Blanc SIMI 6 - Sciences de l'information, de la matière et de l'ingénierie : Système Terre, environnement, risques

Observations bio-optiques à haute résolution temporelle et spectrale en Méditerranée (site BOUSSOLE): aspects fondamentaux, implications et applications biogéochimiques – BIOCAREX

Résumé de soumission

Le développement des systèmes d’observation de l’océan global repose fortement sur les données fournies par l’observation satellitale, en particulier les observations dites de la « couleur de l’océan » (radiométrie visible et proche infrarouge). Deux efforts parallèles doivent être soutenus dans ce contexte. Le premier consiste à assurer la continuité des observations et leur qualité pour les paramètres que nous maitrisons actuellement. Le deuxième est de mener les recherches fondamentales nécessaires (1) pour une meilleure compréhension des relations entre la variabilité géophysique et celle des signaux optiques mesurés in situ ou par les capteurs satellite, et (2) pour établir les liens entre bio-optique, biogéochimie, et estimation des flux de carbone. Ces aspects fondamentaux sont indispensables pour progressivement améliorer la pertinence scientifique des produits issus de l’observation satellitale, et par conséquent la qualité des systèmes d’observation et de leurs volets opérationnels.
Le projet proposé ici s’inscrit dans cette démarche. Il est proposé d’exploiter les observations optiques et biogéochimiques réalisées depuis plus de 6 ans à haute fréquence au site BOUSSOLE en Méditerranée nord occidentale (mer Ligure), et également de les compléter par de nouveaux paramètres, afin d’étudier en particulier la variabilité à échelle diurne (échelle horaire). Cette variabilité diurne est relativement peu étudiée, alors qu’elle est un des moteurs fondamentaux du fonctionnement de la physique des couches superficielles de l’océan et de l’activité biologique qui s’y développe. Elle est également une des causes du « bruit » observé dans les relations bio-optiques globales dérivées des données collectées dans l’océan mondial. La haute résolution spectrale des observations réalisées sera également mise à profit pour étudier les variations des régimes bio-optiques et leur relation avec la composition de l’écosystème microbien.
La logique qui sous-tend ce projet est d’aborder la variabilité des régimes bio-optiques non pas à partir des bases de données globales constituées de mesures ponctuelles réalisées lors de campagnes océanographiques nécessairement localisées dans le temps et l’espace, mais à partir d’une base de données constituée par une série temporelle continue et à haute fréquence. Il y a au moins trois avantages à cela. En premier lieu, des mesures à haute fréquence permettent d’étudier toutes les échelles temporelles supérieures ou égales à la fréquence de mesure (heure, jour, mois, saison etc…). La prise en compte des échelles temporelles est en effet fondamentale dans l’interprétation des mesures. Des mesures en continu fournissent également un contexte pour chaque observation, ce qui peut faciliter l’interprétation de chaque situation particulière (ce qui est impossible à partir de mesures réalisées ponctuellement). Comme indiqué ci-dessus, la haute fréquence est également le seul moyen d’accéder à l’échelle diurne. La base de données du projet BOUSSOLE contient l’ensemble des propriétés optiques et bio-géochimiques nécessaires à cette étude.
Le projet BOUSSOLE est financé depuis 10 ans par les Agences spatiales (CNES, ESA et NASA). Ce soutien, combiné au soutien institutionnel de l’INSU et du CNRS (salaires et temps navire), permet de maintenir les opérations de routine nécessaires aux aspects plus opérationnels du projet (fourniture de données pour les opérations d’étalonnage et de validation des capteurs satellite, par exemple), mais est insuffisant pour développer pleinement le volet scientifique du projet. C’est donc l’objet de la proposition de recherche faite ici : franchir une étape majeure dans l’exploitation scientifique d’une base de données unique (en termes de contenu, durée et qualité), afin de renouveler notre interprétation de la variabilité bio-optique globale et d’évaluer les implications et applications biogéochimiques qui en dérivent.

Coordination du projet

David ANTOINE (UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE (Paris 6)) – antoine@obs-vlfr.fr

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

DT-INSU CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - Délégation Ile de France Ouest et Nord
LEGI CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - Délégation Alpes
LOCEAN CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - Délégation Paris B
LOV UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE (Paris 6)

Aide de l'ANR 630 000 euros
Début et durée du projet scientifique : - 48 Mois

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