2009 11 20 presentation previmer · model results (MERCATOR, WW3,…), climatologies Spatial data...

OBSERVATIONS& PREVISIONS COTIERES

PREVIMERobservations & prévisions côtières

Description générale

Novembre 2009

présentation PREVIMER - Novembre 2009

2www.previmer.org

Objectifs PREVIMERconstruire pour les 3 façades un système d’observations et de prévisions sur les thématiques suivantes :

• circulation hydrodynamique (courants, température, salinité, niveaux, surcotes),

• état de mer (hauteur et direction des vagues),• état biogéochimique des masses d’eau (oxygène

dissous, nutriments) et production primaire (chlorophylle totale), prise en compte des processus biologiques : algues toxiques, microbiologie et halieutique.

• turbidité, estimation du transport sédimentaire.2006-2007 : phase 1 de démonstration sur sites pilote2008-2012 : phase 2 vers un système opérationnel

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Les utilisateursPREVIMER s’adresse :

• au grand public (baignade, plongée, pêche à pied, loisirs nautiques…),

• aux professionnels (conchyliculteurs, pêcheurs, transport et sécurité maritime, industrie off-shore),

• aux gestionnaires de l’environnementlittoral (collectivités et administrations),

• aux scientifiques (coopération nationale et européenne),

• aux bureaux d’étude (étude d’impact, systèmes d’alerte…).

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Partenaires du projetPartenaires financiers

Projet cofinancé par l’union européenne et coordonné par l’Ifremer

Partenaires techniques et scientifiques

Partenaires industriels

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Les moyens d’observation

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Sonde Température Salinité (bouée Smatch)Objectif :

• fournir des séries de mesures longues en des points de référence (Température, Salinité)

Mise en œuvre :• 8 sondes dont 4 équipées d’un flotteur pour

mouillage autonome (partenariat NKE)• Système de gestion compatible Marel et Roslit• Projet de réseau des îles (pour une mesure

continue en des points fixes faiblement influencés par le continent).

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• Bouée carénée de mesure en Baie de Vilaine• Sonde multi-paramètres NKE, mesure fond et

surface des sels nutritifs (projet Trophimatique),• Transmission des données en temps réel vers le

centre de données• Emplacement réservé pour un profileur

acoustique• La bouée est une station d’accueil, pour tester

des capteurs, des analyseurs, des préleveurs et des protocoles de mesure. Elle fournira le support, l’alimentation électrique et la télétransmission

• Installation capteur d’ammonium Chemini (2009)

Bouée en Mer Ouverte Littorale : MOLIT

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Profileurs pour le plateau continental

• Profileur autonome pour le Golfe de Gascogne,

• montées et descentes dans la colonne d’eaupar modification de sa flottabilité,

• mesures cycliques de température et salinité,

• transmission des données en surface,

• autonomie de 360 profils programmablesentre 1 h et une semaine,

• système antidérive sur le fond.

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Participation aux réseaux d’observation préexistants

• Mise en place d’une bouée de houle aux Pierres Noires en mer d’Iroise(réseau CANDHIS du CETMEF)

Photo Guy Amis © CETMEF

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Participation aux réseaux d’observation préexistants

• Accès temps réel aux données des marégraphesdu SHOM (actuellement 8 temps réel sur les 35 ports) dont

• Le Havre, • Cherbourg, • Le Conquet,• Brest…

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Réseau de pêcheurs volontaires• Complément au programme

d’évaluation de l’effort de pêche,par l’étude et l’achat de sondes,

• acquisition en routine de mesures environnementales : température, salinité, fluorescence,

• transfert vers le centre de données àl’approche des côtes par GPRS,

• restitution des informations.

• Réalisation de capteurs par NKE.• Phase pilote sur 30 navires terminée.• Déploiement pour atteindre 300 navires. • Analyses bimestrielles dans le bulletin

PREVIMER

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Poisson remorqué SCANFISH• poisson remorqué d’une largeur d’1.8 m

oscillant entre le fond et la surface le long de la route du navire.

• délivre des profils de température, salinité, fluorescence jusqu’à 200 m de profondeur.

