EPOPE -  FLUPAC - Sept. 23 -> Oct. 29, 1994

Atalante ship

 R. LE BORGNE : head of mission &   Y. DANDONNEAU: Project Leader

EPOPE Operation() |  GOALS  | CRUISE Track | CRUISE Plan  | STATIONS Positions  | SCIENTIFIC Participants()  |  FIGURES & PUBLICATIONS   |   CONTACTS

EPOPE Operation ()

EPOPE a constitué la participation française à l'étude internationale du Pacifique Equatorial dans le cadre du programme international JGOFS (Joint Global Flux Studies).

L'Océan Pacifique équatorial joue à double titre un rôle déterminant dans les flux globaux de carbone dans l'océan : - la pression partielle de CO2, très élevée à l'est et au centre, est à l'origine d'un flux de gaz carbonique vers l'atmosphère de l'ordre de 0,5 gigatonnes de carbone par an. - les fortes teneurs en sels nutritifs des eaux de surface sont la source d'une forte activité biologique et d'une exportation de particules vers le fond de l'océan. Ces deux particularités, qui découlent directement de l'upwelling équatorial, sont d'autant plus importantes dans les bilans globaux que cet upwelling est très intense. Il concerne une région très vaste, des côtes américaines jusqu'à 180° de longitude et souvent même jusqu'à la Nouvelle Guinée, soit près de la moitié de la circonférence du globe sur une bande d'environ 10 degrés de latitude.

De plus, l'Océan Pacifique tropical est le siège de l'anomalie climatique El Niño qui, par sa durée et par les bouleversements qu'elle entraîne, préfigure l'ampleur des perturbations qui pourraient résulter d'un changement climatique lié à l'accroissement de l'effet de serre. Le flux annuel de carbone s'écarte de 0,6 GtC (gigatonnes de carbone) de sa valeur moyenne (0,5 GtC) selon les variations dues au cycle El Niño-La Niña.

Enfin, avec pour objectif de comprendre et prévoir le fonctionnement du système couplé océan-atmosphère aux basses latitudes et ses "déraillements" que constituent les anomalies El Niño, le programme international d'océanographie physique TOGA (Tropical Ocean-Global Atmosphere), auquel la France participe activement, a suscité de nombreuses études et réseaux d'observation de l'Océan Pacifique Tropical. Grâce à ces réseaux, l'état physique de la zone équatoriale est connu en temps quasi réel.

Comme toutes les études de processus dans la colonne d'eau menées sous l'égide de JGOFS, l'étude du Pacifique équatorial par la communauté internationale devait préciser les mécanismes qui contrôlent les flux de matière, et principalement de carbone, dans l'océan et à l'interface océan-atmosphère ; ceci afin d'améliorer les modèles biogéochimiques par lesquels on s'efforce de prévoir la réponse du climat aux rejets anthropogéniques de carbone ou autres composés chimiques. La plupart des variables ont été mesurées en s'attachant à respecter les protocoles de mesures établis par JGOFS. On a veillé avec une attention particulière à la détermination de paramètres reliant différentes variables entre elles (par exemple, le rapport production par unité de chlorophylle et par unité de lumière, ou les relations entre les concentrations en sels nutritifs et leur assimilation), car ces paramètres plus stables caractérisent mieux les régimes océaniques. Un fonctionnement réaliste des modèles est en effet basé sur des valeurs de ces paramètres aussi précises que possible.

GOALS

  Etude de la production primaire, nouvelle,exportee et systeme des carbonates

La campagne FLUPAC du N.O. L'Atalante, qui s'est déroulée du 23 septembre au 29 octobre 1994, était l'une des deux campagnes organisées par France-JGOFS dans le Pacifique, la seconde qui lui succédait étant OLIPAC.

Ses objectifs étaient les suivants:

• Comparaison des cycles du carbone dans les deux écosystèmes de la zone équatoriale du Pacifique: "warm pool" à 167°E et situation HNLC (High Nutrient-Low Chlorophyll) à 150°W.

• Etudes des variations méridiennes le long de 165°E et zonales le long de l'équateur.

Par rapport aux autres campagnes de l'opération FLUPAC, la campagne FLUPAC a comporté des mesures sur le carbone inorganique dissous et des prélèvements de sédiments profonds (données non présentées ici).

