Modélisation de la réponseModélisation de la réponsede la circulation et des ecosystèmesde la circulation et des ecosystèmes
aux variations climatiquesaux variations climatiquesen Méditerranée nord-occidentaleen Méditerranée nord-occidentale
Marine HerrmannMarine HerrmannSous la direction de C. Estournel et F. DiazSous la direction de C. Estournel et F. Diaz
En collaboration avec le CNRM (S.Somot, F. Sevault)En collaboration avec le CNRM (S.Somot, F. Sevault)
Contexte et objectifs de l'étudeContexte et objectifs de l'étude Méthodes et outilsMéthodes et outils Premiers résultats: étude d’une Premiers résultats: étude d’une année moyenneannée moyenne PerspectivesPerspectives
Plan de l’exposéPlan de l’exposé
Contexte et objectifs de l'étudeContexte et objectifs de l'étude Méthodes et outilsMéthodes et outils Premiers résultats: étude d’une Premiers résultats: étude d’une année moyenneannée moyenne PerspectivesPerspectives
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• Flore méditerranéenne : 25 000 espèces• Faune marine : 900 espèces• 150 millions de personnes habitant sur 46 000 km de côtes• 100 millions de touristes par an• Trafic maritime : 200 000 traversées par an• Activité halieutique:100.000 emplois répartis sur 40 000 navires• Environ 60 raffineries de pétrole versant 20 000 tonnes/an de pétrole à la mer
Source : UICN - OCDE- PNUE
ContexteContexte
ContexteContexte
Circulation cyclonique Coups de vent du nord (Mistral,
Tramontane)
Activités humaines (industrie, tourisme, pêche)Forte population (Marseille, Barcelone)
Apports continentaux (le Rhône)
Convection profondeRemontée de nutriments
Forte production biologique
CLS
ObjectifsObjectifs
Circulation marine et biologie très sensibles au forçage atmosphérique
Etude du CNRM (S.Somot, F.Sevault, M.Déqué): OPAMED8/ARPEGE Climat sur l’ensemble de la Méditerranée1960-2100, scénario IPCC A2 OM8-ARP
Augmentation de la température (SST +2.5 °C)
Augmentation de la salinité (SSS +0.33 psu)
Diminution de la fréquence et de l’intensité des coups de vents et de la convection profonde
Certainement une influence sur la production biologique
Etudier l’impact des variations climatiquessur la circulation marine et sur la biologie
en Méditerranée Nord-OccidentaleNOTRE BUT :
?
Contexte et objectifs de l'étudeContexte et objectifs de l'étude Méthodes et outilsMéthodes et outils Premiers résultats: étude de l’année Premiers résultats: étude de l’année 1967-681967-68 PerspectivesPerspectives
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Outils et méthodesOutils 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
Outils et méthodesOutils 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 d’un modèle biogéochimique avec un nombre suffisant de
compartiments
Forçage atmosphère océan biologie
Outils et méthodesOutils et méthodes
La variabilité interannuelle dans la période actuelle
Années chaudes, avec peu de ventpeu 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 (oC)
|τ| (N/m2)
MAIS Faire tourner Symphonie sur 40 ans : TROP LONG !
On veut étudier la réponse de la physique et de la biologie à l’évolution climatique à long terme
Méthode :Comparer les résultats du modèle
sur des années « typiques » ou des périodes de plusieurs années dans le présent (1960-2000) et dans le futur (2070-2100)
Outils et méthodesOutils et méthodes
L’impact du changement climatique
SST +2.5 °C
SSS +0.33 psu
Diminution de la fréquence et de l’intensité des coup de vents et de la convection profonde
Somot , 2005
Contexte et objectifs de l'étudeContexte et objectifs de l'étude Méthodes et outilsMéthodes et outils Premiers résultats : étude de l’année Premiers résultats : étude de l’année 1967-681967-68 PerspectivesPerspectives
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Le Courant Liguro-Provençal (LPC) : Caractéristiques principales
Courant moyen (oct-sept):entre 0 et 1000 mSYMPHONIE 2.4 Sv OM8-ARP 4.6Sventre 0 et 1000 mSYMPHONIE 3.6 Sv OM8-ARP 6.0SvObservations:Béthoux et al., 1982: 2.2 Sv au large de NiceConan et Millot,1995: 2 Sv au large de Marseille
SYMPHONIE OM8-ARPCourant à 50m (m/s)
RésultatsRésultats
Observations:Béthoux , 1988: 33 km large au large de NiceConan et Millot, 1995: 30-50km large au large de Marseille
Le Courant Liguro-Provençal (LPC) : Caractéristiques principales
SYMPHONIE OM8-ARP65 km40 km
Courant normal (m/s)
RésultatsRésultats
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 profondJanvier-Avril : étroit et profond
RésultatsRésultats
Courant à 60m (m/s)
L’Eau Levantine Intermédiaire (LIW)
SYMPHONIE OM8-ARP
Température (oC) et courant à 600 m de profondeur
Mélange de la LIW au cours de son parcours cyclonique (Millot, 1987)
RésultatsRésultats
SYMPHONIE OM8-ARP
Température (oC)
L’Eau Levantine Intermédiaire (LIW)
RésultatsRésultats
La convection dans le Golfe du Lion
Diffusivité verticale (m2/s)
(difv> - 4 m2/s)
Densité (kg/m3)
SYMPHONIE26/03/1968
Période de convection maximaleOM8-ARP FévrierSYMPHONIE MarsD’Ortenzio et al., 2005 Mars
Max d’eau dense le 26/03
RésultatsRésultats
La convection dans le Golfe du Lion
RésultatsRésultats
Mertens et al. , 1998Madec et al. , 1991
La convection dans le Golfe du Lion
SYMPHONIE, mars 1968 OM8-ARP, février 1968Densité de surface (kg/m3)et courant à 60m
Largeur de la zone de convection ~130 kmGascard,1978 ; Anati et Stommel,1970;
Swallow et Gaston,1973
Centrée en (5oE, 42oN)
100 km
RésultatsRésultats
La convection dans le Golfe du Lion
Caractéristiques de l’eau profonde formée :SYMPHONIE : 1029.11 kg/m3, 38.32 psu, 12.3oCOM8-ARP : 1029.11 kg/m3, 38.32 psu, 12.3oC
Volume d’eau profonde formée(ρ>1029.08 kg/m3)
SYMPHONIE : 0.67 SvOM8-ARP : 0.8 SvAutres études numériques:Myers and Haines, 2002 : 0.2 SvLascaratos et Nittis, 1998 : 0.2 SvCastellari et al., 2000 : 0.25 Sv et 1.1 Sv
Peu d’observations …
OM8-ARPFévrier 1968
Densité (kg/m3)
SYMPHONIE12/03/1968
RésultatsRésultats
Densité et courant à 30 mle 26/03/1968
La convection dans le Golfe du Lion
Méandres de 40 à 80 km de diamètres, tourbillonsKillworth, 1976; Stommel, 1972; Madec et al., 1991
RésultatsRésultats
Contexte et objectifs de l'étudeContexte et objectifs de l'étude Méthodes et outilsMéthodes et outils Premiers résultats: étude de l’année Premiers résultats: étude de l’année 1967-681967-68 PerspectivesPerspectives
Plan de l’exposéPlan de l’exposé
PerspectivesPerspectives
Mise en place du couplage physique-biologie et Mise en place du couplage physique-biologie et
validation validation
Etude de la variabilité interannuelle sur les années Etude de la variabilité interannuelle sur les années
présentesprésentes
Etude des années “futures’’Etude des années “futures’’
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