Utilisation lors de mission ASPEX, été 2009 :

• Comparaison modèle (en haut) – mesures (en bas) de la température entre le fond et la surface le long de la radiale Arcachon-Penmarc’h du 20/07/2009.

• On peut observer que le modèle reproduit bien la structure générale de la colonne d’eau. La profondeur de la stratification est correcte malgré un mélange vertical qui parait un peu trop important dans le modèle. Les eaux les plus chaudes ont été observées dans le sud en surface, Les résultats du modèle sont bien en accord avec les observations, toutefois la maille du modèle (4 km) ne permet pas de reproduire toutes les petites structures mises en évidence par les mesures.

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Radars haute fréquence

• 2 stations radar, Porspoderet Cleden-cap-Sizun :

• estimation de l’état de mer :hauteur et direction des vagues,

• mesure des courants de surface.

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Suivi en station fixe :

•profil de turbidité

•profil de courant

•spectre directionnel de vagues

•température/salinité/turbiditéSurface & Fond

•Variations altimétriques du fond

•Large du Crosic (4 mois hiver 2007-2008)

•Baie de Quiberon (4 mois hiver 2009-2010)

Mesure de turbidité

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Exemple des mesures en octobre 2009

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Observations Satellite• Température de surface : haute résolution en

l’absence de nuage (infra-rouge) ou basse résolution (radar)

• Couleur de l’eau : exploitation des longueurs d’onde du visible et de l’infra-rouge

• Traitement d’images : algorithmes dédiés- chlorophylle-A- matière en suspension inorganique.

• Produits archivés :- collectés au CERSAT- distribués par le serveur Nausicaa- climatologies, tendances, anomalies

• Usages PREVIMER :- validation des modèles- assimilation (en développement pour SST)

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Le centre de données

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Les données nécessaires aux prévisionsPour alimenter les modèles de prévisions,le centre de données collecte les données :

• d’observations du milieu en s’appuyant sur le centre de données CORIOLIS

• météorologiques Météo France / CEP (vent, température, pression…),

• hydrologiques (débit des fleuves),

• océaniques du large Mercator / MFS (courant, température, salinité…),

• bathymétriques…

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Centralisation et accessibilité des données d’observation et de modélisations

Le centre archive les données et lesrésultats des modèles d’analyse et de prévision.

Le nouveau pôle de calcul est directement connecté à ce centre de données.

L’accès aux données numériques est personnalisé pour les acteurset utilisateurs de l’océanographie côtière opérationnelle (services WEB, OpenDAP, …).

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In situ dataVessel data (CTD,TSG, ADCP, …)T,S (Recopesca, island Network)Tide Gauge (SHOM)Swell buoys (CETMEF, Météo-France)Turbidity buoy (MOLIT)Marel Buoys (Roslit, Gironde)Radars (VIGICOTE)

Forcing dataRiver flow, rainfall and evapotranspiration, atmospheric data, model results (MERCATOR, WW3,…), climatologies

Spatial dataSST, Ocean colour

PREVIMER ModelsUp to 2 runs per day

PREVIMER Web siteForecasts on currents, waves, sea level, temperature and salinity on the French coastline at different scales.

Reference dataBathymetry (SHOM, IFREMER), coastline

Archive RDBMS + hard disk

Quality checks

Monitoring of the system

Data usersAccess through FTP, OpenDap, Thredds, http

Real time

Delayed mode

Model results = NetCDF files(24 Gigabytes per day)

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La modélisation pour fournir des analyses et des prévisions

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Analyses et prévisions pour les 3 façades avec zoom sur les zones d’intérêtOù ?

Quand ?Quoi ?

4km 1.2km

400m 250m

200mDe 0.5°à 6min

3600m400m

4km3km

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Prévisions de courants

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Prévisions des vagues

Résolution : 0.1°

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Résolution : 150m

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Superposition des 3 derniers runs de prévisions et de l’observation (rouge)

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Prévisions des spectres de vagues

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Comment lire un spectre de vagues ?

