Variabilité interannuelle et décadale de la productivité et de la zone de minimum d’oxygène dans le système d´upwelling du Pérou

Interannual and decadal variability of the primary productivity and oxygen Minimum Zone in the Peruvian Upwelling System

• Auteur / Autrice : Dante Espinoza Morriberón
• Direction : Vincent Echevin, François Colas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Océanographie
• Date : Soutenance le 12/12/2018
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l'environnement d'Île-de-France (Paris ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'océanographie et du climat : expérimentations et approches numériques (Paris ; 2005-....)
• Jury : Président / Présidente : Damien Cardinal
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mark Ohman
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Mémery, Isabelle Dadou

Mots clés

Mots clés contrôlés

El Niño (courant)

Géophysique marine

Productivité primaire (biologie)

Zones de minimum d'oxygène

Pérou

Upwelling

Mots clés libres

Le système d'upwelling péruvien

Zone de minimum d'oxygène

El Niño

Productivité primaire

Modèle physico-biogéochimique

Tendances océanographiques

The Peruvian upwelling system

Minimum oxygen zone

El Niño

Primary productivity

Physics biogeochemical model

Oceanographic Trends

Résumé

Le système d’upwelling péruvien est l’une des régions les plus productives de l’océan mondial et présente une zone de minimum d'oxygène (ZMO) dans les couches sub-superficielles. Ce système est impacté par les phénomènes climatiques interannuels El Niño (EN) et La Niña (LN). Nous étudions d’abord l’impact des événements EN et LN sur la productivité primaire et l’oxygène dissous, puis les tendances au cours des dernières décennies. Un modèle régional couplé physique-biogéochimique, validé avec des observations, est utilisé pour étudier les processus hydrodynamique et les cycles biogéochimiques de 1958 à 2008. Le modèle est capable de reproduire avec réalisme les conditions océaniques pendant les phases EN et LN, ainsi que les tendances observées au cours des dernières décennies. Au cours de EN, la chlorophylle diminue en raison de l'approfondissement des couches riches forcé par les ondes côtières et de la limitation par la lumière en été. La couche de surface devient plus ventilée à mesure que l'oxycline s'approfondit. Les eaux sources de la ZMO proviennent d'une région équatoriale plus ventilée. Au cours des dernières décennies, l'augmentation de la biomasse phytoplanctonique en été et la progressive désoxygénation de subsurface sont principalement dues à la variabilité équatoriale, alors que les vents locaux semblent jouer un rôle mineur.

The Peruvian upwelling system is one of the most productive regions of the world ocean and has a minimum oxygen zone (ZMO) in the sub-surface layers. This system is impacted by the El Niño (EN) and La Niña (LN) interannual climate events. We first study the impact of EN and LN events on primary productivity and dissolved oxygen, then the trends over the last decades. A coupled physics biogeochemical regional model, validated with observations, is used to study the hydrodynamic processes and biogeochemical cycles from 1958 to 2008. The model is able to realistically reproduce oceanic conditions during EN and LN phases, as well as trends observed in recent decades. During EN, chlorophyll decreases due to the deepening of the rich layers forced by the coastal waves and the limitation by the light in summer. The surface layer becomes more ventilated as the oxycline deepens. The source waters of the OMZ come from a more ventilated equatorial region. In recent decades, the productivity increase in summer and the progressive deoxygenation of subsurface waters are mainly due to equatorial variability, while local winds seem to play a minor role.