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1. Modulation of the vertical particle transfer efficiency in the oxygen minimum zone off Peru

Author: M. Bretagnon, A. Paulmier, V. Garçon, B. Dewitte, S. Illig, N. Leblond, L. Coppola, F. Campos, F. Velazco, C. Panagiotopoulos, A. Oschlies, J. M. Hernandez-Ayon, H. Maske, O. Vergara, I. Montes, P. Martinez, E. Carrasco, J. Grelet, O. Desprez-De-Gesincourt, C. Maes, L. Scouarnec, Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales (LEGOS NOUMEA), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR065, Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Instituto de Investigación Biosanitaria, Direccion de Investigaciones Oceanograficas, Instituto del Mar del Peru (IMARPE), Institut méditerranéen d'océanologie (MIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU), Universidad Autónoma de Baja California (UABC), Centro de Investigacion Cientifica y de Education Superior de Ensenada [Mexico] (CICESE), Instituto Geofísico del Perú (IGP), UMR 5805 Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux (EPOC), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Instrumentation, Moyens analytiques, Observatoires en Géophysique et Océanographie (IMAGO), DT INSU, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (LOPS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), German R/V Meteor for the deployment as part of the DFG-funded SFB754 fieldwork, the crew of the Peruvian R/V Olaya for the visit and the crew of the French R/V Atalante for the recovery of the fixed AMOP mooring. We would like to thank Stefan Sommer and Marcus Dengler for providing the METEOR wind dataset. We would also like to thank Miriam Soto, Anne Royer and Emmanuel De Saint Léger for general logistics and administrative support. We are grateful to Vincent Rossi for discussions regarding the processes affecting the sinking speed of the particles. We are finally also grateful to Christophe Lerebourg, from ACRI-ST, for his support during the course of this study. This work was supported by the AMOP ('Activity of research dedicated to the Minimum of Oxygen in the eastern Pacific') project supported by IRD, CNRS/INSU, DT-INSU and LEGOS, and by a GIS COOC (UPMC, INSU/CNRS, CNES, ACRI-ST) PhD grant., Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR065-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 0106 biological sciences, Biogeochemical cycle, 010504 meteorology & atmospheric sciences, lcsh:Life, Context (language use), Atmospheric sciences, Oxygen minimum zone, 01 natural sciences, Minimum oxygen zone, purl.org/pe-repo/ocde/ford#1.05.00 [http], Water column, lcsh:QH540-549.5, Organic matter, 14. Life underwater, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, 0105 earth and related environmental sciences, Earth-Surface Processes, chemistry.chemical_classification, Remineralisation, purl.org/pe-repo/ocde/ford#1.05.09 [http], Outcorps, 010604 marine biology & hydrobiology, lcsh:QE1-996.5, Particulates, lcsh:Geology, lcsh:QH501-531, purl.org/pe-repo/ocde/ford#1.05.11 [http], Particles, chemistry, 13. Climate action, [SDE]Environmental Sciences, Environmental science, Upwelling, lcsh:Ecology, Sedimentation
Abstract: The fate of the organic matter (OM) produced by marine life controls the major biogeochemical cycles of the Earth's system. The OM produced through photosynthesis is either preserved, exported towards sediments or degraded through remineralisation in the water column. The productive eastern boundary upwelling systems (EBUSs) associated with oxygen minimum zones (OMZs) would be expected to foster OM preservation due to low O2 conditions. But their intense and diverse microbial activity should enhance OM degradation. To investigate this contradiction, sediment traps were deployed near the oxycline and in the OMZ core on an instrumented moored line off Peru. Data provided high-temporal-resolution O2 series characterising two seasonal steady states at the upper trap: suboxic ([O2] −1) and hypoxic–oxic (15 2] −1) in austral summer and winter–spring, respectively. The OMZ vertical transfer efficiency of particulate organic carbon (POC) between traps (Teff) can be classified into three main ranges (high, intermediate, low). These different Teff ranges suggest that both predominant preservation (high Teff > 50 %) and remineralisation (intermediate Teff 20 Teff Teff > 50 %) has been reported in summer and winter associated with extreme limitation in O2 concentrations or OM quantity for OM degradation. However, higher levels of O2 or OM, or less refractory OM, at the oxycline, even in a co-limitation context, can decrease the OMZ transfer efficiency to below 50 %. This is especially true in summer during intraseasonal wind-driven oxygenation events. In late winter and early spring, high oxygenation conditions together with high fluxes of sinking particles trigger a shutdown of the OMZ transfer (Teff δ15N suggests a complex pattern of 15N impoverishment or enrichment according to Teff modulation. This sensitivity of OM to O2 fluctuations and particle concentration calls for further investigation into OM and O2-driven remineralisation processes. This should include consideration of the intermittent behaviour of OMZ towards OM demonstrated in past studies and climate projections.
