Ocean State Report #2 - Synthèse - version française

Copernicus Marine Service

OCEAN STATE REPORT

SYNTHÈSE

TRIM SIZE: 215 X 280 mm

OCEAN STATE REPORT

#2

ISSUE 2, 2018

COPERNICUS MARINE SERVICE

OCEAN STATE REPORT Édition 2, 2018 Journal of Operational Oceanography Volume 11, Supplement 1

Journal of Operational Oceanography Volume 11, Supplément 1

Implemented by

14/08/18 9:22 PM

À PROPOS DE L’OCEAN STATE REPORT Rédigé par plus de 100 experts scientifiques provenant de plus de 30 instituts européens, l’Ocean State Report du Copernicus Marine Service propose une évaluation complète et pointue de l’état actuel de l’océan global et des mers régionales européennes, de leurs variations naturelles et de leurs changements.

Il est destiné à servir de document de référence pour la communauté scientifique, les entreprises, les politiques et décideurs ainsi que le grand public.

L’Ocean State Report s’appuie sur des analyses d’experts et fournit une vision 4D (systèmes de réanalyse), vue du dessus (grâce aux données satellites) et au sein des masses d’eau (grâce aux mesures in situ), de l’océan bleu (hydrographie, courants), de l’océan blanc (glace de mer) et de l’océan vert (chlorophylle par exemple).

L’intégrité scientifique est garantie par un processus d’évaluation indépendante par des pairs travaillant en collaboration avec le Journal of Operational Oceanography.

Cette synthèse met en exergue certains résultats du rapport.

À PROPOS DU COPERNICUS MARINE SERVICE Le Copernicus Marine Service (également appelé CMEMS) se consacre à l’observation et à la surveillance de l’océan. Fondé par l’Union européenne et mis en œuvre par Mercator Ocean International, un centre d’analyse et de prévision océanique, le Copernicus Marine Service est l'un des six services du programme européen Copernicus.

Il fournit, de manière régulière et systématique, des informations de référence fondamentales sur l'état des océans et des mers régionales européennes. Son objectif est d’aider les secteurs commerciaux et les communautés scientifiques ainsi que de soutenir les grandes politiques européennes qui peuvent contribuer à la lutte contre la pollution, à la protection des espèces marines, à la sécurité en mer et au transport maritime, à l’exploitation durable des ressources océaniques, aux ressources énergétiques marines, à la surveillance du climat et aux prévisions météorologiques.

Le service a également pour ambition de sensibiliser davantage le grand public en donnant aux citoyens d’Europe et du monde des informations sur les sujets liés à l’océan.

1

Global

2

Arctique

3

Baltique

4

Atlantique Plateau nord-ouest

6

Mer Méditerranée

5

Atlantique - Zone Ibérique - Golfe de Gascogne - Irlande

7

Mer Noire

OCÉAN BLEU CELLULE MÉRIDIENNE DE RETOURNEMENT (MOC)

ZOOM SUR L’ATLANTIQUE NORD DANS L’OCEAN STATE REPORT : UNE RÉGION CLÉ POUR LE CLIMAT EUROPÉEN ET MONDIAL

Pour schématiser, la cellule méridienne de retournement (MOC en anglais pour Meridional Overturning Circulation) serait comme le tapis roulant des courants océaniques.

• L’AMOC a montré une variabilité considérable sur la période 1993-2016. Son intensité s’est affaiblie depuis 2005 environ, ce qui est causé par une variabilité sur le long terme plutôt que par une tendance continue.

Ce processus global est responsable du transport d’énormes volumes d’eau et de chaleur autour de la Terre et relie l'atmosphère, la surface océanique et les grandes profondeurs, ce qui contribue au climat que nous connaissons aujourd'hui. Les différences de température et de teneur en sel [l'eau plus dense (salée ou froide) s'enfonce et l'eau moins dense (douce ou chaude) monte], ainsi que le vent en sont à l’origine. Dans l’Atlantique, la MOC Atlantique (AMOC) a une incidence sur le climat mondial et européen sur des échelles décennales et des échelles de temps plus longues et affecte la formation de nouvelles masses d'eau. Il est donc essentiel de surveiller les variations et les changements de l’AMOC.

C i rc

u l a ti o n e n s ur fa

• Au cours des 25 dernières années, le Gulf Stream s’est ralenti.