FLUPAC s'est déroulée pendant le démarrage d'un événement El Nino.

La zone équatoriale de l'océan pacifique est le siège d'un upwelling , à l'origine à la fois d'une exportation de dioxyde de carbone vers l'atmosphère et d'un "piègeage" de cet élement par la production primaire accrue qu'il entraine. L'extension de l'upwelling à l'ouest du bassin subit des fluctuations impotantes d'une période à l'autre et fait jouer à la zone équatoriale un rôle variable vis-à-vis du cycle du carbone et de ses échanges avec l'atmosphère. Il est donc impor- -tant de pouvoir comparer les deux types de situations - avec et sans upwelling - ce qui a été le thème de la campagne FLUPAC.

L'étude des différentes étapes du cycle du carbone et des éléments qui lui sont associés (azote, phosphore, silicium, thorium), suppose également la connaissance des facteurs de variations et celle de la variabilité à court terme (de type diurne). Elle nécessite donc des mesures réalisées lors de stations de plusieurs jours en position relativement fixe. Ces mesures ont concerné le carbone présent dans la couche superficielle de l'océan(0-500 m), sous ses formes dissoutes (système des carbonates, carbone organique) et particulaires. Ont été étudiés les processus physiques et biologiques qui permettent le "piègeage" du carbone : production primaire nouvelle, transfert en direction des couches profondes par migrations verticales du zooplancton et sédimentation. En complément de cette étude portant sur la partie supérieure de l'océan, des prélèvements de sédiments ont été effectués sur le fond afin de déterminer la nature des évènements qui interviennent -et qui sont intervenus par le passé- dans l'exportation du carbone particulaire.

   The FLUPAC cruise on board R/V l'Atalante, took place between September 23 and October 29, 1994. It was one of the two cruises which were organized in the Pacific under the France-JGOFS label, the other cruise, which followed FLUPAC, being OLIPAC.

Its goals were:

• To compare the carbon cycle in the two equatorial Pacific ecosystems: the "warm pool" at 167°E and the HNLC (High Nutrient-Low Chlorophyll) situation at 150°W.

• To study the latitudinal variations along 165° and the zonal ones along the equator

Compared to the others cruises presented in this cd-rom, FLUPAC included dissolved inorganic carbon measurements and deep sediments cores (data of which are not presented).

FLUPAC took place during the onset of an El Nino event.

CRUISE   TRACK

CRUISE   PLAN

STATION  POSITIONS

SCIENTIFIC PARTICIPANTS ()

FIGURES and PUBLICATIONS

Courantologie lors de la radiale équatoriale de la campagne FLUPAC. A l'est de 180°, la composante zonale du courant de surface est positive (les courants portent à l'est) indiquant le démarrage d'un El Nino

The zonal component of surface currents is positive (eastward currents), east of 180°, indicating the onset of an El Nino.

Les eaux de la "warm pool" sont séparées des eaux enrichies par un front marqué en pCO₂ et salinité de surface, situé à 172°W lors de la campagne FLUPAC

"Warm pool" waters and upwelling waters are clearly separated by a salinity and pCO₂ front, location of which was 172°W during the FLUPAC equatorial transect

Taux de sédimentation du carbone organique particulaire (POC) aux deux points fixes équatoriaux (167°E,"warm pool" et 150°W, zone HNLC)

Sinking rates of POC at the two equatorial time series stations (167°E,"warm pool" and 150°W, HNLC area)

Rapports de campagnes / Cruise reports :

• LE BORGNE R., BRUNET C., ELDIN G., RADENAC M.H., RODIER M., 1995 - Campagne océanographique FLUPAC à bord du N.O. l’Atalante 23 septembre au 29 octobre 1994. Recueil des données. Tome 1 : météo, courantologie, hydrologie, données de surface. Arch. Sc. Mer 1, ORSTOM/Nouméa : 337 p.

• LE BORGNE R., GESBERT H., 1996 - Campagne océanographique FLUPAC à bord du N.O. l’Atalante 23 septembre au 29 octobre 1994. Recueil des données. Tome 2 : optique marine, matière organique dissoute, métaux traces, pigments photosynthétiques et observations microscopiques, production primaire, expériences de « broutage », zooplancton, sédimentation, carottages profonds. Arch. Sc. Mer 2, ORSTOM/Nouméa : 302p.