Published: 2018
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2. In situ measurements of micronutrient dynamics in open seawater show that complex dissociation rates may limit diatom growth

Author: Pierre-Jean Superville, Yue Gao, William Davison, Willy Baeyens, Jaume Puy, Martine Leermakers, Josep Galceran, Laurent Beguery, Analytical, Environmental and Geo- Chemistry, Vrije Universiteit Brussel (VUB), Department of Chemistry, University of Lleida and AGROTECNIO, Rovira Roure 191, 25198 Lleida, Spain, Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Intéractions la Réactivité et l'Environnement - UMR 8516 (LASIRE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Division technique INSU/SDU (DTI), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centrale Lille Institut (CLIL), Division Technique de l'INSU (DT INSU), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, lcsh:Medicine, 010501 environmental sciences, 01 natural sciences, Article, Diffusion, chemistry.chemical_compound, Mediterranean sea, [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry, Phytoplankton, Mediterranean Sea, Seawater, Micronutrients, 14. Life underwater, lcsh:Science, Picoplankton, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Diatoms, Multidisciplinary, biology, lcsh:R, fungi, Plankton, Phosphate, biology.organism_classification, Diffusive gradients in thin films, Kinetics, Diatom, chemistry, Metals, Environmental chemistry, lcsh:Q
Abstract: In this first in situ study of the dynamic availability of phytoplankton micronutrients, a SeaExplorer glider was combined with Diffusive Gradients in Thin Films and deployed in the Mediterranean Sea. On the basis of their labile metal complex pools, we discovered that Fe and Co can be potentially limiting and Cu co-limiting to diatom growth, contrary to the generally accepted view that phosphorus (phosphate) is the growth limiting element in the Mediterranean Sea. For flagellates and picoplankton, phosphorus remains the main element limiting growth. Our in situ measurements showed that organic complexes of Fe and Cu (>98% of total dissolved concentration), dissociate slower than inorganic complexes of Co, Cd and Ni (>99% of total dissolved concentration being free ions and inorganic complexes). This strengthens the potential growth limiting effect of Fe and Cu versus phosphate, which is present as a free ion and, thus, directly available for plankton. We acknowledge the skillful assistance of ALSEAMAR personnel for the preparation and the operation of SeaExplorer SEA010. We thank HERCULES Foundation (code: UABR/11/010) for funding of the High Resolution-ICPMS and SeaExplorer procurement sponsors DEME Group and Dr. G. Decadt. Support of this research from the Spanish Ministry MINECO (Project CTM2016-78798) is acknowledged.
