DESCRIPTIF DE LA SÉRIE TEMPORELLE SITES ÉTUDIÉS OBJECTIFS LE SERVICE D’OBSERVATION DU MILIEU LITTORAL DE L’OBSERVATOIRE OCEANOLOGIQUE DE ROSCOFF. EXEMPLE DE SURVEILLANCE DE LA ZONE CÔTIERE EN MANCHE OCCIDENTALE Thierry Cariou, Pascal Morin, Éric Macé et Marc vernet Observatoire Océanologique de Roscoff, FR CNRS 2424, Place G. Teissier, BP 74, 29682 Roscoff cedex (Contact : cariou@sb-roscoff.fr) http://www.sb-roscoff.fr/Somlit/ SOMLIT DESCRIPTIF DE LA SÉRIE TEMPORELLE SITES ÉTUDIÉS OBJECTIFS Astan large Somlit L'objectif général de SOMLIT est d'acquérir par une observation systématique et coordonnée au niveau national d'un ensemble de paramètres hydro - climatiques, chimiques et biologiques communs à tous les sites afin de permettre une étude comparée de séries d'observations à long terme. Les études de processus concernant le fonctionnement des écosystèmes sont effectuées dans les différents sites dans le cadre de programmes de recherches spécifiques (exemple : le PNEC = Programme National Écosystèmes Côtiers, PICODIV à Roscoff) à chaque station. Ces observations à long terme ont pour objectifs : 1 - de définir pour chaque site une situation de "normalité" à partir de laquelle toute perturbation accidentelle pourra être étudiée. 2 - d'établir les fluctuations annuelles et inter - annuelles intra - sites et inter - sites. 3 - d'établir les fluctuations communes aux différents sites afin de mettre en évidence les réponses du littoral à des forçages climatiques ou anthropiques globaux et de distinguer entre les deux sources de variabilité. La série temporelle multiparamétrique de l'Observatoire Océanologique de Roscoff a été mise en place en janvier 1985 à l'initiative de Alain Sournia. Les variables physiques, chimiques et biologiques (température, salinité, oxygène dissous, nitrates, nitrites, ammonium, phosphates, silicates, chlorophylle a, phéopigments, carbone et azote organiques particulaires) sont mesurées selon une fréquence bimensuelle à l'extrémité de l'estacade, longue de 500mètres, du port de Roscoff. Depuis 2000, le suivi est réalisé en 2 points caractéristiques : (cf Figure 1) - de la zone littorale : Site ESTACADE : Les prélèvements sont effectués à proximité de la côte à l'extrémité de l'estacade, longue de 500 mètres, du port de Roscoff. La profondeur y est de 3 à 11 mètres selon la marée et les prélèvements sont effectués en subsurface (1m). Ce point littoral peut être soumis sous certaines conditions à des influences continentales et/ou anthropiques. Une vingtaine de variables physiques, chimiques et biologiques ont été acquises de 1985 à 1992 selon une fréquence bimensuelle en une station littorale accessible sans embarcation. Cette série, interrompue en janvier 1993 a été reprise depuis avril 1994 avec un nombre plus restreint de variables (une dizaine) correspondant aux variables actuellement suivies dans le cadre du réseau Somlit. - des eaux océaniques de Manche Occidentale : Site ASTAN Large SOMLIT: les prélèvements sont effectués à proximité de la bouée d'Astan (NE de l'île de Batz) où la profondeur de la colonne d'eau atteint 60m. Du fait du brassage intense et permanent par les courants de marée, la colonne d'eau reste homogène en température et salinité pendant l'ensemble de l'année. Cette station est représentative de la Manche Occidentale (en termes de structure et de profondeur moyenne de la colonne d'eau). Deux niveaux sont échantillonnés (surface et fond -10m). Astan large SOMLIT Bouée Astan Estacade SOMLIT SBR Bloscon STRATÉGIE D ’ÉCHANTILLONNAGE Bloscon Deux types de mesures sont réalisées actuellement dans le cadre de SOMLIT à l'Observatoire Océanologique de Roscoff : - des mesures à des profondeurs discrètes dans la colonne d'eau avec prélèvements d'échantillons d'eau de mer à l'aide de bouteilles de type Niskin de 5 litres de contenance selon une fréquence bimensuelle. - des mesures en continu par acquisition de profils en température, salinité, fluorescence et lumière (PAR) à l'aide d'une sonde de type Seabird SBE 19. Ces mesures sont effectuées en routine depuis janvier 2000 selon une fréquence bimensuelle. 