Étude du couplage physique-biologie de fine-échelle à travers la modélisation numérique et l'observation in situ

Study of small-scale physical-biological coupling through numerical modelling and in situ observation

• Auteur / Autrice : Laurina Oms
• Direction : Andrea Doglioli, Gérald Gregori
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de l'environnement: Océanographie
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2022
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de l'Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : MIO - Institut Méditerranéen d'Océanographie, UM 110

Mots clés

Mots clés libres

Couplage biophysique

Phytoplancton

Fines échelles

Modèles

Biophysical coupling

Phytoplankton

Fine scales

Models

Résumé

L'objectif de cette thèse est d'analyser les données biophysiques de la campagne BioSWOT-Med (2023) en développant une nouvelle technique de modélisation, spécifiquement conçue pour les questions à fine échelle. Contrairement aux modèles eulériens de circulation océanique et à ceux d'écologie marine qui simulent l'environnement marin comme un ensemble de points de grille, les modèles lagrangiens suivent dans le temps les particules d'eau, présentant les avantages suivants : (i) ils permettent de simuler l'histoire d'une communauté phytoplanctonique le long de son transport, fournissant des informations sur l'évolution et les mécanismes des changements dans la structure de la communauté, ce qui peut être comparé aux données mesurées in situ ; (ii) ils peuvent être spécifiquement conçus pour identifier l'effet du transport horizontal, permettant d'estimer par différence le rôle des processus verticaux. La campagne BioSWOT-Med (20avril-15mai 2023) à laquelle j'ai participé s'est déroulée pendant la phase d'échantillonnage rapide du satellite altimétrique SWOT en Méditerranée, au nord des îles Baléares. Une stratégie d'échantillonnage lagrangienne et adaptative a été adoptée afin de fournir un important jeu de données pour étudier l'histoire des communautés phytoplanctoniques.

The aim of this thesis is to analyze biophysical data from the BioSWOT-Med campaign (2023) by developing a new modeling technique, specifically designed for fine-scale issues. Unlike Eulerian ocean circulation and marine ecology models, which simulate the marine environment as a set of grid points, Lagrangian models track water particles over time, offering the following advantages: (i) they can simulate the history of a phytoplankton community along its transport, providing information on the evolution and mechanisms of changes in community structure, which can be compared with data measured in situ; (ii) they can be specifically designed to identify the effect of horizontal transport, enabling the role of vertical processes to be estimated by difference. The BioSWOT-Med campaign (April 20-May 15, 2023) in which I participated took place during the rapid sampling phase of the SWOT altimetry satellite in the Mediterranean, north of the Balearic Islands. A Lagrangian and adaptive sampling strategy was adopted to provide a large dataset to study the history of phytoplankton communities.