Published: 2018
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3. A New Glider-Compatible Optical Sensor for Dissolved Organic Matter Measurements: Test Case from the NW Mediterranean Sea

Author: Laurent Béguery, Frédéric Cyr, Marc Tedetti, Florent Besson, Madeleine Goutx, Anne Petrenko, Andrea Doglioli, Institut méditerranéen d'océanologie (MIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV), Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer (OOVM), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Division Technique de l'INSU (DT INSU), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Toulon (UTLN), Division technique INSU/SDU (DTI), and Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: phenanthrene, Biogeochemical cycle, Pycnocline, 010504 meteorology & atmospheric sciences, MiniFluo-UV, Ocean Engineering, 010501 environmental sciences, Aquatic Science, glider, Oceanography, 01 natural sciences, Mediterranean sea, Phytoplankton, Dissolved organic carbon, Mediterranean Sea, Marine Science, tryptophan, 14. Life underwater, 0105 earth and related environmental sciences, Water Science and Technology, [SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment, Global and Planetary Change, Glider, Biological pump, dissolved organic matter, 13. Climate action, Environmental science, Seawater, fluorescence
Abstract: International audience; The MiniFluo-UV is a new glider-compatible optical sensor for measurements of dissolved organic matter (DOM) in natural waters. The working principle, sensor design and challenges faced during the validation phase are reported. The first in situ application of the sensor during three glider deployments in the NW Mediterranean sea (spring, summer, and fall) are also presented. For these campaigns, the two channels of the sensor were adjusted to target Tryptophan-like (excitation/emission wavelengths λEx/λEm: 275/340 nm) and Phenanthrene-like (λEx/λEm: 255/360 nm) fluorescence. These were chosen because they represent fluorophores of interest commonly found in seawater. While Tryptophan (an amino-acid believed to be a by-product of biological activity) is naturally found in the ocean, Phenanthrene (a polycyclic aromatic hydrocarbon) is mainly introduced in the environment by human activities. The addition of these variables to more common physical and biogeochemical glider measurements reveals new features of DOM dynamics in the Mediterranean Sea. For example, the temporal and spatial decoupling between Tryptophan-like and Chl-a fluorescence suggests that the former is not only a marker of phytoplankton activity, but could also give more subtle information on the microbial processes occurring. The identification of a Phenanthrene-like layer just below the pycnocline at all seasons also raises questions on the mechanisms driving its presence in the Mediterranean. Knowing that the role of ocean DOM on atmospheric carbon sequestration is becoming clearer, the high spatio-temporal resolution possible with this new sampling strategy may represents a key step toward our deep understanding of DOM dynamics and its role on the biological pump.
Published: 2017
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4. Glider monitoring of shelf suspended particle dynamics and transport during storm and flooding conditions

Author: Jacobo Martín, Loïc Houpert, François Bourrin, Pierre Testor, Xavier Durrieu de Madron, Pere Puig, Laurent Béguery, Gaël Many, Stéphane Kunesch, Karim Mahiouz, Centre de Formation et de Recherche sur les Environnements Méditérranéens (CEFREM), Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institute of Marine Sciences / Institut de Ciències del Mar [Barcelona] (ICM), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Centro Austral de Investigaciones Científicas [Ushuaia] (CADIC), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas [Buenos Aires] (CONICET), Scottish Association for Marine Science (SAMS), Variabilité de l'Océan et de la Glace de mer (VOG), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Division technique de l'INSU (DT - INSU), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Alcen SEAMAR (Alcen) (ALSEAMAR), Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Division technique INSU/SDU (DTI), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and European Commission
Subjects: 0106 biological sciences, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Sediment erosion, Nepheloid layer, STORM, Submarine canyon, Aquatic Science, GULF OF LIONS, Mediterranean, Oceanography, 01 natural sciences, Deposition (geology), Ciencias de la Tierra y relacionadas con el Medio Ambiente, Continental margin, Storm, 14. Life underwater, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Suspended particles, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 0105 earth and related environmental sciences, geography, geography.geographical_feature_category, Continental shelf, 010604 marine biology & hydrobiology, GLIDER, Oceanografía, Hidrología, Recursos Hídricos, Glider, Sediment, Geology, SUSPENDED PARTICLES, 13. Climate action, Gulf of Lions, CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