• L’épisode froid qui a démarré en 2014 et a persisté jusqu’en 2016 dans l’Atlantique Nord a formé un contraste fort avec les températures océaniques plus chaudes dans l’océan global. Cet épisode s’est caractérisé par des températures froides en profondeur (plus de 1 000 mètres) et une faible salinité dans la région subpolaire. Toutefois, des conditions similaires ont été observées de 1993 à 1997. Des conditions inverses (chaleur et forte salinité) ont été signalées de 2004 à 2009 dans cette même région.

c

de hau c e

Circulation sous la surface froide

OCÉAN BLEU LE DÉSÉQUILIBRE ÉNERGÉTIQUE DE LA TERRE

Près de 0,5 à 1,0 watt par mètre carré d’excès de chaleur d’origine anthropique est piégé dans le système terrestre et contribue au réchauffement global. Près de 93 % de cet excès de chaleur est absorbé par l’océan.

Par conséquent, l’océan global et les mers européennes régionales se réchauffent.

~ 3%

Rayonnement solaire entrant

Rayonnement infrarouge émis

de l'énergie réchauffe le sol et l’atmosphère

Influence humaine

~ 4%

~93%

de l’excès d’énergie fait fondre la glace

de l’excès d’énergie est absorbé par l’océan

ÉLÉVATION DU NIVEAU DE LA MER

L’élévation du niveau de la mer peut gravement affecter les populations humaines vivant dans les régions côtières et insulaires ainsi que les environnements naturels comme les écosystèmes marins. Le niveau de la mer moyen global et régional est affecté par la variabilité naturelle du climat ainsi que par des changements d’origine anthropique. Le niveau de la mer augmente du fait du réchauffement de l’océan et de la perte de masse de glace terrestre. L’eau se dilate lorsqu’elle est chauffée et près de 30 % de l’élévation du niveau de mer observée aujourd’hui peut être attribuée à cette dilatation thermique (appelée le niveau de la mer thermostérique).

LE CONTENU THERMIQUE OCÉANIQUE correspond

à la quantité de chaleur stockée dans l’océan (de la surface jusqu’au fond). Un océan qui se réchauffe cause une expansion thermique et participe à l’élévation du niveau de la mer observée aujourd’hui. La contrainte thermique peut contribuer au blanchissement des coraux et à l'émergence de maladies infectieuses, à la redistribution des couches d’eau dans l’océan et à l'augmentation de la fonte de la glace de mer. De plus, le réchauffement des océans altère les courants océaniques et modifie les interactions air-mer, affectant ainsi les régimes météorologiques et climatiques de l'échelle locale à l’échelle globale.

Source de la figure : modifiée d’après von Schuckmann et al., 2016, Nature Climate Change, (DOI : 10.1038/NCLIMATE2876 https://www.nature.com/articles/nclimate2876)

SUR CES 25 DERNIÈRES ANNÉES,

LE NIVEAU DE LA MER THERMOSTÉRIQUE GLOBAL AUGMENTE DE PLUS DE

1,2 mm PAR AN

Tendance de 2005 à 2016 Profondeur de couche 0 - 2000 mètres Incertitude : ± 0,2 mm/an

L’élévation du niveau de la mer est principalement due à la fonte de la glace et à la dilatation thermique (l'eau se dilate lorsqu’elle est chauffée), un phénomène appelé « élévation thermostérique ».

Près de 30 % de l'élévation du niveau de la mer observée aujourd’hui peut être attribuée à cette dilatation thermique.

LE NIVEAU DE LA MER À L’ÉCHELLE GLOBALE S’ÉLÈVE DE

3,3 mm

LA TEMPÉRATURE DE SURFACE DE L’OCÉAN À L’ÉCHELLE GLOBALE A AUGMENTÉ

PAR AN

Unités : °c/an - tendance de 1993 à 2016

+0,04 + -

+2,7

0,004

+- 0,9

Tendance de 1993 à 2016 Unités : mm/an Incertitude : ± 0,5 mm/an

+3,3 +- 0,5

°C/AN MER MÉDITERRANÉE

MER MÉDITERRANÉE

+0,08 +- 0,008

MER NOIRE

+0,03 +- 0,007

PLATEAU NORD-OUEST

+4,0

+0,03 +- 0,007

MER BALTIQUE

+- 2,9

+2,6

MER BALTIQUE

PLATEAU NORD-OUEST

+- 0,8

LE CONTENU THERMIQUE OCÉANIQUE À L’ÉCHELLE GLOBALE A AUGMENTÉ DE

+0,8 Watts PAR MÈTRE CARRÉ

+1,3 +- 0,2

MER MÉDITERRANÉE

Tendance de 1993 à 2016 Profondeur de couche : 0-700 mètres Unités : W/m² / Incertitude : 0,1 W/m²

+0,9 +- 0,4

MER IBÉRIQUE - GOLFE DE GASCOGNE - IRLANDE

+0,7

+0,6

PLATEAU NORD-OUEST

OCÉAN ARCTIQUE

+ 0,8 -

+- 0,1

MER IBÉRIQUE - GOLFE DE GASCOGNE - IRLANDE

+2,8 +- 2,5

MER NOIRE

OCÉAN BLEU VARIABILITÉ EXTRÊME EN EUROPE

Au cours des dernières décennies, le niveau de la mer a augmenté. Cette élévation du niveau de la mer peut être à l'origine d'impacts plus forts sur les côtes (onde de tempête) lors de tempêtes (et notamment des tempêtes extrêmes) comme des risques d’inondation côtière et des dommages sur les infrastructures côtières.

