilisation des mesures de pCO 2 atmosphériques Mace Head Site de mesure le plus proche de la zone détude Mace Head (ORE-RAMCES) pCO 2 atm (moyenne annuelle) = 371,6 ± 7,4 µatm xCO 2 (moyenne annuelle) = 377 ± 6 ppm Année 2003

27 Mace Head, pylône de prélèvement (http://www.ipsl.jussieu.fr/services/Observations/OLD/RAMCES/SITEmhd.htm)

28 Estimation du flux déchange de CO 2 entre océan et atmosphère F = k. α. p CO 2 sea-air Vitesse de transfert du CO 2 Wanninkhof (1992) Coefficient de solubilité Weiss (1974) F = 2,4 ± 0,7 mol C.m -2.an -1 F = 28,8 ± 7,9 g C.m -2.an -1 F = 105,6 ± 28,6 g CO 2.m -2.an -1 Bilan annuel du flux déchange de CO 2 entre océan et atmosphère au niveau du site dimplantation de MAREL-Iroise :

29 Estimation du flux déchange de CO 2 entre océan et atmosphère La zone étudiée est une source nette de CO 2 pour latmosphère à léchelle annuelle (pour lannée 2003) Daprès lestimation du flux, le système serait donc hétérotrophe net à léchelle annuelle Bilan annuel du flux de CO 2 (mol.m -2.an -1 ) sud de la mer du Nord 0,5 (Thomas et al., 2004) panache de la rivière Scheldt (côte belge)1,1 à 1,9 (Borges et Frankignoulle., 2002) Manche environ 0 (Borges et Frankignoulle., 2003) estuaires extérieurs (Europe)environ 10 (Frankignoulle et al., 1998) estuaires intérieurs (Europe)environ 100 (Frankignoulle et al., 1998) Interface mer d'Iroise / rade de Brest (Bretagne)2,4 ± 0,7 (résultats de cette étude)

30 Conclusion générale et perspectives Importance et complexité des processus régissant la variabilité de la f CO 2 à léchelle journalière Estimation de la zone détude comme une source nette de CO 2 pour latmosphère ; bilan annuel typique de lEurope du Nord (environnement côtier) Quantification des processus régissant la variabilité de la f CO 2 à léchelle journalière Etude sur le long terme de la série temporelle à haute fréquence de f CO 2 Validation de lexactitude des mesures automatiques de f CO 2 par des mesures indirectes Mesure de pCO 2 atmosphérique sur le site dimplantation de MAREL-Iroise Intérêt dinstaller des systèmes autonomes tels que MAREL-Iroise,caractérisés par acquisition série temporelle à haute fréquence, en environnement côtier

31

32 Mesures haute fréquence de la f CO 2 de leau de mer de surface en environnement côtier par le système automatisé MAREL-Iroise Anne Julie Cavagna

33 Impact de la chloration sur les mesures de f CO 2 Pas de sursaturation significative du % O 2 dissous Augmentation de la FFU couplé à la baisse de f CO 2 jusquau 21 mars A partir du 21 mars augmentation de la f CO 2 non corrélée à une baisse de la FFU (µg.L -1 ) Variabilité de la f CO 2 due en partie à une activité biologique et en partie un impact de la chloration

34 Le capteur de f CO 2 type CARIOCA Technique de mesure du capteur CARIOCA Source de lumière Membrane silicone Mesure de labsorbance optique à 596, 435, 810 nm Indicateur coloré Bleu de Thymol dans eau de mer EAU DE MER 1ère période2ème période3ème période4ème période pc0 PE1 PE2 PE3 PE4 pc4 pCO 2 colorant 4 = (1 - µ)(P4 + µP3 + µ 2 P2 + µ 3 P1) + µ 4 p0 µ = e -t/τ avec t = 1 heure et τ = 30 min


Télécharger ppt "Le système automatisé MAREL- Iroise: mesures haute fréquence en environnement côtier, suivi de f CO 2 dans leau de mer de surface Anne Julie Cavagna, Jacques."

Présentations similaires


Annonces Google