Ocean State Report 3 Synthèse

OCEAN STATE REPORT

SYNTHÈSE

#3

OCEAN STATE REPORT Édition 3, 2019

Mise en œuvre par

À PROPOS DE L’OCEAN STATE REPORT L’Ocean State Report est une publication annuelle du Copernicus Marine Service qui 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 et professionnelle ainsi que pour les décideurs et le grand public.

L’Ocean State Report fournit une vision 4D (y compris des prévisions), vue du dessus (à travers les données de télédétection par satellite) et au sein des masses d’eau

(mesures in situ), de l’océan bleu (par exemple, hydrographie, courants), de l’océan blanc (par exemple, glace de mer) et de l’océan vert (par exemple, phytoplancton).

Il s’appuie sur des analyses d’expert et est rédigé par plus de 100 experts scientifiques provenant de plus de 30 établissements européens. L’intégrité scientifique est garantie par un processus d’évaluation indépendante assuré par des pairs travaillant en collaboration avec le Journal of Operational Oceanography. Cette synthèse met en exergue certains résultats du rapport et porte sur l'analyse océanique de l'année 2017.

1

Océan global

4

Mers du plateau nord-ouest européen

2

Océan Arctique

5

Mer ibérique - Golfe de Gascogne - Irlande

3

Mer Baltique

6

Mer Méditerranée

7

Mer Noire

GLO

Tendance de 1993 à 2017

NIVEAU DE LA MER

Unités : Degrés Celsius / an - Tendance de 1993 à 2017

Unités : mm / an Tendance de 1993 à 2017

Mer Méditerranée

Mer Baltique

Mer Méditerranée

Mer Noire

+0,04

+0,03

+2,4

+1,9

0,002

+0,07

0,003

0,005

2,2

2,2

+0,9

0,1

Tendance de 2005 à 2017

TEMPÉRATURE DE SURFACE DE LA MER Mer Noire

0,1

L (0-70

)

+1,2

0,1

BA

0M

L (0-200 )

M)

+1,4

BA

O

L (0 - 70

Unités : mm / an

0M

BA

0

GLO

NIVEAU DE LA MER THERMOSTÉRIQUE

GL

TENDANCES JUSQU’À 2017

GLOBAL

+3,2

Mer Baltique

Plateau nord-ouest

+4,3

+2,7

2,2

0,4

2,0

Îles du Pacifique occidental

Îles du Pacifique central

Superficie totale des îles du Pacifique

Mer ibérique Îles du Golfe de Gascogne Pacifique oriental Irlande

Îles du Pacifique central

Superficie totale des îles du Pacifique

+0,02

+0,01

+0,02

+3,4

+2,8

+3,5

0,01

0,02

0,01

+4,8

2,0 CÉ

Unités : % / an – Tendance de 1997 à 2017

0,01

Îles du Pacifique oriental

Îles du Pacifique central

Superficie totale des îles du Pacifique

Mer Méditerranée

-0,4

-0,7

-0,4

+0,5

0,02

0,001

0,001

2,5

2,5

0,002

Unités : mol / m2 / an Tendance de 1955 à 2017

Mer Baltique

Océan Atlantique Nord

Océan Arctique

Mer Noire

-0,7

+2,5

+1,1

+1,72

-0,15 +- 0,02

0,01

ÉTENDUE DE LA GLACE DE MER

G OCÉAN

LO

Tendance de 1993 à 2017

BAL (0-

+0,9

0,1

GL

O BA L ( 0

+0,6

0,1

00M)

0,1

0,01

2

00M)

0M)

+0,9

-7

OBAL (0-

0,01

20

GL

70

OCÉAN

CONTENU THERMIQUE OCÉANIQUE Unités : Watts / m

OCÉAN

0,01

Tendance de 2005 à 2017

Mer Méditerranée

Îles du Pacifique oriental

Îles du Pacifique central

Superficie totale des îles du Pacifique

+0,8

+1,9

+0,8

+1,2

0,1

1,5

m= mètre mm=millimètre km= kilomètre

0,7

Units: km2 / décennie Tendance de 1993 à 2017

Hémisphère nord

Tendance de 1993 à 2017 - 0-700 m

2,5

INVENTAIRE DE L’OXYGÈNE

Mer Noire

AN GLOB

+0,63

CHLOROPHYLLE-a

AL

O

0,7

-770 000 60 000 -5,89 0,47 % / décennie Hémisphère sud

+70 000 120 000 0,57 0,94 % / décennie

Pour de plus amples informations sur la région Pacifique, voir les pages 5 et 6 de la Synthèse de l’Ocean State Report n° 3.