5

1

2

4

2

1 Des hauteurs records de vagues sont observées le long de la côte européenne au niveau de deux stations de surveillance situées au nord-ouest de la Grande-Bretagne, notamment pendant les années 2009, 2013 et 2014. À titre d’exemple, la bouée se trouvant au nord des îles britanniques a relevé la hauteur de vague la plus élevée jamais enregistrée par cet instrument, à 19 mètres.

2 Les hauteurs de vagues extrêmes sont plus basses que la moyenne dans les Îles Canaries, au sud de l’Espagne, dans la Manche, en mer d’Irlande, en mer Méditerranée et dans la Baltique au cours de l'année 2016.

2

3 En Europe, les conditions de chaleur les plus extrêmes ont été observées dans le Golfe de Cadix.

4 En 2016, les niveaux de la mer sont anormalement bas le long de la côte sud-est de la Suède (10 cm plus bas que ceux relevés au cours des 20 dernières années).

3

2

2

5 Le niveau de la mer des régions côtières et la hauteur significative de vague les plus bas sont observés dans la Baltique, ce qui peut éventuellement avoir un lien avec les niveaux de tempête plus faibles.

AU COURS DES 25 DERNIÈRES ANNÉES

3

LÉGENDE La perte de chaleur de l’océan vers l’atmosphère

Figure modifiée d'après Pinardi et al. (2006). Pinardi, N., M. Zavatarelli, E. Arneri, A. Crise, M. Ravaioli, 2006 : The physical, sedimentary and ecological structure and variability of shelf areas in the Mediterranean Sea. Dans Robinson, A.R., K. H. Brink : The global ocean interdisciplinary regional studies and syntheses.

Harvard University Press Cambridge, MA and London.

2 1

ZOOM SUR LA MER MÉDITERRANÉE : LES GRANDS PROCESSUS OCÉANIQUES AFFECTANT LE CLIMAT EUROPÉEN SOUS SURVEILLANCE La mer Méditerranée est un moteur transformant les eaux douces et chaudes de l’Atlantique en eaux méditerranéennes plus salées et plus froides qui reviennent ensuite finalement dans l’Atlantique. Toute altération de cette boucle de circulation (ou circulation de retournement) peut avoir un impact fort sur le temps et le climat en Europe. L’un des processus les plus importants à l’origine de cette circulation est la formation de masses d’eau profondes et intermédiaires par convection. Ces processus ne surviennent pas régulièrement ; toutefois, leur intensité et leurs caractéristiques peuvent radicalement changer la boucle de circulation dans la mer Méditerranée.

Pour cette raison, le Copernicus Marine Service a mis en œuvre une surveillance constante de la convection profonde de l’océan ouvert. Les années où ces épisodes de convection ont eu lieu dans des régions clés sont indiquées ci-après.

Cette figure montre la boucle de circulation (ou circulation de retournement) en mer Méditerranée. Dans les couches d’eau superficielles et intermédiaires, la circulation est forcée par des échanges au niveau de Gibraltar et la formation de masses d’eau dans la partie nord du bassin Levantin. Dans la partie orientale de la mer Méditerranée, la circulation verticale est forcée par la formation de masses d'eau profonde dans la partie septentrionale de l’Adriatique et de la mer Égée. Dans la partie occidentale de la mer Méditerranée, la circulation verticale est forcée par la formation de masses d'eau dans le Golfe du Lion. Les spirales indiquent les zones où les conditions océan / atmosphère favorisent les processus de masse d’eau en hiver. Les cadres indiquent les zones où le CMEMS opère une surveillance.

LÉGENDE Les symboles en rouge représentent une anomalie plus forte que la moyenne (quantité supérieure à la moyenne) Les symboles en bleu représentent une anomalie plus faible que la moyenne (quantité inférieure à la moyenne)

Salinité ou teneur en sel Niveau de la mer Température Hauteur significative de vagues Transport océanique

1 Le Détroit de Gibraltar, dernier point de passage des eaux méditerranéennes vers l’océan Atlantique, montre une tendance au réchauffement et à l’augmentation de salinité au cours des dix dernières années.

