Vitesses verticales océaniques et couplage bio-géochimique
Les vitesses verticales océaniques sont un point clef pour la compréhension de la dynamique océanique et de son impact sur la biogéochimie. Leur ordre de grandeur, largement inférieur à celui des vitesses horizontales, rend leur mesure in situ particulièrement difficile. Pour relever ce défi, l’équipe propose des développements instrumentaux et méthodologiques innovants. Les déploiements de ces instruments permettent l’étude des vitesses verticales et leur impact sur les processus biogéochimiques, tels que la pompe à carbone et la remontée des nutriments.
En particulier, l’équipe s’intéresse aux fines échelles océaniques (de 1 à 100 km pour une durée de vie de quelques jours à quelques mois) pouvant impliquer une dynamique agéostrophique et tridimensionnelle, généralement associée à la présence de vitesses verticales. Ces fines échelles jouent un rôle fondamental dans l’équilibre physique et biogéochimique de l’océan.
Publications récentes
Nitrogen fixation in the North Atlantic supported by Gulf Stream eddy-borne diazotrophs, C Hoerstmann, B Aguiar-González, S Barrillon… – Nature …, 2024 – nature.com.
A “natural sand plant” at the shelf edge in the low-energy Gulf of Lions, western Mediterranean Sea, S Berné, G Agin, Y Alonso, MA Bassetti, F Bourrin, B Hébert, C Estournel, …, Geology, 2024.
Rapid restratification processes control mixed layer turbulence and phytoplankton growth in a deep convection region, M Miracca‐Lage, J Becherer, L Merckelbach, A Bosse, P Testor, …, Geophysical Research Letters 51 (10), e2023GL107336, 2024.
A synthesis of ocean total alkalinity and dissolved inorganic carbon measurements from 1993 to 2022: the SNAPO-CO2-v1 dataset, N Metzl, J Fin, C Lo Monaco, C Mignon, S Alliouane, D Antoine, …, Earth System Science Data 16 (1), 89-120.
Phytoplankton reaction to an intense storm in the north-western Mediterranean Sea, S Barrillon, R Fuchs, AA Petrenko, C Comby… – …, 2023 – bg.copernicus.org.
The contrasted phytoplankton dynamics across a frontal system in the southwestern Mediterranean Sea, R Tzortzis, AM Doglioli, M Messié, S Barrillon… – …, 2023 – bg.copernicus.org
Near Inertial Oscillations and Vertical Velocities Modulating Phytoplankton After a Storm in the Mediterranean Sea, …, C Ulses, A Bosse, A Doglioli, S Barrillon – Journal of Water …, 2023 – amu.hal.science.
Diazotroph connectomics in Gulf Stream eddies supports N2 fixation in the North Atlantic, C Hoerstmann, BM Aguiar-González, S Barrillon… – 2023 – researchsquare.com.
Basin-scale biogeochemical and ecological impacts of islands in the tropical Pacific Ocean, M Messié, A Petrenko, AM Doglioli, E Martinez, S Alvain, Nature Geoscience 15 (6), 469-474, 15, 2022.
The heatwave of summer 2022 in the North-Western Mediterranean Sea: Some species were winners, …, M Perret-Boudouresque, S Ruitton, I Taupier-Letage… – Water, 2024 – mdpi.com.
Assessing seasonal and interannual changes in carbonate chemistry across two time-series sites in the North Western Mediterranean Sea, C Wimart-Rousseau, T Wagener, A Bosse, P, Raimbault, L Coppola, …, Frontiers in Marine Science 10, 1281003.
Biological applications of the satellite Surface Water and Ocean Topography in the Mediterranean, …, F Carlotti, M Lescot, B Aude, S Barrillon,A. Petrenko… – 2024 – hal.science.
BioSWOT Med. Biological applications of the satellite Surface Water and Ocean Topography in the Mediterranean, …, E Pulido, F Carlotti, M Lescot, A Barani, S Barrillon, A. Petrenko… – 2024 – archimer.ifremer.fr.
A Software Package for an Adaptive Satellite-based Sampling for Oceanographic cruises (SPASSOv2. 0): tracking fine scale features for physical and biogeochemical …, …, L Izard, A Della Penna, A Petrenko, S Barrillon… – 2024 – hal.science.
Estimating ocean vertical velocities using an autonomous multipurpose profiler, JL Fuda, S Barrillon, C Comby, A. Petrenko… – … on Metrology for the …, 2023 – ieeexplore.ieee.org.
Measuring vertical velocities with ADCPs in low-energy ocean, C Comby, S Barrillon, JL Fuda, A. Petrenko… – … of Atmospheric and …, 2022 – journals.ametsoc.org.
Projets en cours
HOPE-VV HOw Physical processes affect ocean CO2 capturE : focus on Vertical Velocities – PI A. Petrenko, projet AMIDEX. Etude de l’intensité des VV et leur variabilité temporelle à haute fréquence (heure) grâce au déploiement d’un ensemble de 5 mouillages physiques (dont un Acoustic Doppler Current Profiler -ADCP- à 5 faisceaux); de la variabilité spatiale des VV à travers des structures physiques (par exemple, le noyau de tourbillons, des fronts, filaments…) en effectuant des profils d’ADCP 5 faisceaux en chûte libre (pour avoir la meilleur mesure possible de VV) et en déployant le nouveau VVProfiler mis à niveau avec une programmation pouvant cibler certaines couches choisies (limite de couche de mélange, DCM…) pendant des expéditions océaniques saisonnières réalisées autour des environnements contrastés choisis (au large de la Nouvelle Calédonie).
Projet CNES TOSCA 2023-2026, GLISS : Using gliders to expand SWOT satellite currents measurements, 22k€ (A. Bosse, A. Petrenko). Le projet propose d’aider à la collecte de mesures par planeurs sous-marins durant la phase de Calibration/Validation du satellite SWOT afin d’étudier le signal de courants géostrophiques sous la fauchée du satellite répétée quotidiennement d’avril 2023 à juillet 2023. Le projet possède deux régions d’études: la Méditerranée Nord-occidentale et les Mers Nordiques où deux systèmes d’observations à long-terme déploient régulièrement des gliders (respectivement MOOSE et NorEMSO).
Projet CNRS LEFE-IMAGO 2023-2025, DISTURB-SWOT : DISentangling TURBulence and fine-scale processes : a combined in situ/satellite approach during SWOT CalVal period, 36.5k€ (A. Bosse, A. Petrenko, S. Barrillon). Ce projet vise à effectuer des mesures de turbulence de microstructure par planeur sous-marin lors de la campagne BioSWOT-Med en avril 2023 afin d’étudier la cascade d’échelle des grandes échelles vers la dissipation d’énergie cinétique turbulente dans le contexte des nouvelles mesures du satellite SWOT et lors d’une campagne axé sur le couplage entre la physique et la biogéochimie et la biologie.
MOOSE : Service National d’Observation labellisé par le CNRS-INSU depuis 2010, budget MIO 60k€/an (A. Bosse, A. Petrenko, C.A. Guerin, B. Zakardjian). Ce système d’observaion effectue un suivi à long-terme du système physique, biogéochimique et biologique de la Méditerranée Nord-Occidentale. Le MIO et l’OSU Pytheas prennent en charge plusieurs sites du SNO MOOSE: radiale glider répétée T02 (Marseille-Minorque), campagne annuelle grande échelle MOOSE-GE et station CTD mensuelle sur le site ANTARES, collecte de dépôts atmosphériques au Frioul, radars HF à Toulon et Nice, mouillage JULIO à l’entrée de la baie de Marseille).