Abstract: 15 pages, 15 figures, Transfers of particulate matter on continental margins primarily occur during energetic events. As part of the CASCADE (CAscading, Storm, Convection, Advection and Downwelling Events) experiment, a glider equipped with optical sensors was deployed in the coastal area of the Gulf of Lions, NW Mediterranean in March 2011 to assess the spatio-temporal variability of hydrology, suspended particles properties and fluxes during energetic conditions. This deployment complemented a larger observational effort, a part of the MOOSE (Mediterranean Ocean Observing System of the Environment) network, composed of a coastal benthic station, a surface buoy and moorings on the continental slope. This set of observations permitted to measure the impact of three consecutive storms and a flood event across the entire continental shelf. Glider data showed that the sediment resuspension and transport observed at the coastal station during the largest storm (Hs>4m) was effective down to a water depth of 80m. The mid-shelf mud belt, located between 40 and 90m depth, appears as the zone where the along-shelf flux of suspended sediment is maximum. Besides, the across-shelf flux of suspended sediment converges towards the outer limit of the mid-shelf mud belt, where deposition of suspended particles probably occurs and contributes to the nourishment of this area. Hydrological structures, suspended particles transport and properties changed drastically during stormy periods and the following flood event. Prior to the storms, the shelf waters were weakly stratified due in particular to the presence of cold dense water on the inner- and mid-shelf. The storms rapidly swept away this dense water, as well as the resuspended sediments, along the shelf and towards a downstream submarine canyon. The buoyant river plumes that spread along the shelf after the flooding period provoked a restratification of the water column on the inner- and mid-shelf. The analysis of glider's optical data at different wavelengths suggests that the coastal area and the bottom nepheloid layer during the largest storm are primarily composed of coarse particles, probably macroflocs, and that the size of particles decreases further offshore. A similar trend, albeit less contrasted, is observed after the flooding. This work provided a unique synoptic view across the entire shelf of the impact of a typical Mediterranean storm on bottom sediment erosion and particulate fluxes. Repeated glider transects across the south-western part of the Gulf of Lions shelf permitted for the first time to measure continuously the thermo-haline structures, the suspended particles concentrations and size, the current speed, and to estimate the particulate transport before, during and after typical Mediterranean storm events. Glider data complement and compare well with concomitant high frequency time series at fixed stations along the coast and in a downstream submarine canyon. © 2015 Elsevier Ltd., This work was funded by the HERMIONE Project (FP7-ENV-2008-1-226354) under the European Commission's Seventh Framework Program, the MERMEX project under the MISTRALS Programme, and the TUCPA project under the CNRS EC2CO DRILL Programme
Published: 2015
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5. Sub-Ocean: Subsea Dissolved Methane Measurements Using an Embedded Laser Spectrometer Technology

Author: Thibault Desbois, Jack Triest, Pær Jansson, Bénédicte Ferré, Loïc Lechevallier, Victor Ledoux, Jérôme Chappellaz, Roberto Grilli, Daniele Romanini, Michel Calzas, Christophe Guillerm, Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), CNRS DT-INSU, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre for Arctic Gas Hydrate, Environment and Climate (CAGE), The Arctic University of Norway (UiT), DT INSU, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), LIPhy-LAME, Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Laboratoire Interdisciplinaire de Physique [Saint Martin d’Hères] (LIPhy), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), LAsers, Molécules et Environnement (LAME-LIPhy), Laboratoire Interdisciplinaire de Physique [Saint Martin d’Hères] (LIPhy), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Division technique INSU/SDU (DTI), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and The Arctic University of Norway [Tromsø, Norway] (UiT)
Subjects: pycnocline, 010504 meteorology & atmospheric sciences, gas chromatography, Extraction, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Methane, law.invention, chemistry.chemical_compound, law, VDP::Matematikk og Naturvitenskap: 400::Geofag: 450, Bacteria (microorganisms), Bacterial transformation, reaction time, accuracy, bacterium transformation, [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, methane, 021001 nanoscience & nanotechnology, [SDE]Environmental Sciences, Dissolved organic matters, laser spectroscopy, 0210 nano-technology, Dissolution, absorption spectroscopy, water, extraction method, sea water, Mineralogy, microbial activity, Article, Continuous measurements, salinity, trace gas, water temperature, External pressures, Calibration, Mediterranean Sea, Environmental Chemistry, Seawater, 14. Life underwater, [PHYS.PHYS.PHYS-INS-DET]Physics [physics]/Physics [physics]/Instrumentation and Detectors [physics.ins-det], dissolved gas, Laser spectrometers, 0105 earth and related environmental sciences, accuracy assessment, VDP::Mathematics and natural science: 400::Geosciences: 450, Spectrometer, [PHYS.PHYS]Physics [physics]/Physics [physics], laser method, concentration (parameters), Gas chromatography analysis, Lasers, Trace gas measurement, Response time, Biological materials, General Chemistry, Equilibration techniques, dissolved organic matter, Laser, optical feedback enhanced absorption spectroscopy, Trace gas, laser, chemistry, 13. Climate action, Environmental science, Probes, spectrometer, absorption, embedded laser spectrometry, Subsea