2 Le Canal de Sicile est le principal passage reliant les parties ouest et est de la Méditerranée. Au cours des 30 dernières années, une tendance au réchauffement et à l’augmentation de salinité a été observée dans les eaux intermédiaires traversant ce point d'accès.

3 Formation de masses d’eau dans le Golfe du Lion pour les eaux profondes de la partie occidentale de la Méditerranée : 1987, 1988, 1991, 1992, 1999, 2005, 2006, 2010, 2011, 2012, 2013

4

4 Formation de masses d’eau dans la partie septentrionale de la fosse Adriatique pour les eaux profondes de la partie orientale de la Méditerranée : 1988-1991, 1992, 1993, 1996, 1999, 2006, 2013

5

6

5 Formation de masses d’eau dans la mer de Crète / mer Égée pour les eaux intermédiaires et profondes : 1989-1990, 1991, 1992, 1993, 2006-2008, 2012 6 Formation de masses d’eau dans la région du gyre de Rhodes pour les eaux intermédiaires et profondes du Levantin : 1987, 1989, 1990, 1992, 1993, 2003, 2006, 2007, 2008, 2009, 2012, 2015

Les dates en gras représentent des épisodes de convection particulièrement intenses.

OCÉAN BLANC Au cours des 25 dernières années, le volume et l'étendue de glace de mer ont radicalement changé dans les régions polaires des hémisphères nord et sud et dans la Baltique. En 2016, la glace de mer globale a fondu à un rythme bien plus rapide que celui observé depuis nos premiers enregistrements remontant aux années 1980.

HÉMISPHÈRE NORD

ARCTIQUE

-780 000 km 2

- 6,2%

de perte d’étendue de glace de mer par décennie (1993-2016)

de perte d’étendue de glace de mer par décennie (1993-2016) Incertitude : ± 70 000 km²/décennie

Moyenne de l'étendue de glace de mer dans l’hémisphère nord par an

Dix des plus basses valeurs d’étendue de glace de mer en été en Arctique ont été relevées au cours des dix dernières années.* * Observées par des satellites

La figure montre l'étendue de glace de mer moyenne annuelle (de 1993 à 2016) pondérée sur l’hémisphère nord et exprimée en kilomètres carrés (km2). Évaluation réalisée à partir des réanalyses océaniques.

Source : CMEMS Ocean Monitoring Indicators (OMI) marine.copernicus.eu/sciencelearning/oceanmonitoring-indicators/ catalogue

Depuis 1993, nous avons assisté à une accélération de la perte d’étendue de glace de mer de près de 780 000 km2 par décennie (avec une incertitude de 70 000 km2/décennie) du fait du réchauffement global actuel.

Au cours des 25 dernières années, l’Arctique a perdu un volume de glace de mer à un rythme de 15,4 % par décennie. En conséquence, la teneur en eau douce de l’Océan Arctique a augmenté depuis le milieu des années 1990 et affiche une hausse record en 2016. La baisse record de l’étendue et du volume de glace de mer en 2016 est associée à une combinaison d’échanges de chaleur océanique supérieurs à la moyenne à travers les détroits de Fram et de Béring vers la région Arctique et de réchauffement global. L'été 2012 reste la période avec les niveaux les plus bas d’étendue de glace de mer jamais relevés depuis le début des observations par satellite.

La figure montre la moyenne de septembre (de 1993 à 2014) et la moyenne de septembre pour les années 2012 et 2016 de l’étendue de glace de mer dans l’Océan Arctique. Évaluation réalisée à partir de réanalyses océaniques.

Un minimum d’étendue de la glace de mer a été observé en 2016 au niveau des deux pôles.

HÉMISPHÈRE SUD

ANTARCTIQUE

+1,6 %

+200 000 km2

tendance de gain d’étendue de glace de mer par décennie (1993-2016)

de gain d’étendue de glace de mer par décennie (1993-2016) Incertitude : ± 100 000 km²/décennie

Moyenne de l'étendue de glace de mer dans l’hémisphère Sud par an

Le minimum d’étendue de glace de mer jamais relevée en Antarctique a été observé en 2016.* * Observées par des satellites

La figure montre l'étendue de glace de mer moyenne annuelle (de 1993 à 2016) pondérée sur l’hémisphère sud et exprimée en kilomètres carrés (km2). Évaluation réalisée à partir des réanalyses océaniques.