ANOMALIES 2017 PLATEAU NORD-OUEST

MER BALTIQUE

ANOMALIES EN EUROPE 2017

MER NOIRE

MER IBÉRIQUE GOLFE DE GASCOGNE IRLANDE MER MÉDITERRANÉE * Les pictogrammes plus grands représentent des changements à l’échelle du bassin

ATLANTIQUE ANOMALIES GLOBALES 2017

PACIFIQUE

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

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)

Vague de chaleur marine

Niveau de la mer extrême

Courants de surface océaniques

Température de surface de la mer

Hauteur significative de vagues extrême

Transport océanique

Niveau de la mer

Étendue de la glace de mer

Salinité

Hauteur significative de vagues

Contenu en eau douce de l’océan

Vent marin

Contenu thermique océanique

Chl-a – Chlorophylle-a

Variabilité à méso-échelle

Températures de surface de la mer extrêmes

Échange mer-air de dioxyde de carbone

ANOMALIES Dans ce rapport, une « 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 2017 (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

ATLAS COPERNICUS MARINE DES ÉTATS DE L’OCÉAN PACIFIQUE

CONTENU THERMIQUE OCÉANIQUE (OHC)

Les températures augmentent en surface et dans les eaux plus profondes de l’océan Pacifique autour des îles

Unités : Watts / m2 Tendance de 1993 à 2017 / 0 - 700 m

Îles du Pacifique Superficie totale

+1,2

0,7

Nous avons créé un Atlas des États de l’océan Pacifique qui fournit des données océaniques permettant de répondre aux besoins des décideurs et de respecter les directives sur le climat.

L’Atlas est une réponse directe aux demandes formulées par les Fidji lors de la Conférence des Nations Unies sur l’Océan de 2017 pour l’Objectif de développement durable (ODD) 14 (pour la vie aquatique) et lors de la COP23 de 2017 pour l’ODD 13 (sur l’action en faveur du climat).

Îles du Pacifique Îles du Pacifique oriental central

+1,9

+0,8

1,5

Le Contenu thermique océanique (OHC de l'anglais Ocean Heat Content) couvre les températures de l’eau à la surface de l’océan et sous la surface. Il permet de surveiller les changements de niveau de la mer, de stratification, de courants océaniques ainsi que d’écosystèmes marins. L’océan est une source de chaleur majeure pour la circulation atmosphérique globale, ce

0,7

qui a des incidences importantes sur le climat à l’échelle régionale et à l’échelle globale et peut même provoquer des phénomènes graves. Avec la hausse des températures océaniques, les écosystèmes marins sont également affectés. De nombreuses espèces souffrent ou meurent, mettant en péril les économies et la sécurité alimentaire.

NIVEAU DE LA MER THERMOSTÉRIQUE L’élévation du niveau de la mer est principalement due à la fonte de la glace et à l’expansion thermique (l'eau se dilate lorsqu’elle est chauffée, un phénomène appelé « élévation thermostérique )». Près de 40% de l'élévation

Figure : Contenu thermique de la couche supérieure de l’océan (0-700 mètres) en watts par mètre carré (W/m2) tendance de 1993 à 2017 Dans cette section : le domaine complet couvert par la figure représente la « superficie totale des îles du Pacifique » * ; l’encadré bleu représente les « Îles du Pacifique occidental » et l’encadré violet représente les « Îles du Pacifique central »**.

Le niveau de la mer monte dans tout l’océan Pacifique autour des îles du niveau de la mer à l’échelle globale observée aujourd’hui peut être attribuée à l’expansion thermique de l’océan. À l’échelle régionale, l’effet thermosthérique peut dominer le changement du niveau de la mer dans la zone.

L’océan Pacifique se réchauffe sensiblement et ce réchauffement va de pair avec l'élévation du niveau de la mer dans la région.

NIVEAU DE LA MER

Unités : mm / an Tendance de 1993 à 2017

Pacific Islands Total area

+3,5

2,5

Îles du Pacifique oriental

Îles du Pacifique central

+4,8

+2,8

2,5

Le niveau de la mer est une variable importante donnant des clés pour l'adaptation aux effets du changement climatique et l'aménagement du littoral. L’élévation du

2,5

niveau de la mer peut gravement affecter les populations humaines dans les régions côtières et les environnements naturels sur terre ainsi que les écosystèmes marins.

