Institut Méditerranéen d’Océanologie

AXE2

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La zone côtière représente une zone spécifique de mélange des sources terrigènes, marines et anthropiques d’éléments dissous et particulaires.

2.1. Aérosols et apports atmosphériques

Diverses sources de particules issues de diverses sources, d’origine continentale ou d’origine marine (déferlement de vagues) y sont échangées et transportées. Les sources et le transport atmosphérique des particules d’aérosols jouent un rôle majeur dans de nombreux processus photochimiques influençant les concentrations de photo-oxydants et la qualité de l’air. De plus, ces particules modifient le bilan radiatif, aussi bien à grande échelle qu’à l’échelle locale. Les apports de nutriments par voie atmosphérique pourraient dépasser 40 % des apports totaux. Les processus de dépôt particulaire représenteraient environ 75 % de la pollution atmosphérique atteignant l’espace marin. Les constituants chimiques transportés par les sels marins sont essentiellement les sulfates, l’ammonium, le nitrate, le chlorure, les métaux trace, et les composés carbonés, mais on possède actuellement peu d’information sur le mercure et le plomb.
Nos recherches sur les aérosols visent à :

  • Caractériser la composante organique attribuée aux particules issues des processus d’éclatement des bulles.
  • Etudier les processus à court terme d’acidification des eaux côtières via les aérosols (les sels de mer dominent le dépôt atmosphérique en zone maritime)
  • Etudier les caractéristiques physico-chimiques de l’aérosol de production primaire en Méditerranée.
  • Répondre aux questions sur les réactions en phase aqueuse et atmosphérique entre la matière organique et l’aérosol marin liées aux variations saisonnières des propriétés physico-chimiques des aérosols salés en fonction de l’activité biologique des eaux côtières.

Le deuxième aspect à développer concerne le devenir des particules éjectées par le déferlement des vagues à l’échelle sub-méso. Cet aspect est tout d’abord lié à la problématique du transport pour laquelle un modèle bidimensionnel a été développé au LSEET dans le cadre de la thèse de R. Blot soutenue en juin 2009 (Directeurs : J. Piazzola et G. Tedeschi). L’objectif à moyen terme est, d’appréhender les transformations biogéochimiques des aérosols au cours de leur transport qui permettra d’introduire des termes sources bio-géochimiques nécessaires à la caractérisation de ces couplages (lien avec ATs COUPLAGE ET ECHANGE)

2.2. Atténuation du rayonnement solaire par les aérosols et la CDOM (en Méditerranée et milieu tropicale)

Le rayonnement UV et les aérosols ont un fort impact sur les propriétés optiques et la couleur de l’eau de mer, in situ et satellitale.
Notre objectif est d’étudier les modifications du rayonnement solaire pénétrant la couche de surface océanique du fait de l’atténuation par les aérosols dans l’atmosphère, les particules et la CDOM en Méditerranée par (1) mesures du rayonnement solaire dans l’atmosphère et la colonne d’eau, (2) mesures de l’épaisseur optique en aérosols, (3) mesures de variations de CDOM, de particules et de Chla, (4) utilisation d’un modèle de transfert radiatif. (Projet en cours avec Marc Mallet du LA-Toulouse et J. Piazzola dans le cadre du programme d’observation du COM&MOOSE,et des projets UVPACA et Mermex WP3/Charmex.

  • Déterminer des taux de productions photochimiques de certaines molécules (acides dicarboxyliques, radicaux OH) et les modifications des propriétés d’absorption de la CDOM en milieu marin en fonction du rayonnement solaire.
  • Etudier l’impact du rayonnement UV sur la dégradation de la matière organique (aérosols, MOP, MOD) en milieu Méditerranéens (Axe transverse DEBAT et EMBE)
  • Etudier l’impact des aérosols et du rayonnement UV sur le transfert de polluants aux interfaces continent-océan et atmosphère océan.

2.3. UV et CDOM/MOP en milieu tropicale

  • Etudier les propriétés optiques de la matière organique en zone tropicale côtière et lagunaire, nécessaires pour valider les observations satellitaires de la couleur de l’eau, largement influencées par le rayonnement solaire et perturbées par les événements environnementaux extrêmes (Projet en cours dans le lagon de Nouvelle Calédonie et Vanuatu dans le cadre des projets PNTS & GOPS).
  • En milieu tropical, l’impact des aérosols volcaniques du Vanuatu a un impact fort sur la sur la MOP, MOD, et impulse des blooms cyanobactériens dans tout l’archipel mélanésien. Nous proposons d’étudier l’impact des UV sur la dégradation de ces blooms et de quantifier l’impact sur le CDOM sur la couleur de l’eau dans la zone du Pacifique tropical sud ouest.

2.4. Les apports par les fleuves

Les apports fluviaux constituent un apport considérable de matière et d’éléments naturel et anthropique à l’océan. Les apports du Rhône constituent un forçage majeur pour la Méditerranée occidentale. Malgré plusieurs bases de données existant sur les apports via l’atmosphère et les fleuves en zone littorale et côtière (JGOS/PROOF, SESAME, LOICZ), leur variabilité à l’échelle annuelle, interannuelle et décennale est encore mal évaluée (Smetacek et Cloern, 2008). La prise en compte de l’importance relative des événements paroxysmiques (pluies, crues…) dans les apports fluviaux à l’océan, constitue un enjeu majeur dans l’évaluation des effets de l’impact anthropique et du changement climatique sur les bassins côtiers (Ludwig, 2010), les lagunes et les lagons. Ces études seront abordées en relation directe avec les services d’observations européens mais également dans le Pacifique (futur GOPS). Nous évaluerons en particulier les apports en nutriments, CDOM, FDOM, lipides, polluants.
(lien avec ATs COUPLAGE ET ECHANGE)

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