Variabilité zonale et temporelle / Zonal and temporal variability :

• BOUTIN J., ETCHETO J., DANDONNEAU Y., BAKKER D.C.E., FEELY R.A. INOUE H.Y., ISHII M., LING R.D., NIGHTINGALE P.D., METZL N., WANNINKHOF R.(1999) – Satellite sea surface temperature : a powerful tool for interpreting in situ pCO₂ measurements in the equatorial Pacific ocean. Tellus, 51B: 490-508.

• DELCROIX T., PICAUT J. (1998) - Zonal displacement of western equatorial Pacific fresh pool. Journal of Geophysical Research., 103: 1087-1098.

• ELDIN G., RODIER M., RADENAC M.H. (1997) - Physical and chemical variability in the upper equatorial Pacific associated with westerly wind forcing and wave activity in October 1994. Deep-Sea Research II, 44: 1783-1800.

• HANSELL D.A., CARLSON C.A., BATES N., POISSON A. (1997) - Horizontal and vertical removal of organic carbon in the equatorial Pacific ocean: a mass balance approach. Deep-Sea Research II, 44: 2115-2130.

• HENIN C., DU PENHOAT Y., IOUALALEN M. (1998) - Observations of sea surface salinity in the western Pacific fresh pool : large-scale changes in 1992-1995. Journal of Geophysical Research., 103: 7523-7536.

• LE BORGNE R., RODIER M., LE BOUTEILLER A., MURRAY J.W. (1999) – Zonal variability of plankton and particles in the equatorial Pacific upwelling between 165°E and 150°W. Oceanol. Acta , 22 (1): 57-66.

• METZL N., POISSON A., LAROSE C., BRUNET C., SCHAUER B., BRES B., 1995 - Air-Sea CO₂ gradients in the western and central tropical Pacific during the October-November 1994 FLUPAC/OLIPAC cruises. in : « First JGOFS International Scientific symposium », Villefranche-sur-mer, France : 9-12 mai 1995. (Book of abstracts, p.43 ; JGOFS/SCOR Eds.)

• METZL N., LOUANCHI F., POISSON A., (1996) - Variations interannuelles du CO2 océanique. in : « Atelier JGOFS-Modélisation/PNEDC-CO₂ », Paris, juin 1996. Rapport JGOFS-France n° 24 (édité par N. METZL), pp. 87-93.

• PICAUT J., IOUALALEN M., MENKES C., DELCROIX T., Mc PHADEN M.J..(1996) - Mechanism of the zonal displacements of the Pacific warm pool : implications for ENSO. Science, 274 : 1486-1489.

• POISSON A., LOUANCHI F., METZL N., (1996) – Decadal variations of CO₂ sources and sinks in the ocean. In : « International Symposium « CO2 in the oceans », University of Puerto-Rico, 22-26 janvier 1996. (Abstract in Carribbean Journal of Science, 32, 3: 276).

• RODIER M., ELDIN G., LE BORGNE R, (2000) –The western boundary of the equatorial Pacific upwelling: effect of climatic variability on hydrological and planktonic properties. Journal of Oceanography, 56(4), 463-471

• STOENS A., MENKES C., RADENAC M.H., DANDONNEAU Y., GRIMA N., ELDIN G., MEMERY L., NAVARETTE C., ANDRE J.M., MOUTIN T, RAIMBAULT P. (1999) - The coupled physical-new production system in the equatorial Pacific during the 1992-1995 El Nino. Journal of Geophysical Research., 104 (C2) : 3323-3339.

Production primaire / Primary productivity:

• ALLALI K., BRICAUD A., CLAUSTRE H. (1997) - Spatial variations in the chlorophyll-specific absorption coefficients of phytoplankton and photosynthetically active pigments in the Equatorial Pacific. Journal of Geophysical Research.,102:12413-12423.

• ANDRE J.M., NAVARETTE C., BLANCHOT J., RADENAC M.H., (1999) - Picophytoplankton dynamics in the equatorial Pacific: growth and grazing rates from cytometric counts. Journal of Geophysical Research., 104 (C2) : 3369-3380.