Figure : Tendance du niveau de la mer en millimètres par an (mm/an) de 1993 à 2017

* Telle que définie par l’accord européen de Cotonou et rendue par le secrétariat ACP de l’UE. ** Pour explorer la dynamique à l’intérieur et à l’extérieur du réservoir d’eau chaude du Pacifique occidental, le domaine a par la suite été subdivisé.

LES ÉTATS INSULAIRES DU PACIFIQUE SONT PARTICULIÈREMENT VULNÉRABLES AU CHANGEMENT DE L’ENVIRONNEMENT MARIN.

Le saviezvous ?

Ils font face à des menaces sans précédent mettant en péril les trois piliers du développement durable : l'économie, l’environnement et la société.

TEMPÉRATURE DE SURFACE DE L’OCÉAN (SST) Unités : °C / an Tendance de 1993 à 2017

Îles du Pacifique Superficie totale

+0,02

0,1

Outre les menaces causées par le réchauffement océanique, l'élévation du niveau de la mer et la baisse du phytoplancton, les États insulaires se trouvent sur la trajectoire de nombreuses tempêtes dévastatrices. Les ouragans / typhons / cyclones extraient la chaleur de la surface et de la subsurface de l’océan ce qui agit comme une source d’énergie les rendant plus puissants et plus longs.

La température de surface de la mer et le contenu thermique océanique sont des variables importantes pour prévoir et comprendre ces tempêtes et autres phénomènes météorologiques.

Les températures de surface de l’océan (SST – en anglais Sea Surface Temperature) augmentent dans tout l’océan Pacifique autour des îles

Îles du Pacifique Îles du Pacifique oriental central

+0,02

La température de surface de l’océan sert à évaluer les impacts du changement climatique et est essentielle pour la prévision météorologique et la prédiction de phénomènes extrêmes (comme les cyclones). Elle servira également à évaluer la santé des écosystèmes. À titre

0,01

+0,01

0,02

d’exemple, le réchauffement peut provoquer une détérioration du récif coralien (blanchissement coralien) et une perte de biodiversité mettant en péril la protection du littoral, les économies et la sécurité alimentaire.

CHLOROPHYLLE-a (Chl-a)

Figure : Tendance des températures de surface de l’océan de 1993-2017 en degrés Celsius par an (°C / an). Les tirets noirs indiquent les zones pour lesquelles les données sont rares et moins fiables.

Baisse générale du phytoplancton dans l’océan Pacifique autour des îles

Unités : % / an Tendance de 1997 à 2017

Îles du Pacifique Superficie totale

-0,4

0,001

Îles du Pacifique Îles du Pacifique oriental central

-0,4

Toute la vie océanique ou presque dépend de la santé du phytoplancton . La chlorophylle-a sert de témoin pour surveiller le phytoplancton qui est la base du réseau alimentaire marin. Près de la moitié des matières organiques sur la Terre sont produites dans l’océan.

La photosynthèse du phytoplancton contribue à plus de la moitié de la

0,02

-0,7

0,001

teneur en oxygène de l'atmosphère terrestre et consomme une quantité énorme de carbone.

Des changements au niveau des populations phytoplanctoniques peuvent avoir des incidences sur les écosystèmes et le cycle biogéochimique et, par extension sur les économies et la disponibilité alimentaire.

Figure : Tendance de la Chl-a de septembre 1997 à décembre 2017 exprimée en pourcentage par an.

!

L’Atlas Copernicus Marine des États insulaires du Pacifique montre un réchauffement océanique soutenu et drastique, une élévation du niveau de la mer et une baisse de la base de la chaîne alimentaire marine (phytoplancton).

VAGUES DE CHALEUR MARINE (MHW) Les Aires Marines Protégées (AMP) sont des régions marines où les activités humaines font l’objet de réglementations plus strictes afin d’y protéger l’environnement.

Les vagues de chaleur marine (MHW de l’anglais Marine Heat Waves) se produisent lorsque les températures de l’océan sont extrêmement chaudes pendant une longue période de temps. Elles peuvent avoir un effet dévastateur sur les écosystèmes et secteurs marins (comme la pêche et l’aquaculture).

Le Copernicus Marine Service analyse les impacts des vagues de chaleur marine dans des zones vulnérables comme les AMP. Les AMP qui ont souvent des écosystèmes côtiers et des écosystèmes sensibles représentent des zones qui sont vitales pour préserver la santé de la Terre et le bien-être humain.

Les AMP ont souvent des écosystèmes biologiquement riches et productifs mais également fragiles comme les récifs coralliens.