Source : CMEMS Ocean Monitoring Indicators (OMI) marine.copernicus.eu/ sciencelearning/oceanmonitoringindicators/catalogue

En dehors de la forte chute de l’étendue de glace de mer en 2016, la glace de mer en Antarctique s’étendait lentement mais régulièrement avec une augmentation record en 2014 qui a duré plusieurs mois. Au cours des dernières décennies, la banquise antarctique s’est agrandie, avec une augmentation de 1,6 % de l’étendue de la glace de mer par décennie et une augmentation de 8,8 % du volume de glace de mer par décennie de 1993 à 2016. Les changements des conditions hydrographiques et les variations au niveau de l’interface air-mer comme les processus générés par le vent sont quelques-unes des raisons pouvant expliquer les grandes variations actuelles des gains et pertes de glace de mer dans l’océan Antarctique. Comprendre le rôle précis et l'interaction entre ces différents processus est un des enjeux actuels de la recherche scientifique.

Contre toute attente, l'étendue de glace de mer dans l’océan Antarctique a diminué de façon significative au cours des derniers mois de 2016 avec les valeurs observées les plus basses par rapport à celles relevées au cours des deux dernières décennies. Cette faible étendue de la mer de glace en Antarctique en 2016 est associée à des températures de l’air inhabituellement élevées et à une réduction de la glace de mer causée par les vents. Ceci a donné lieu à une baisse record de l'étendue de glace de mer. La perte inhabituelle de l'étendue de glace de mer en décembre 2016 a avoisiné les 2,8 millions de mètres carrés sous la moyenne, bien au-delà des changements précédemment relevés.

La figure montre la moyenne de décembre (de 1993 à 2014) et la moyenne de décembre pour l’année 2016 de l’étendue de glace de mer dans l’océan Antarctique. Évaluation réalisée à partir des réanalyses océaniques.

OCÉAN VERT CARBONE COMPOSANTES DU CYCLE DU CARBONE

Le phytoplancton est une algue unicellulaire se trouvant aussi bien en eau douce qu’en eau salée. Il constitue la base de la chaîne d'alimentation marine et joue un rôle important dans le cycle de carbone de la terre. Il se développe par photosynthèse et a besoin de nutriments.

Pompe à carbone physique

Pompe à carbone organique

Deux mécanismes actionnent la pompe à carbone physique :

Pour se développer, le phytoplancton utilise la lumière du soleil, consomme le CO2 dissous ainsi que les nutriments et libère de l’oxygène pendant la photosynthèse. Le CO2, essentiel à la création de la vie, est ensuite transformé en carbone organique créant les cellules de phytoplancton. Comme cette matière organique est transformée par les bactéries, le zooplancton et leurs consommateurs, une fraction finit en matière organique et fécale morte qui coule au fond des couches océaniques plus profondes.

1) à des latitudes hautes (océan subpolaire, par exemple), les températures de l’océan sont froides. Par conséquent, la solubilité du CO2 est plus élevée et un transfert de CO2 de l’atmosphère vers l’océan se produit. Le carbone est ensuite tiré vers les grands fonds océaniques par le biais de la convection et de la formation d’eaux profondes (voir Océan bleu) et est ensuite stocké là et redistribué par les courants océaniques.

2) à des latitudes basses (les tropiques, par exemple), les températures de surface de l’océan sont élevées et, par conséquent, la solubilité du CO2 est plus faible. En outre, la remontée océanique provoquée par les vents fait remonter le carbone stocké depuis les couches profondes de l’océan vers la surface et un phénomène de dégazage se produit de l’océan vers l’atmosphère.

Les bactéries décomposent une partie de cette matière organique tombant vers le fond, en utilisant de l’oxygène et en libérant du CO2 et des nutriments dans le cadre d’un processus plus général appelé reminéralisation. Le CO2 s’échappe dans l’atmosphère (dégazage) ou est réutilisé ou redistribué dans les courants océaniques avec les nutriments de nouveau libérés. Certains des organismes morts (carbone organique) tombent au fond de la couche profonde de l’océan, y piégeant le carbone pendant parfois des milliers d'années.

Le vent déplace les eaux de surface en permettant aux eaux profondes froides de remonter

Transfert de

PROFONDEUR

CO₂

Atmosphère

Carbone dissous

Convection profonde

Atmosphère

Dégazage de

La photosynthèse se produit à la surface de l’océan

CO₂

CO₂

CO₂

Phytoplancton + consommateurs

Remontée d’eau

CO₂

+ nutriments

Reminéralisation

Carbone dissous dans les eaux profondes

Hautes latitudes

Dégazage de

Transfert de

Matière organique tombant au fond

Basses latitudes

Une fraction de la matière morte (carbone organique) peut être piégée au fond de l’océan pendant des milliers d'années

Augmentation de la température

L’OCÉAN ABSORBE LE CO 2

Échange mer-air de CO2

Les résultats de l’Ocean State Report montrent que, au cours des années 1990, l'absorption de carbone dans l’océan global est relativement stable et qu’une forte augmentation de l'absorption carbonique de l’océan a été constatée depuis le début des années 2000. Ces résultats sont cohérents avec les précédentes conclusions.

