Modélisation de la production phytoplanctonique dans la zone côtière atlantique enrichie par les apports fluviaux

In order to simulate the influence of river loadings in coastal area, a three-dimensional model of primary production was set up. It is based on a hydrodynamic model previously developed at Ifremer. The calculation of the temperature and salinity takes into account the advection and the diffusion induced by tide, wind and density currents. The coupling with the biological model was done by the intermediary of transport, diffusion and heat fluxes. The cycles of three limiting elements for the phytoplankton growth were modelised : nitrogen, phosphorus and silicon. The second phase of the study aimed at reproducing the summer dinoflagellate blooms. In this new approach a model of the specie Gymnodinium mikimotoï was coupled with the previous biomass model which provides the physical and chemical environments. The parametrisation was based on some physiological studies reported from laboratory cultures and on parameters existing in the literature. The seasonal biological cycles were in good agreement with data cruises, with data obtained from network of surveillance (REPHY and RNO) and with satellital measurements of ocean colour. The simulation of the physical structure and of the main biological processes provides a synoptic view of the interactions between mesoscale physical and biological phenomena on the continental shelf. The model thus highlights the influence of upwellings, fronts and shallow waters on the primary production. This model also provides a better understanding of the influence of the Loire and the Gironde as it allow to estimate the share of the primary production related to the anthropic contributions of these two rivers. This is otherwise impossible to estimate from in-situ measurements. Lastly, the analysis of simulations over 10 years underlines the determining role of wind on the vertical structure of the water column, on the spreading of the river plumes and consequently, on the primary production., Afin de simuler l'influence des apports fluviaux en zone côtière, un modèle spatialisé de la production primaire sur le plateau continental atlantique français a été développé. Le modèle hydrodynamique tridimensionnel a été développé à l'Ifremer. Le calcul de la température et de la salinité prend en compte l'advection et la diffusion induites par la marée, le vent et les courants de densité. Le couplage avec le sous-modèle biologique se fait par l'intermédiaire du transport, de la diffusion et des flux de chaleur. Le modèle biologique décrit les cycles de l'azote, du phosphore et du silicium au travers du réseau trophique. Un modèle spécifique de l'espèce Gymnodinium mikimotoï a ensuite été introduit. La paramétrisation spécifique à cette espèce est fondée sur une étude bibliographique et sur des expériences en laboratoire. Une des originalités de l'étude réside dans la formulation du taux de mortalité en fonction de la turbulence et de la densité cellulaire. La nouveauté dans cette approche consiste à introduire un modèle de dynamique simple, pour une espèce phytoplanctonique particulière, dans un modèle tridimensionnel physico-biologique de biomasse globale. La calibration et la validation du modèle ont été réalisées grâce aux résultats desdifférentes campagnes océanographiques et aux mesures des réseaux de surveillance de l'Ifremer : REPHY et RNO. Cette étape s'est également appuyée sur l'utilisation des images satellitaires SeaWiFS de la couleur de l'eau. La simulation de la structure physique et des principaux processus biologiques fournit une vue synoptique des relations entre les phénomènes physiques et biologiques à méso-échelle sur le plateau continental. Le modèle simule ainsi, à une échelle saisonnière et inter annuelle, les cycles des sels nutritifs et du phytoplancton, en réponse aux forçages physiques et aux apports fluviaux. Le modèle met ainsi en évidencel'influence des upwellings, des fronts et des hauts fonds sur la production primaire. La reproduction des fluctuations interannuelles et la distribution verticale en subsurface des concentrations en Gymnodinium mikimotoï sont assez bien reproduites et l'étude est prometteuse. Un calcul numérique original a permis d'identifier le rôle relatif de la Loire et de la Gironde dans l'eutrophisation du plateau continental, paramètre qu'il est impossible d'estimer à partir des mesures in-situ. Enfin, l'analyse des simulations sur 10 ans souligne le rôle déterminant du vent sur la structure verticale de la colonne d'eau, sur l'extension ou le confinement des panaches qui, combiné aux apports fluviaux de sels nutritifs influence, la production primaire.

Auteurs du document :

Loyer, Sophie

Obtenir le document :

Université Paris VI

Thème (issu du Text Mining) :

MILIEU NATUREL, PARAMETRES CARACTERISTIQUES DES EAUX ET DES BOUES, SCIENCES EXACTES SCIENCES HUMAINES

Date :

2001-06-08

Format :

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Langue :

Inconnu