COMPRENDRE LES IMPACTS DES VAGUES DE CHALEUR MARINE Le Copernicus Marine Service joue un rôle important dans la surveillance des températures de l’océan grâce aux données satellitaires, à la technologie in situ et aux modèles numériques.

Les vagues de chaleur marine sont des observatoires côtiers privilégiés permettant de collecter des données in situ. L’analyse combinée de ces lots de données constitue une avancée fondamentale en soutien à des actions efficaces en termes de gestion et de conservation des zones côtières.

TÉLÉDÉTECTION DE COPERNICUS MARINE

SUD

Données sur les Aires Marines Protégées et analyse conjointe de Copernicus Marine

IN SITU*

*D onnées in situ de T-METNet qui est un réseau d’observation des côtes de la mer Méditerranée (t-mednet.org).

EFFETS DU RÉCHAUFFEMENT EN MER MÉDITERRANÉE

NORD

Ces zones produisent de grandes quantités d’oxygène, absorbent du CO2, peuvent agir comme des tampons contre les vagues extrêmes et le climat et fournir un milieu riche en flore et en faune (élément important pour les économies locales et la sécurité alimentaire).

Notre analyse contribue au respect et à la surveillance des directives internationales comme les Objectifs de développement durable des Nations Unies (ODD 2, 13 et 14).

HAUSSE RÉGULIÈRE ET SUR LE LONG TERME DES TEMPÉRATURES De nombreuses espèces ne supportent pas la hausse des températures et ne peuvent pas migrer vers des eaux plus fraîches, ce qui réduit leur abondance et leur répartition - ce phénomène perturbe les écosystèmes et entraîne une baisse de la biodiversité (affectant la sécurité alimentaire).

De nouvelles espèces préférant les climats tropicaux et subtropicaux arrivent - il peut s’agir d’espèces envahissantes qui peuvent perturber les écosystèmes et avoir des conséquences majeures pour la pêche et l’aquaculture.

VARIABILITÉ EXTRÊME COMME LES VAGUES DE CHALEUR MARINE Les organismes non mobiles comme les algues, les éponges et le corail ne peuvent pas échapper aux conditions environnementales extrêmes et sont dès lors victimes de contrainte thermique et de proliférations d'algues envahissantes (qui se développent dans des conditions chaudes). La nourriture et l'habitat sont alors perdus ce qui donne lieu à une mortalité de masse dans tout l’écosystème. Ceci entraîne également des pertes économiques et des problèmes en termes de sécurité alimentaire pour les humains.

De nombreuses espèces nageantes ne sont pas capables de migrer vers des eaux plus fraîches et meurent dans des eaux surchauffées.

AUGMENTATION DE LA CHALEUR

VAGUES DE CHALEUR MARINE (MHW) EN MER MÉDITERRANÉE Plusieurs zones de la mer Méditerranée ont été affectées par des vagues de chaleur marine au cours des mois d'été en juin, juillet et août 2017, notamment dans la région nord-ouest de la mer Méditerranée ainsi que dans les mers Adriatique et Égée.

2017

a été la 6e année la plus chaude jamais enregistrée pour les températures de surface de l’océan (depuis 1982) en mer Méditerranée.

A-C) NOMBRE TOTAL DE JOURS AVEC DES VAGUES DE CHALEUR MARINE PAR AN ET PAR SAISON DEPUIS 1982 a) Mer du nord de la Catalogne et des Baléares

b) Mer Levantine orientale

d) Nombre total de jours avec des vagues de chaleur marine : ZPM Corse, France

c) Mer Adriatique nord

Figures (a-c) : Séries temporelles du nombre total de jours avec des vagues de chaleur marine par an et par saison depuis 1982. Les données satellitaires sur la température de surface de l’océan du catalogue de Copernicus Marine ont été utilisées. Les flèches noires indiquent l'année 2017.

Figure (d) Nombre total de vagues de chaleur marine obtenu à partir d’une utilisation combinée de données d’observation des températures in situ et par télédétection. Eaux littorales de la Zone marine protégée de Scandola (« Parc régional de Corse », France).

OCÉAN BLANC HÉMISPHÈRE NORD

-770 000 km 2

- 5,89%

ARCTIQUE

0,47%

Perte d’étendue de glace de mer par décennie (1993-2017)

La région Arctique se réchauffe deux fois plus vite que la moyenne globale et subit des changements drastiques

60 000 km 2

Perte d’étendue de glace de mer par décennie (1993-2017)

Depuis 1993, la glace de mer a perdu près de 770 000 km2 de surface par décennie. Ceci revient à perdre bien plus de deux fois la surface de l’Allemagne tous les dix ans.