• BLAIN S., LEYNAERT A., TREGUER P., CHRETIENNOT-DINET M.J., RODIER M. (1997) - Biomass, growth rates and limitation of Equatorial Pacific diatoms - Deep-Sea Research I, 44: 1255-1275.

• BLAIN S., TREGUER P., RODIER M. (1999). –Stocks and fluxes of biogenic silica in the western oligotrophic equatorial Pacific. Journal of Geophysical Research., 104 (C2) : 3357-3367.

• BLANCHOT J., ANDRE J.M., NAVARETTE C., NEVEUX J. (1997) - Picophytoplankton dynamics in the equatorial Pacific: diel cycling from flow-cytometer observations - C.R.A.S.Paris, 320: 925-931.

• BLANCHOT J., ANDRE J.M., NAVARETTE C., NEVEUX J., RADENAC M-H. (2001) – Picophytoplankton in the equatorial Pacific vertical distributions and optical characteristics in the warm pool and in the high nutrient-low chlorophyll conditions. - Deep-Sea Research I, 48: 297-314.

• BRICAUD A., MOREL A., BABIN M., ALLALI K., CLAUSTRE H. (1998) - Variations of light absorption by suspended particles with the chlorophyll a concentration in oceanic (Case 1) waters: Analysis and implications for bio-optical models. Journal of Geophysical Research., 103 (C13): 31033-31044.

• DANDONNEAU Y., NEVEUX J. (1997) - Diel variations of in vivo fluorescence in the eastern equatorial Pacific: an unvarying pattern. Deep-Sea Research II, 44: 1869-1880.

• DUNNE J. P., MURRAY J. W., AUFDENKAMPE A., BLAIN S., RODIER M. (1999) - Silicon-nitrogen coupling in the equatorial Pacific upwelling zone. Global Biogeochemical Cycles, 13, 715-726.

• DUPOUY-DOUCHEMENT C., BLANCHOT J., LE BOUTEILLER A., NEVEUX J. (1995) - Variations in the light absorption properties of phytoplankton in the equatorial Pacific : oligo- to mesotrophy. in : « Proceedings of the International Colloquium Photosynthesis and remote sensing, 28-30 August 1995, Montpellier, France », G. GUYOT Ed., EARSEL, Paris : 307-311.

• DUPOUY-DOUCHEMENT C., NEVEUX J., ANDRE J.M. (1997) - Spectral absorption coefficient of photosynthetically active pigments in the equatorial Pacific Ocean (165°W- 150°W). Deep-Sea Research II, 44: 1881-1906.

• GORSKY G., DINET M-J., BLANCHOT J., PALAZZOLI I. (1999) – Pico- and nanoplankton aggregation by appendicularians : fecal pellet contents of Megalocercus huxleyi in the equatorial Pacific. Journal of Geophysical Research, 104 (C2) : 3381-3390.

• LIU H., NOLLA H.A., CAMPBELL L. (1997) - Prochlorococcus growth rate and contribution to primary production in equatorial and subtropical North Pacific Ocean. Aquatic Microbial Ecology, 12: 39-47.

• NEVEUX J., LANTOINE F., VAULOT D., MARIE D., BLANCHOT J (1999). Phycoerythrins in the southern tropical and equatorial Pacific ocean: evidence for new cyanobacterial types. Journal of Geophysical Research., 104 (C2) : 3311-3321.

Flux exportés / Export fluxes :

• DUNNE J. P., MURRAY J. W., RODIER M., HANSEL D. A., (2000) - Export flux in the western and central equatorial Pacific: zonal and temporal variability, Deep-sea Research I, 47, 901-936.

• LE BORGNE R., RODIER M. (1997) - Net zooplankton and the biological pump:  a comparison between the oligotrophic and mesotrophic equatorial Pacific. Deep-Sea Research II, 44: 2003-2023.

• RODIER, M., et LE BORGNE, R. (1997) - Export flux of particles at the equator in the upper part of the western and central equatorial Pacific Ocean inOctober 1994. Deep-Sea Research II, 44: 2085-2113.

CONTACTS