Cette figure montre un échange mer-air de CO2 au fil du temps ce qui signifie que l’océan absorbe le CO2 atmosphérique. La ligne rouge représente une valeur négative relevée par le CMEMS du flux mer-air exprimée en pétagrammes de carbone par an (PgC année-1). Les lignes pointillées reflètent des résultats similaires d’autres études scientifiques.

PgC.yr-1

Près d’un quart du CO2 d’origine anthropique dans l’atmosphère est stocké dans l’océan par absorption du carbone. Toutefois, le prix que nous payons pour ce stockage temporaire est l'acidification de l’océan.

Le CO2 quitte l'atmosphère et va dans l’océan

CHLOROPHYLLE-a (Chl-a) La couleur de l’océan telle que mesurée par les satellites est un indicateur indirect de la mesure de chlorophylle-a dans l’océan, la chlorophylle-a étant le pigment produit par des plantes vertes comme le phytoplancton. Le phytoplancton dans l’océan est essentiel à l’absorption du CO2 atmosphérique.

Le phytoplancton constitue la base du réseau alimentaire marin et près de la moitié de la production sur terre de matières organiques se passe dans l’océan. Toute la vie de l’océan en dépend. La photosynthèse du phytoplancton contribue à plus de la moitié de la teneur en oxygène de l'atmosphère terrestre et consomme une quantité énorme de carbone.

Par conséquent, tout changement dans la concentration de phytoplancton doit être étroitement surveillé.

TENDANCES DE LA CHL-a

Augmentation de Chl-a

Tendances de la Chlorophylle-a de septembre 1997 à décembre 2016 Baisse de Chl-a

Cette figure montre les tendances géographiques de la chlorophylle-a (Chl-a) tirées de données de télédétection et révèle des tendances significatives au cours des deux dernières décennies exprimées en pourcentage par an.

Au cours des deux dernières décennies, des changements notables ont affecté la Chl-a.

Dans les latitudes hautes, la Chl-a a augmenté.

Dans les régions tropicales, la Chl-a a baissé.

MERS EUROPÉENNES, ATLANTIQUE NORD ET OCÉAN ARCTIQUE Séries temporelles régionales de concentration de chlorophylle-a dans la mer de 1997 à 2016

La figure montre la chlorophylle-a exprimée en milligrammes par mètres cubes (mg m-3).

Les tirets noirs représentent la moyenne régionale quotidienne et la ligne rouge représente la tendance.

Comme l’indique l’Ocean State Report, les concentrations moyennes de chlorophylle-a dans les mers européennes, à l’exception de la mer Noire, ont augmenté. Une augmentation a également été constatée dans l’Atlantique nord et l’océan Arctique.

Augmentation de Chl-a

Mer Noire

Atlantique Nord

Mer Baltique

Mer Méditerranée

Océan Arctique

OCÉAN VERT OXYGÈNE OCÉANIQUE (O 2 ) L’oxygène (O2) est un élément vital, essentiel à la santé de la planète. Les océans fournissent près de la moitié de l’oxygène de la planète. À cause d’activités principalement humaines, une désoxygénation de l’océan a été observée au cours des dernières décennies. Il est dès lors essentiel de surveiller les changements et la distribution de l’oxygène dans l’océan.

Répartition des minimums d’oxygène océanique dans le monde...

… et profondeurs auxquelles ces minimums sont observés

La figure montre la quantité minimale d’oxygène relevée dans la colonne d’eau exprimée en micromoles par kilo (μ mol/kg). Les données sont pondérées sur environ deux décennies.

La figure montre la profondeur (en mètres) où le minimum d’oxygène est observé dans la colonne d’eau (présenté dans la figure à gauche) et exprimé en micromoles par kilo (μ mol/kg). Seules les valeurs de profondeur sont présentées là où le minimum d’oxygène est inférieur à 90 μ mol/kg. Les autres valeurs ne sont pas indiquées (en blanc sur la figure).

ZONES DE MINIMUM D’OXYGÈNE (OMZ) La répartition des zones de minimum d’oxygène (OMZ) est contrôlée par la circulation océanique ainsi que par les processus biogéochimiques et physiques locaux. Les zones de minimum d’oxygène avec des concentrations d’O2 en dessous d’un certain seuil se trouvent essentiellement dans l’océan Pacifique et l’océan Indien. Dans l’océan Atlantique, les zones avec des minimums d’O2 intenses se trouvent à proximité des régions côtières orientales.