L’étendue de la glace en mer Arctique en été a subi une diminution drastique. De la fin des années 1970 à 2017, l’étendue de la glace de mer s’est réduite de près de 2 millions de kilomètres carrés, ce qui revient à perdre près de 4 fois la surface de l’Espagne en 40 ans environ (voir les Copernicus Marine Ocean Monitoring Indicators pour cette série temporelle).

MOYENNE DE L'ÉTENDUE DE GLACE DE MER DANS L’HÉMISPHÈRE NORD PAR AN La figure montre la moyenne de septembre pour 2017 (en bleu) et la valeur basse record de 2012 (ligne rouge) et la moyenne de septembre pour la période 1993-2014 (en vert ce qui représente un état plus moyen) de l’étendue de la glace de mer dans l’océan Arctique. Évaluation réalisée à partir des réanalyses océaniques de Copernicus Marine.

93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 19 19 19 19 19 19 19 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20

Année

La figure montre l’étendue de la glace de mer moyenne annuelle (de 1993 à 2017) pondérée sur l’hémisphère nord exprimée en kilomètres carrés (km2). Source : Copernicus Marine Ocean Monitoring Indicators. Évaluation réalisée partir des réanalyses océaniques.

Anomalie concernant le contenu en eau douce (km3)

L’ARCTIQUE SE RAFRAÎCHIT

Contenu en eau douce de l’Arctique

60 40

00

Type de données : multimodèle Crédit : Informations de l’EU Copernicus Marine Service

00

0 20

La figure montre le contenu en eau douce moyen annuel en kilomètres cubes (km3) dans l’Arctique. Elle montre que l’Arctique se rafraîchit (niveaux de salinité moindres) au fil du temps.

Source : Copernicus Marine Ocean Monitoring Indicator

0

0

-2

-4

00

0

00

0

93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 19 19 19 19 19 19 19 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20

Année

On observe une grande accumulation d’eau douce dans l’océan Arctique depuis que Copernicus Marine a débuté ses enregistrements en 1993.

Le contenu en eau douce de l’océan Arctique a augmenté à un rythme de 4 423 ± 39 kilomètres cubes par an (km3/an). Ceci revient plus ou moins à ajouter le volume d’eau douce du lac Erie (aux États-Unis et au Canada) à l’Arctique chaque année.

Les causes et les incidences de l’accumulation d’eau douce sont mal comprises et concernent potentiellement les liens avec la fonte de la glace de mer et des glaciers, les changements de densité de l’eau, les facteurs d’agression des écosystèmes, le rôle de la ceinture de transport de l’océan ou MOC (voir schéma MOC).

POURQUOI NOUS INTÉRESSONS-NOUS AUX CONVECTIONS OCÉANIQUES DANS L’ARCTIQUE ET L’ANTARCTIQUE ?

Pour schématiser, la cellule méridienne de retournement (MOC en anglais pour Meridional Overturning Circulation) serait comme le tapis roulant des courants océaniques. 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. La plupart des convections profondes qui alimentent la cellule méridienne de retournement se produisent dans les régions polaires et subpolaires.

La figure montre une représentation de la Cellule méridienne de retournement (MOC).

Modifiée d’après : Rahmstorf, 2002

HÉMISPHÈRE SUD

ANTARCTIQUE

pas significative d’un point de vue statistique. Le changement rapide entre l’expansion de la glace de mer et la perte rapide dès la fin 2014 explique la raison pour laquelle la vitesse de changement est faible et que l’incertitude qui y est associée est grande.

La figure à droite montre la moyenne de décembre de 1993 à 2014 (en vert, ce qui représente un état plus moyen) par comparaison avec la moyenne de décembre pour l'année 2017 (en bleu) de l’étendue de la glace de mer dans l’océan Antarctique.

Source : Copernicus Marine Ocean Monitoring Indicators Évaluation réalisée à partir des réanalyses océaniques.

POLYNIE EN OCÉAN OUVERT

Eau dense

Froid + frais

Mélange

Chaud + salé

Formation en eau profonde

La figure montre des processus de convection de l’eau et la façon dont une polynie pourra se produire. La polynie de Weddel est une polynie en océan ouvert.

Version modifiée de : Céline Heuzé, 2016.

2000 m

Fonte de la glace de mer

Augmentation en profondeur

Perte de chaleur

La convection / le mélange océanique est lié(e) à la densité d’eau qui est largement déterminée par la température et la teneur en sel. En général, l’eau salée froide et l'eau douce chaude augmentent.