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Prévisions de niveaux et de surcotes

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Impact sur le littoral : 10/03/08

Brest : surcote ~60 cm le 10/03/2008 fortes conséquences car événement conjugué à :- mer grosse à très grosse- fort coefficient de marée (106)

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Observations et Prévisions de la température

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Observations et Prévisions de la température

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Impact des fleuves sur la salinité

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Un bulletin quotidien pour la mer d’Iroise

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Modélisation des nutriments et du phytoplancton

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Zoom en Bretagne• Détection satellitaire et modélisation

opérationnelle de la production végétale non-fixée (phytoplancton) dans la bande côtière bretonne.

• Contexte et objectifs : • Eutrophisation du milieu côtier breton de plus

en plus fréquente (marées vertes et proliférations phytoplanctoniques)

• Mise au point d’un outil de simulation temps réel du devenir du nitrate et du phosphate des rivières bretonnes dans la bande côtière bretonne, et des proliférations algales générées.

• Ouvert depuis juin 2008• Thèse de C. Pénard.

• Site web www.previmer.org : modele_eco_mars3d_bretagne

Sur Internet

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Des analyses en ligne sur le site WEB

Rédaction par les spécialistes Ifremer et mis en ligne à chaque analyse de nouveaux évènements.

Rédaction de bulletin bimestriel d’analyse

• Bulletins PREVIMER : www.previmer.org/newsletter/bulletin_d_informations_de_previmer

Sur l’Internet

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Quelques outils et applications PREVIMER

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Utilisation des champs de courants pour l’étude de transport Lagrangien

Réalisation du logiciel ICHTHYOP : • Simulation du transport de particules

utilisant les résultats des modèles 2D ou 3D ROMS ou MARS.

• Etude de l’impact de la circulation (i.e., courants, température) et facteurs biologiques (i.e., flottabilité, croissance) sur la dynamique des œufs et larves de poissons.

www.previmer.org/espace_projet/outils_r_d/ichthyopExemple de transport d’œufs d’anchois dans le golfe du Lion (Sardone)

zone de ponte des oeufs à 15m.les couleurs représentent la profondeur au moment de la ponte (vert, littoral, bleu 50-100m, jaune 100-200m, rouge 200-1000m)

48www.previmer.org

BMGTools : outil de création de fichiers de bathymétrie adaptés aux modèles

Les BathyMashGrid Tools permettent de :• créer des grilles et sous-grilles bathymétriques

utilisables par le code de calcul MARS (emboîtements gigogne ou AGRIF*) à partir de l’interpolation de sondes ou d’un MNT existant.

• définir des masques de calcul,• filtrer la bathymétrie pour garantir la stabilité des

modèles et la conservation des flux entre niveaux de grilles,

• apporter des corrections manuelles pour la prise en compte de nouveaux ouvrages (digues, dragage) et permettre ainsi l’étude d’impact.

(*) AGRIF: adaptative Grid Refinement In Fortran

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Exemple d’utilisation pour le modèle Iroise

Maillage 800m pour le modèle 3D et 150m pour le modèle 2D

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Prévisions de dérives de nappes • Collaboration avec le CEDRE, les

PREMAR (Préfectures Maritimes) et le REMPEC (Regional Marine Pollution Emergency Response Centre) : cellule de crise et exercices(InterRisk)

• En cours d’interfaçage des données PREVIMER avec MOTHY de Météo-France

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Qualité des eaux de baignade• PREVIMER fournit les conditions aux

limites pour des applications temps réel de prévision de la qualité des eaux de baignade..

• Exemple : www.qualicote.fr pour les plages de Cannes. Qualicote utilise également des modèles locaux WRF les observations de radar de pluie pour l’estimation des apports.

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Perspectives

53www.previmer.org

PREVIMER phase II (2008-2012)• Passer de la démonstration à un service opérationnel (décision CDO),• Perfectionnement du système :

• agrandir la couverture géographique et les fenêtres de prévisions,

• raffiner les modèles de façade vers les zones littorales d’intérêt,

• proposer des indicateurs,• intégrer les avancées de la recherche,• pérenniser les réseaux d’observation,• améliorer et sécuriser le système,• devenir le support pour les services et les recherches avals.

• Evolutions PREVIMER : www.previmer.org/presentation/prochaines_evolutions

Sur l’Internet

www.previmer.org

Contact : info@previmer.org

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Documents

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