Phenomer

Mieux connaître le phytoplancton grâce à vos observations

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Publié par CURD <Amelia.CurdSPAMFILTER@ifremer.fr> | Mots-clés : chlorophylle, satellite, GIGASSAT, PREVIMER

Les satellites au service de Phenomer

Les satellites peuvent être très utiles pour situer les observations des eaux colorées signalées dans Phenomer dans un contexte plus large, en particulier à travers l’évolution chronologique et spatiale des efflorescences sur le plateau continental. Les observations des eaux colorées qui peuvent être faites à la côte sont généralement le résultat d’une forte activité biologique les jours précédents. Ces tâches colorées sont souvent l’écho à la côte d’un phénomène plus important. Elles peuvent être le résultat de l’accumulation des restes d’une vaste efflorescence ou le fruit du développement d’un bloom se nourrissant d’une première efflorescence, comme cela peut être le cas lors des apparitions de noctiluques (dinoflagellés hétérotrophe ayant donc la faculté de se nourrir d’une autre espèce).

Principe de la méthode d’évaluation de la concentration en pigment chlorophyllien (indicateur de la biomasse du phytoplancton) à partir de l’espace

Le principe de base de la méthode de la Couleur de l’Eau observée de l’espace consiste à analyser la lumière solaire sortant de l’océan après absorption et diffusion à travers la couche de surface.
Schéma de l’analyse des données dites de la Couleur de l’Eau

Les composantes optiquement actives de l’océan du large sont l’eau de mer pure, dont les propriétés optiques sont bien connues, et le phytoplancton caractérisé par son contenu en chlorophylle-a, un pigment absorbant fortement dans le bleu (pic majeur à 443 nm). Du fait de l’absorption préférentielle dans le bleu, la concentration en chlorophylle-a est inversement proportionnelle au rapport des réflectances Bleu/Vert. Les eaux riches en phytoplancton apparaissent vertes car les rayonnements bleu et rouge sont préférentiellement absorbés et ne ressortent que partiellement de l’eau.

Dans les eaux côtières, le milieu est optiquement plus complexe car les matières minérales remises en suspension par le courant de marée et les tempêtes ainsi que les substances organiques dissoutes colorées dans le panache des fleuves vont ajouter leurs effets à l’eau pure et au phytoplancton.

Bien que plus délicate à appliquer en milieu côtier qu’au large, la méthode de la Couleur de l’eau permet cependant d’obtenir des indications intéressantes sur la concentration en pigment chlorophyllien ainsi qu’en matières en suspension. En affinant les analyses des réflectances marines dans plusieurs longueur d’onde il est possible, sinon d’identifier l’ensemble des espèces, du moins d’en  distinguer certaines. Tenant compte de la saisonnalité des efflorescences (phénologie) ainsi que de leurs caractéristiques géographiques moyennes, on peut séparer par leurs propriétés optiques deux espèces de dinoflagellés apparaissant en été, parfois simultanément, de l’entrée de la Manche au sud-Bretagne, le Karenia mikimotoi (plancton toxique) et le Lepidodinium chlorophorum responsable d’eaux à l’aspect vert-fluo.

L’inconvénient de la méthode est sa sensibilité aux nuages ; en effet ces derniers créent un écran plus ou moins opaque à la lumière dont le signal brouillé n’est plus analysable en terme de composants marins. La résolution des capteurs, de l’ordre de un kilomètre ainsi que l’effet des côtes sont aussi des facteurs limitant l’utilisation de ces instruments. C’est pour combler les manques d’observation dus aux nuages que l’Ifremer propose des produits interpolés entre les instruments et sur plusieurs jours. La figure 2 présente la carte de la concentration en chlorophylle-a produite le 15 juillet et montrée dans le serveur Previmer avec la simulation du modèle eco-MARS3D de l’Ifremer.

Carte de la concentration en chlorophylle-a le 15 juillet 2013 présentée dans Previmer

Les images quotidiennes montrées dans Previmer sont des produits interpolés à partir des données de différents capteurs : MODIS/Aqua depuis 2002 (NASA), MERIS de 2002 à mars 2012 (Agence Spatiale Européenne) et VIIRS depuis janvier 2012 (NASA-NOAA). L’intérêt de l’interpolation est de fournir des informations même en présence de nuages ; celle-ci s’effectue par la méthode du krigeage (analyse objective) appliqué aux données des 5 jours précédant et suivant le jour considéré. Les 5 derniers jours montrés sur le serveur sont donc retraités au fur et à mesure que de nouvelles données sont disponibles. La méthode a toutefois ses inconvénients et en présence de situation nuageuse prolongée localement des artefacts peuvent apparaître car le krigeage tend vers la situation moyenne du jour (climatologie sur 9 ans).

Biomasse et flore observées dans le réseau REPHY Ifremer le 23 juillet 2012

Un nouveau serveur développé dans le cadre du projet GIGASSAT, visant à mieux comprendre les conditions de croissance et de mortalité des huîtres, montre les flores analysées par le réseau REPHY d’Ifremer en superposition à la concentration en chlorophylle. Il est alors possible dans certain cas d’attribuer à une espèce précise, particulièrement lorsque celle-ci est dominante,  l’efflorescence observée par satellite.