Cellule méridienne de retournement (MOC)

Augmentation de l’étendue de la glace de mer (1993-2017)

2*

Gain d’étendue de glace de mer par décennie (1993-2017)

Étendue de glace de mer (en millions de km2)

L’étendue de la glace de mer a considérablement diminué en 2016 et 2017. De 1993 (année où Copernicus Marine a débuté ses enregistrements) à 2015 environ, la glace de mer de l’Antarctique s’était effectivement étendue lentement mais régulièrement avec une valeur haute record enregistrée en 2014 qui a été établie pendant plusieurs mois.

Toutefois, de fin 2014 à 2017, nous avons observé une perte de près de 2 millions de mètres carrés de glace de mer. Ceci équivaut à la perte d’environ 4 fois la surface de l’Espagne en 3 ans.

En consultant tous les enregistrements de Copernicus Marine pour l’Antarctique (de 1993 à 2017), on observe une légère hausse de 0,57 % de l’étendue de la glace de mer par décennie qui n’est

* Tendance non significative sur le plan statistique par décennie

HÉMISPHÈRE SUD MOYENNE DE L'ÉTENDUE DE GLACE DE MER PAR AN

000 km2 ? +70 120 000 km

% ? +0,57 0,94%*

93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 19 19 19 19 19 19 19 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20

Année

La figure ci-dessus montre l'étendue de la glace de mer moyenne annuelle (de 1993 à 2017) pondérée sur l’hémisphère sud exprimée en kilomètres carrés (km2) Marine Ocean Monitoring Indicators. Évaluation réalisée à partir des réanalyses océaniques.

UN TROU DE GLACE GÉANT SE RÉOUVRE EN ANTARCTIQUE EN 2017 (POLYNIE DE WEDDELL) En 2017, un grand trou (polynie) dans la couverture de glace de mer d’hiver est apparu dans la mer de Weddell et l’ouverture a atteint près de 2 600 km2 et jusqu’à 80 000 km2 à son point culminant. Il est resté ouvert pendant au moins trois mois et ceci a marqué la première réouverture de la polynie de cette ampleur depuis qu’elle a été observée pour la première fois pendant les hivers 1974-1976. Bien qu’elle ne soit pas parfaitement comprise, la polynie est considérée comme un phénomène naturel qui pourrait être relié à des processus de convection et de ventilation.

Un mélange océanique vertical profond a débuté après l’ouverture de la Polynie de Weddell en 2017 mais a cessé à peine deux mois plus tard, sans doute parce que la fonte de la glace de mer causée par le soleil a libéré suffisamment d’eau douce pour stabiliser la colonne d’eau.

La polynie de Weddell reste un mystère scientifique car elle se produit régulièrement dans des projections climatiques alors que, d'après le registre des observations, elle ne s’est produite que deux fois à ce jour.

Il est donc crucial de surveiller activement la polynie de Weddell non seulement pour permettre d’améliorer les modèles climatiques à l’échelle globale mais aussi du fait du rôle potentiellement important de la Polynie de Weddell dans la circulation océanique (voir schéma MOC) et dans les écosystèmes locaux.

Polynie de Weddell

100%

io lat rcu Ci

n

en

s ur

face ch aude

Circulation sous la surface froide

La cellule méridienne de retournement permet d’orienter et de réguler le climat. Elle est largement alimentée par des différences de densité d’eau ainsi que par le vent. Les changements au niveau de la salinité et de la température de l’eau, notamment sur des sites de convection océanique dans les régions polaires et subpolaires, pourraient avoir une incidence sur la force et la physique de la cellule méridienne de retournement et affecter éventuellement nos modèles climatiques à l’échelle globale.

0% La figure montre la fraction de la zone de glace de mer de l’Antarctique exprimée en pourcentage (%) à partir du modèle physique océanique global de Copernicus Marine. Le cercle montre la Polynie de Weddell le 20 octobre 2017.

PÊCHE ET AQUACULTURE : AVANTAGES APPORTÉS PAR L’UTILISATION DES DONNÉES DE COPERNICUS MARINE GESTION DURABLE DE LA PÊCHE Les données océanographiques opérationnelles (comme la température, la salinité, l’oxygène, etc.) sont d’une grande importance pour la surveillance et la gestion des ressources vivantes marines. Toutefois, d’un point de vue historique, elles n’ont pas été utilisées dans la gestion quotidienne de la pêche.