EUTROPHISATION

1

3 2

Phosphore Azote

Blocage de la lumière du soleil

Prolifération d'algues + Phytoplancton

4

6 5

De grandes zones avec des niveaux d’oxygène faibles se forment lorsque le besoin en O2 est élevé comme dans les systèmes de remontée des eaux côtières où le niveau de productivité primaire est élevé. De faibles niveaux en O2 peuvent avoir un effet dévastateur sur l'écosystème comme la perte d’azote, les déséquilibres du pH, le dégazage du carbone voire la production de gaz toxiques engendrant la mortalité de la vie marine. Au cours des dernières décennies, les OMZ se sont étendues du fait d'une réduction de la solubilité de l’O2 attribuable au réchauffement et des changements affectant la ventilation et la circulation de l’océan.

Eutrophisation

Hypoxie côtière

1 Le lessivage des terres cultivées et les autres polluants (qui contiennent des nutriments) sont évacués dans l’océan par les pluies ou le drainage.

3 Cette prolifération peut empêcher la lumière du soleil de pénétrer dans l’eau.

Ces nutriments peuvent provoquer la prolifération rapide de phytoplanctons et d’algues à la surface et réduire la qualité de l’eau.

2

4 Ceci empêche la photosynthèse du phytoplancton et d’autres formes de vie végétale dans l'océan, en les tuant.

5 Les algues s'étant ainsi proliférées meurent et tombent au fond de l’océan peu profond. Les bactéries décomposent cette matière organique morte, un processus qui consomme de l’oxygène.

6 Ce processus laisse la couche d’eau peu profonde avec très peu d’oxygène (état d’hypoxie). C’est dévastateur pour l'écosystème et, dans certains cas, les zones peuvent presque devenir sans vie.

DÉSOXYGÉNATION EN MER NOIRE

COUCHE ANOXIQUE

COUCHE OXYGÉNÉE

Ventilation de l'eau O₂

L’O2 de l'atmosphère pénètre dans l’océan et les eaux de surface enrichies en oxygène sont portées vers les profondeurs.

O₂ -70 m

-140 m

La mer Noire est une mer à faible teneur en oxygène à l’exception d'une fine couche oxygénée ventilée (l’oxygène de l'atmosphère se dissout dans l’océan) proche de la surface et qui correspond à environ 10 % du volume de la mer Noire.

O₂

O₂

O₂

O₂

O₂

FORMATION DES EAUX DENSES ET FROIDES DANS DES CONDITIONS NORMALES

Chaque hiver, les températures de l’océan chutent.

Ceci permet aux eaux de surface froides et riches en oxygène sur le plateau de s’enfoncer et de ventiler la partie inférieure de la couche oxygénée.

L’OXYCLINE DANS LES ANNÉES 1950

Couche océanique riche en oxygène descendant de la surface vers l’oxycline (zone de fort gradient d’O2).

FORMATION DES EAUX DENSES ET FROIDES AVEC LE RÉCHAUFFEMENT GLOBAL

Du fait du réchauffement, la formation d’eaux froides en hiver est moins prononcée. Par conséquent, des eaux denses moins froides se forment, ce qui indique une baisse de la ventilation d’oxygène.

L’OXYCLINE AUJOURD'HUI

COUCHE OXYGÉNÉE

Au cours des 60 dernières années, la quantité d’oxygène en mer Noire a baissé. Cette couche oxygénée s’est rétrécie passant d’environ 140 mètres (m) à environ 70 mètres, ce qui est lié à la réduction de la ventilation en plein hiver en conséquence du réchauffement global.

COUCHE ANOXIQUE

Couche océanique pauvre en oxygène descendant de l’oxycline (zone de fort gradient d’O2) vers le fond de l’océan.

DÉSOXYGÉNATION EN MER NOIRE DEPUIS LES ANNÉES 1950

OXYCLINE

Couche océanique séparant les couches oxygénées et anoxiques.

Données collectées depuis des bateaux

Données des flotteursprofileurs Argo plongeants

La figure montre l’inventaire d’oxygène (la quantité d'oxygène dans la colonne d'eau) de 1955 à 2016 en noir exprimé en moles par mètre carré (mol/m²). Le rouge représente la tendance à la baisse.

Un jeu de données séparé de 2010 est présenté en bleu.