1 : 60 000 750 1 500 3 000 4 500 6 000 Meters Figure 1 Positions géographiques des sites étudiés. EXEMPLES DE CAS PARTICULIERS PAR RAPPORT AUX SITUATIONS DE REFERENCE ENTRE 2000 ET 2005 (POINT ASTAN LARGE) SITUATION DE RÉFÉRENCE AU POINT ASTAN LARGE (Figure 2) La situation de référence a été établie à partir des valeurs moyennes mensuelles pour les différentes variables physiques, chimiques et biologiques échantillonnés pour la période comprise entre 2000 et 2005. Cette situation de référence sert de situation de « normalité » à partir de laquelle les fluctuations annuelles et inter-annuelles pourront être étudiées. Elle permet également d’évaluer les perturbations accidentelles qui pourraient être observées sur ce site. Le cycle moyen annuel au point ASTAN LARGE est caractéristique des systèmes homogènes observés en Manche Occidentale. Il se caractérise par un maximum estival de biomasse phytoplanctonique et en ammonium et l’absence d ’un épuisement total en nutriments. Le minimum hivernal de température est observée en mars et le maximum estival en aout. Le cycle annuel moyen des salinités se caractérise par un minimum en mai et un maximum automnal en octobre. Des exemples d’années particulières par rapport aux situations de référence établies par les moyennes mensuelles des paramètres mesurés sont montrés sur 3 graphiques (figures 3,4, 5). La figure 3 montre le cas de la salinité : L’année 2001 présente une dessalure hivernale très importante conséquence des fortes précipitations des mois précédents. Une autre année est remarquable : 2005. Contrairement à 2001, cette année a montré des valeurs de salinité supérieures à la moyenne avec un cycle saisonnier peu marqué. Les cycles saisonniers en nitrate (figure 4) ont montré pour ces 2 années des variations liées aux salinités : On remarque qu’entre janvier et avril 2001 les teneurs en nitrate sont nettement supérieures à la moyenne alors qu’en 2005 le phénomène inverse se produit avec des valeurs de nitrate faibles pendant la même période de fortes salinités. La figure 5 présente le cas des teneurs en chlorophylle a, indice de l’abondance de la biomasse. Un pic printanier de chlorophylle a exceptionnel (4,5 µg/L) a eu lieu en 2003. On peut comparer cette année 2003 au cycle référence et à l’ année 2005 proche de la moyenne. RESULTATS OBTENUS DEPUIS 2000 AU POINT SOMLIT ASTAN LARGE Figure 2 : Situations de référence au site Astan large (Manche Occidentale) obtenues à partir des valeurs moyennes mensuelles des paramètres physico-chimiques Cycle annuel des teneurs moyennes en chlorophylle a, phéopigments et % saturation en oxygène dissous (2000 - 2005) sur le site ASTAN LARGE à Roscoff. Cycle annuel des températures et salinités moyennes (2000 - 2005) sur le site ASTAN LARGE à Roscoff Cycle annuel des teneurs moyennes en ammonium, nitrites et nitrates (2000 - 2005) sur le site ASTAN LARGE à Roscoff. Cycle annuel des teneurs moyennes en phosphates et silicates (2000 - 2005) sur le site ASTAN LARGE à Roscoff. Figure 3 : cycles annuels des salinités au point Astan large en 2001 et 2005 comparés au cycle moyen référence Figure 4 : cycles annuels des nitrates au point Astan large en 2001 et 2005 comparés au cycle moyen référence Figure 5 : cycles annuels de chlorophylle a au point Astan large en 2001 et 2005 comparés au cycle moyen référence PERSPECTIVES ET DEVELOPPEMENT DES ACQUISITIONS : AUTOMATISATION DES MESURES Depuis janvier 2003, une sonde Seabird de température et pression SBE 39 (cf photo 1 et 2) a été mouillée au point Bloscon. Cette sonde est placée sur le fond (hauteur de colonne d’eau = environ 20 m) . Les mesures de température et pression s’effectuent toutes les 10 minutes. Le service de plongée de la SBR relève cette sonde tous les 2 à 3 mois afin de décharger les données et d’entretenir le matériel. Depuis juillet 2005, une seconde sonde a été mise en place au point Estacade (cf figure 1). Projet à venir L’Observatoire de la SBR souhaite franchir une nouvelle étape en installant une bouée multi-instrumentée (schéma 1) réalisant l’acquisition de données océanographiqes et météorologiques. Ces données seront transmises en temps quasi-réel par VHF. Les capteurs océanographiques sont les suivants : Les capteurs météorologiques sont les suivants : - température de l’eau de mer - température de l’air - la salinité - vitesse et direction du vent - la pression - pression atmosphérique - la fluorescence La bouée Astan est prévue pour accueillir ce système. Une collaboration avec les Phares et Balises et le Centre de Météorologie Marine est envisagée. L’installation sera effectuée en collaboration avec la Division Technique de l’INSU. Ce système s’inspire du réseau GOMOOS mis en place dans le Golfe du Maine aux Etats Unis. Photo 1 : Sonde SBE 39 Photo 2 : Mise à l’eau de la sonde SBE 39 Schéma 1 : Projet d’équipement de capteurs sur la bouée ASTAN