Tirer profit des données océanographiques représente une avancée majeure vers une « approche orientée écosystème de la gestion de la pêche ».

PROBLÉMATIQUE ACTUELLE : LES INFORMATIONS OCÉANOGRAPHIQUES NE SONT GÉNÉRALEMENT PAS UTILISÉES DANS LE CADRE DE LA DÉTERMINATION DES QUOTAS DE PÊCHE Une étude des pratiques de gestion sur environ 1 250 populations de poisson à l'échelle globale a montré que, dans seulement 24 cas, des facteurs écosystémiques sont utilisés pour informer la prise de décision à court terme sur la fixation de quotas de pêche. Dans 15 de ces 24 cas (1,2 % des populations), des données océanographiques étaient utilisées alors que, dans 10 cas (0,8 % des populations), les données sur l'abondance des prédateurs ou des proies des espèces étaient utilisées. *Skern-Mauritzen, M., et al., 2016 (Doi.wiley.com/10.1111/faf.12111)

De nombreux organismes marins sont étroitement liés à leur environnement physique et biogéochimique.

Voici quelques variables largement reconnues : La plupart des organismes marins sont ectothermes (« à sang froid ») ; en d’autres termes, leur corps est à la même température que le milieu environnant.

Par conséquent, leur métabolisme et dès lors leurs besoins alimentaires, leur vitesse de croissance, leur développement reproductif et leurs taux d'activité sont tous directement modulés par la température de leur environnement.

La salinité peut avoir une incidence sur la santé et la répartition des organismes notamment dans les régions de transition entre les eaux plus fraîches et plus salées et autour de ces régions.

Les organismes marins consomment de l’oxygène et s’adaptent à certains niveaux dans l’eau océanique.

La concentration d’oxygène dissous est toutefois dépendante de la température (les eaux plus chaudes contiennent moins d’oxygène par exemple).

L’approche orientée écosystème de la gestion de la pêche commence à être reconnue dans de nombreux domaines comme le secteur de la pêche commerciale, la pêche récréative, la surveillance scientifique de l’abondance et de la répartition des espèces marines, les plans de gestion de la pêche, les accords internationaux sur les quotas, la gestion océanique dynamique, les prévisions écologiques marines permettant de gérer les ressources vivantes et la projection des futurs changements.

La chlorophylle-a sert de témoin pour mesurer le phytoplancton qui est la base du réseau alimentaire marin. Des changements au niveau de la composition et de l'abondance de phytoplancton peuvent avoir des incidences sur les écosystèmes et le cycle biogéochimique et, par extension, sur les économies et la disponibilité alimentaire.

Les variations du pH de l’eau de mer ont des incidences sur les écosystèmes marins. À titre d’exemple, une baisse du pH en conséquence d’un changement climatique est connue sous le terme d’acidification océanique. Elle est considérée comme un facteur d’agression pour de nombreux organismes car elle entrave, entre autres, la photosynthèse, la respiration, la calcification et la reproduction.

IMPACTS DU CHANGEMENT DES CONDITIONS MARINES SUR LES STOCKS DE CABILLAUD D’une importance économique majeure dans la région, le cabillaud est une espèce de poisson caractéristique de la mer Baltique. Les recherches déjà menées par l’International Council for the Exploration of the Sea (ICES) ont montré que les stocks de cabillaud de la Baltique sont soumis à des fluctuations brutales. Il convient de faire remarquer que les conditions marines (comme la salinité, la température et l’oxygène) affectent les stocks de cabillaud directement par le biais de la survie des œufs.

Le Copernicus Marine Ocean State Report a analysé l’impact des Major Baltic Inflows (MBI) sur la population de cabillaud orientale. Cette nouvelle analyse souligne l’importance des MBI sur le façonnement d’un environnement adapté pour la reproduction des cabillauds dans cette région et identifie le bassin de Bornholm comme le lieu de ponte le plus important.

MAJOR BALTIC INFLOWS (MBI)

Ils sont souvent espacés de plusieurs années. Ils apportent une eau salée et oxygénée de la mer du Nord vers les zones mortes de la mer Baltique à travers les détroits danois. Les MBI façonnent les conditions marines en mer Baltique ce qui a une incidence sur les écosystèmes marins.

Pour de plus amples informations, voir le rapport principal Ocean State Report n°2.

MBI

Figure : Carte de la mer Baltique méridionale montrant l’emplacement des bassins. Le contour bleu montre l'étendue géographique du volume de reproduction des cabillauds (CRV - de l'anglais cod reproductive volume) pour la fin décembre 2016. La flèche rouge est une indication schématique des MBI. Source : Modifiée d'après Raudsepp, U., et al., 2017 Copernicus Marine OSR3.

