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Variations diurnes de cp en Mer Ligure
Journées des Doctorants 6-8 Février 2008
1. Motivations
2. Présentation du site de mesure
3. Définition de la mesure
4. Résultats
5. Conclusion et perspectives
Pierre Gernez (1,2), David Antoine (2), Yannick Huot (2) (1) Acri-ST, Sophia Antipolis(2) LOV, Equipe Optique Marine et Télédétection
1. Motivations
Objectifs :• Examiner les variations optiques associées à la réponse du phytoplancton au cycle d’éclairement journalier.• Comparer et interpréter les résultats à des époques différentes, en termes de régime trophique et de conditions environnementales.
• La journée: échelle de temps fondamentale pour l’étude du phytoplancton.
• La réponse du phytoplancton aux variations d’éclairement est influencée par les facteurs environnementaux : température, disponibilité des nutriments, éclairement moyen, durée et stabilité de la photopériode, etc.• En laboratoire: représentation schématique des conditions environnementales:éclairement à lumière constante pendant le jour, étude d’une seule espèce Difficulté pour généraliser les résultats
Solution proposée: Mesures automatiques, à haute fréquence, sur un mouillage instrumenté
• Campagnes en mer: période d’échantillonnage limitée (temps, météo)L’intervalle de temps entre les mesures n’est pas toujours suffisant
2. Le site de mesure
Projet BOUSSOLE Site au large (2400m), bien ensoleillé, Courants faibles
Mouillage instrumenté:Capteurs d’éclairement et transmissiomètres1 mesure toutes les 15 minutes
3-1. Définition de cp
E E exp- c z
z
coefficient d’atténuation particulaire (unités: m-1)
Taille des particules échantillonnées par un transmissiomètre:
entre 0.5 et 20 μm
C’est une propiété optique inhérente. Elle est additive:
c = cwater + cparticles + cdissolved matter
cphyto + cnon-phyto
Pendant le jour: augmentation•Croissance des cellules (↑D) •Fixation du carbone (↑n) entraînent une augmentation
3-2. Qu’est ce qui fait varier cp?
cp dépend de:• La distribution de taille des particules• L’indice de réfraction
cp = N/V σg Qc(D, n)
cp = ∫ F(x) σg (x) Qc(x, n) dx
{ x’ ; n } { x ; n’ }
{ x’’ ; n’ }
Pendant la nuit: diminution•Respiration et perte du matériel cellulaire (↓n)•Approfondissement nocturne de la couche de mélange (↓Nombre)•Aggrégation des particules (↓ Nombre)•Diminution par du broutage par le zooplancton (↓ Nombre)•Division cellulaire (↓D et ↑Nombre )
{ x ; n }
4-1. Résultats: Série temporelle 2007, à 4m de profondeur--- moyenne par jour --- mesure brute
4-2. Résultats: Hiver 2007--- cp --- éclairement
Caractérisation d’un cycle diurne
Δcp
δcp
Lcp
time
cp
tmin tmax
tsunrise tsunset
Δcp amplitude de l’augmentation (croissance)Lcp pertes nocturnesδcp incrément (bilan)
Δt le phasage du cycle
4-2. Résultats: Hiver 2007
δcp ~ 0Δcp (= Lcp) ~ 0.04 m-1 (20%)Tmin ~ Tsunrise - 75 minTmax ~ Tsunset - 60 minLcroissance ~ 10 h (105 %)
4-3. Résultats: Bloom 2007
δcp ~ 0.04 m-1
Δcp ~ 0.14 m-1 (80%)ΔLp ~ - 0.06 m-1 (- 45%)Tmin ~ Tsunrise - 45 minTmax ~ Tsunset - 75 minLcroissance ~ 12 h (95 %)
4-4. Résultats: Eté 2007
δcp ~ 0Δcp (= Lcp) ~ 0.02 m-1 (50%)Tmin ~ Tsunrise Tmax ~ Tsunset - 75 minLcroissance ~ 13 h (91 %)
5. Conclusion et perspectives
•Présence systématique d’un cycle attribué au cycle diurne du phytoplancton•Cycle régulier, en phase (- 1h) avec le cycle solaire•La forme des cycles présente des caractéristiques particulières intéressantes (2ième bosse en milieu de nuit notamment)
•Travail préliminaire:L’interprétation des caractéristiques des cycles est actuellement totalement hypothétique:Taux de croissance? Importance du broutage? Division cellulaire?
•L’analyse conjointe avec d’autres mesures devrait nous en dire plus:• cp (9m)• fluorescence de la Chl a (4m et 9m)• rétrodiffusion à 442 nm et 555 nm• analyse HPLC (mensuelle)
MERCI DE VOTRE ATTENTION !