MER BALTIQUE D'après une récente évaluation de HELCOM (Commission de protection de l’environnement marin en mer Baltique), la Baltique se classe parmi les zones marines affectées par le phénomène d’eutrophisation. Ce phénomène est causé par une combinaison de sur-enrichissement de nutriments et de changement climatique.

L’Ocean State Report montre la présence d'épisodes de prolifération en été dans la mer Baltique au cours des 20 dernières années. Lors des deux dernières décennies, les effets de l’eutrophisation ont été documentés chaque été, ces effets variant en termes d’étendue et de force d’une année à l’autre. À titre d’exemple, des épisodes particulièrement intenses ont été observés en 2005 et 2008 alors que les proliférations en 1998 et 2012 ont été moins graves.

La figure montre une série temporelle des proliférations estivales moyennes en mer Baltique de 1998 à 2016. La couverture spatio-temporelle est exprimée en kilomètres carrés par jour (jour km2).

Rouge : prolifération en surface ; bleu : prolifération sous la surface.

Couverture de prolifération de chlorophylle-a en été : surveillance de l’eutrophisation en mer Baltique chaque année

ANOMALIES 2016 PLATEAU NORD-OUEST

MER BALTIQUE

QUELQUES ANOMALIES OBSERVÉES EN 2016 DANS LES MERS RÉGIONALES EUROPÉENNES

MER NOIRE

MER IBÉRIQUE GOLFE DE GASCOGNE - IRLANDE

MER MÉDITERRANÉE

* Les pictogrammes plus grands représentent des changements à l’échelle du bassin..

PACIFIQUE QUELQUES ANOMALIES OBSERVÉES EN 2016 DANS L’OCÉAN GLOBAL

ATLANTIQUE

LÉGENDE Les symboles en rouge représentent une anomalie plus forte que la moyenne (quantité supérieure à la moyenne)

Les symboles en bleu représentent une anomalie plus faible que la moyenne (quantité inférieure à la moyenne)

Courants de surface océaniques

Salinité

Dioxyde de carbone Échange mer-air

Température

Quantité d’oxygène

Convection

Chl-a – Chlorophylle-a

Niveau de la mer

Hauteur significative de vagues

Transport océanique

Contenu thermique océanique

Contenu en eau douce de l’océan Variabilité extrême

Étendue de la glace de mer

ANOMALIES Dans ce rapport, « anomalie » se définit comme la différence entre une mesure et la moyenne relevée sur une longue période. À titre d’exemple, la température de surface de la mer en 2016 (dans certaines régions) a été plus élevée que la température de surface de la mer pondérée sur la période 1993-2014 dans ces mêmes régions.

OCÉAN ARCTIQUE

PACIFIQUE

OCÉAN INDIEN

ANTARCTIQUE

Copernicus Marine Service

REJOIGNEZ LA COMMUNAUTÉ DU COPERNICUS MARINE SERVICE Portail Web marine.copernicus.eu

Mercator Ocean @ MercatorOcean

Courrier électronique du Service Desk servicedesk.cmems@mercator-ocean.eu

MercatorOcean

C O N TACT

karina.von.schuckmann@mercator-ocean.fr gratianne.quade@mercator-ocean.fr

L’Ocean State Report est un supplément du Journal of Operational Oceanography (JOO), une publication officielle de l’Institut de l’Ingénierie, de l’Institute of Marine Engineering, Science & Technology (IMarEST) éditée par Taylor & Francis Group.

Conformément aux termes de la Licence Creative Commons Attribution-Non-Commercial-No Derivatives, cette synthèse cite dûment le travail d’origine et ne le modifie pas ou ne le transforme pas.

Journal of Operational Oceanography ISSN 1755-876X (Papier) 1755-8778 (en ligne)

Linkedin Mercator Ocean https://www.linkedin.com/company/mercator-ocean/ Tutoriels sur la chaîne YouTube du CMEMS Copernicus Marine Service

Citation: von Schuckmann, K., P.-Y. Le Traon, N. Smith, A. Pascual, P. Brasseur, K. Fennel, S. Djavidnia (2018) Copernicus Marine Service Ocean State Report, Issue 2, Journal of Operational Oceanography, 11:sup1, s1–s142, DOI: 10.1080/1755876X.2018.1489208 Lien vers l’édition complète de l’Ocean State Report : https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/175587 6X.2018.1489208 Avis de non-responsabilité : cette synthèse est écrite en collaboration avec des scientifiques et des professionnels de la communication et a pour objectif de donner un contexte et une explication scientifique de base autour des conclusions clés de l’Ocean State Report.

Octobre 2018 - Mise en page : Atelier JamJam.

Forum de collaboration http://forum.marine.copernicus.eu/

Copernicus Marine Service @CMEMS_EU