UTILISER LES DONNÉES OCÉANIQUES POUR TROUVER LES SITES DE CROISSANCE OPTIMALE DES MOULES Le Copernicus Marine Service soutient l’étude sur les changements à long terme dans les eaux du nord de l’Europe, notamment là où l'aquaculture et la pêche sont impactées. Les critères océaniques suivants sont utilisés pour surveiller les sites optimaux pour la mytiliculture au cours des vingt dernières années* : Nécessité d'éviter des zones exposées à des vagues hautes (moins de trois mètres)

10 km

Nécessité de sélectionner des zones avec suffisamment de chlorophylle-a (le phytoplancton, la base du réseau alimentaire marin) pour un développement optimal des moules mais sans risque d’eutrophisation (excès de nutriments dû à la pollution qui engendre une prolifération d'algues excessive) Nécessité de maintenir des distances côtières inférieures à 10 km afin d'optimiser les coûts

* Utilisés dans le projet EU FP7 SAFI

Ces indicateurs s'appuyant sur des variables de Copernicus Marine donnent des informations utiles et indiquent des tendances pour la planification spatiale marine et la gestion des activités côtières.

Figure : Les changements affectant les sites pour le développement optimal des moules au cours des vingt dernières années (changements des sites en 1998/1999 à des sites en 2017-2018) dans les eaux du nord de l’Europe. Les encadrés en rouge indiquent les régions où les sites mytilicoles ont disparu. Les encadrés en vert indiquent les régions où de nouveaux sites sont apparus. Les zones stables sont indiquées en bleu foncé.

Source : Version modifiée de Bryère, P. et al., Copernicus Marine OSR n°3 (2017)

À PROPOS DU PROGRAMME COPERNICUS Copernicus est le programme d'observation de la Terre de l’Union européenne dont la mission est de protéger notre planète et son environnement dans l’intérêt suprême de tous les citoyens d'Europe. Il offre des services d'information basés sur des données satellitaires d’observation de la Terre et des données in situ (non spatiales) ainsi que des modèles numériques.

De grandes quantités de données globales tirées des satellites, des modèles numériques, des systèmes de mesure terrestres, aéroportés et maritimes sont utilisées pour fournir des informations permettant d’aider les prestataires de services, les autorités publiques et d'autres organisations internationales à améliorer la qualité de vie des citoyens d’Europe. Les utilisateurs peuvent accéder gratuitement et librement aux services d’information fournis.

Le Programme est coordonné et géré par la Commission européenne et inclut six services mis en œuvre par différentes entités.

6 SERVICES COPERNICUS Surveillance de la surface terrestre

Surveillance du milieu marin

Surveillance atmosphérique

Gestion des urgences

Sécurité

Changement climatique

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. Il est financé par la Commission européenne (CE) et mis en œuvre par Mercator Ocean International, centre d'analyse et de prévision océanique à l’échelle globale.

Copernicus Marine fournit, de manière régulière et systématique, des informations de référence fondamentales sur l'état des océans physiques et biogéochimiques à l’échelle globale et à l’échelle régionale européenne. Il donne des données clés en soutien aux grandes politiques et initiatives européennes et internationales 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, au développement des ressources énergétiques marines, à la surveillance du climat, aux prévisions météorologiques, etc. 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.

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À PROPOS DE MERCATOR OCEAN INTERNATIONAL Mercator Ocean International a été choisi par la Commission européenne pour mettre en œuvre le Copernicus Marine Service en 2014.

Mercator Ocean International est un organisme à but non lucratif basé en France qui fournit des produits océanographiques couvrant l’océan global. Ses experts scientifiques conçoivent, développent, exploitent et maintiennent des systèmes de modélisation numérique de pointe qui décrivent et analysent l'état de l’océan en 4D dans le passé, dans le présent et dans un futur proche (réanalyses, rétroprévisions, analyses et prévisions en temps quasi-réel).

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

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Citation : von Schuckmann, K., P.-Y. Le Traon, N. Smith, A. Pascual, S. Djavidnia, J.-P. Gattuso, M. Grégoire, G. Nolan (2019): Copernicus Marine Service Ocean State Report, Édition 3, Journal of Operational Oceanography, sous presse Lien vers l'édition complète de l’Ocean State Report : https://www.tandfonline.com/toc/tjoo20/current 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.

Juin 2019 - Mise en page par : Atelier JamJam.

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