Caractérisation de l’évolution de la qualité biogéochimique des eaux côtières Brésiliennes au cours des deux dernières décennies depuis l’observation spatiale : impacts des forçages naturels et anthropiques – COCOBRAZ

Les écosystèmes côtiers sont des zones de grande importance écologique, sociétale et économique. La côte brésilienne, longue de 8000 km, abrite une mosaïque d'écosystèmes (grands estuaires, baies, lagunes, eaux côtières et du plateau) et d'habitats (mangroves, récifs, marais salants, herbiers) contrastés, aux dynamiques très hétérogènes. Ces écosystèmes sont diversement vulnérables aux changements environnementaux d'origine naturelle et anthropique agissant à la fois sur le domaine continental et océanique. Outre leur vulnérabilité aux variations induites par le climat sur les échanges continent/océan et la dynamique océanique, ces écosystèmes sont également soumis à diverses pressions humaines directes (urbanisation, déforestation, agriculture intensive, barrages) qui altèrent fortement leur qualité biogéochimique. La surveillance des eaux marines brésiliennes représente donc un besoin urgent, étant une condition préalable et cruciale pour soutenir les récentes initiatives nationales de développement de politiques environnementales durables.

Outre le besoin de disposer d'observations permettant de décrire la dynamique des eaux côtières, un soutien scientifique efficace à une gestion durable des milieux marins repose sur notre capacité à fournir un diagnostic clair sur l’évolution de ces écosystèmes ainsi qu'une identification sans équivoque des processus naturels ou anthropiques responsables des changements observés. Cela représente l'un des plus grands défis sociétaux et scientifiques des prochaines décennies. Le manque d'observations à long terme et spatialement représentatives au Brésil représente une forte limitation dans ce contexte. La télédétection « couleur de l'eau », qui permet désormais de décrire une variété de descripteurs biogéochimiques, représente un outil alternatif puissant et rentable pour la surveillance des eaux brésiliennes. Cependant, la pleine exploitation du potentiel offert par cet outil nécessite l'utilisation de méthodes adaptées pour interpréter le signal couleur de l'eau et extraire des informations pertinentes de ces données.

Le projet COCOBRAZ, qui réunit des équipes (LOG, INPE, USP) aux expertises complémentaires (télédétection couleur de l'eau, statistiques, océanographie physique /biologique) et aux collaborations existantes, vise à fournir un diagnostic global de l'évolution sur près de trois décennies de la qualité biogéochimique des eaux côtières et du plateau continental brésilien. Ce diagnostic sera basé sur l'exploitation d'un ensemble de données couleur de l’eau inédites, générées en continu à partir de 1997, via les méthodes les plus adaptées pour cartographier la distribution des descripteurs clés (biomasse phytoplanctonique, matières particulaires et dissoutes, stocks de carbone organique) sur l'ensemble du domaine marin brésilien à une résolution spatiale de 1 km. Cette optimisation innovante de l'observation satellitaire à l’échelle du Brésil sera soutenue par un vaste jeu de données in situ. Les archives couleur de l’eau générées, ainsi qu’un jeu de données environnementales terre/océan, seront analysées à l'aide de méthodes statistiques avancées afin 1) d'identifier les changements de la qualité de l'eau à différentes échelles de temps (tendances interannuelles, évolution de la saisonnalité, événements épisodiques) et 2) de démontrer, pour la première fois, le potentiel de l'exploitation des 28 ans d’archives couleur de l'eau pour identifier et hiérarchiser l'importance relative des pressions naturelles et anthropiques responsables des changements observés. Le dernier objectif sera de promouvoir et de faciliter l'utilisation des observations couleur de l’eau pour les chercheurs non spécialisés, les étudiants et les jeunes scientifiques. Cela se fera par la diffusion des résultats du projet auprès des institutions brésiliennes, des réseaux de recherche, ainsi que par la formation d'étudiants à long (doctorat), moyen (master) et court (école d'été, ateliers) termes.