Abstract: This document is the Accepted Manuscript version of a Published Work that appeared in final form in Environmental Science and Technology, copyright © American Chemical Society after peer review and technical editing by the publisher. To access the final edited and published work see https://doi.org/10.1021/acs.est.7b06171. We present a novel instrument, the Sub-Ocean probe, allowing in situ and continuous measurements of dissolved methane in seawater. It relies on an optical feedback cavity enhanced absorption technique designed for trace gas measurements and coupled to a patent-pending sample extraction method. The considerable advantage of the instrument compared with existing ones lies in its fast response time of the order of 30 s, that makes this probe ideal for fast and continuous 3D-mapping of dissolved methane in water. It could work up to 40 MPa of external pressure and it provides a large dynamic range, from subnmol of CH4 per liter of seawater to mmol L-1. In this work, we present laboratory calibration of the instrument, intercomparison with standard method and field results on methane detection. The good agreement with the headspace equilibration technique followed by gas-chromatography analysis supports the utility and accuracy of the instrument. A continuous 620-m depth vertical profile in the Mediterranean Sea was obtained within only 10 min and it indicates background dissolved CH4 values between 1 and 2 nmol L-1 below the pycnocline, similar to previous observations conducted in different ocean settings. It also reveals a methane maximum at around 6 m of depth that may reflect local production from bacterial transformation of dissolved organic matter.
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6. Percolation of CO2-rich fluids in a limestone sample: Evolution of hydraulic, electrical, chemical, and structural properties

Author: Simon Contraires, Maria Zamora, Bernard Zinzsner, Jean-Baptiste Clavaud, Stephanie Vialle, Karim Mahiouz, Pierpaolo Zuddas, Earth Sciences Division, Lawrence Livermore National Laboratory, Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Institut de Physique du Globe de Paris (IPG Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Chevron Energy Technology Company, Division technique INSU/SDU (DTI), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut des Sciences de la Terre de Paris (iSTeP), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-IPG PARIS-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Division technique de l'INSU (DT - INSU), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Calcite, Petrophysics, Mineralogy, [SDU.STU]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, Permeability (earth sciences), chemistry.chemical_compound, Geophysics, Calcium carbonate, chemistry, Space and Planetary Science, Geochemistry and Petrology, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), Carbonate, Electrical measurements, Porosity, Dissolution, Geology
Abstract: International audience; Percolation of CO2-rich fluids in limestones causes the dissolution (and eventual reprecipitation) of calcium carbonate minerals, which affect the rock microstructure and change the rock petrophysical properties (i.e., hydraulic, electrical, and elastic properties). In addition, microstructural changes further feed back to affect the chemical reactions. To better understand this coupled problem and to assess the possibility of geophysical monitoring, we performed reactive percolation laboratory experiments on a well-characterized carbonate sample 35 cm in length and 10 cm in diameter. In a comprehensive study, we present integrated measurements of aqueous chemistry (pH, calcium concentration, and total alkalinity), petrophysical properties (permeability, electrical formation factor, and acoustic velocities), and X-ray tomography imaging. The measured chemical and electrical parameters allowed rapid detection of the dissolution of calcite in the downstream fluid. After circulating fluids of various salinities at 5mL min−1 for 32 days (about 290 pore sample volumes) at a pCO2 of 1 atm (pH = 4), porosity increased by 7% (from 0.29 to 0.31), permeability increased by 1 order of magnitude (from 0.12 D to 0.97 D), and the electrical formation factor decreased by 15% (from 15.7 to 13.3). X-ray microtomography revealed the creation of wormholes; these, along with the convex curvature of the permeability-porosity relationship, are consistent with a transport-controlled dissolution regime for which advection processes are greater than diffusion processes, confirming results from previous numerical studies. This study shows that nonseismic geophysical techniques (i.e., electrical measurements) are promising for monitoring geochemical changes within the subsurface due to fluid-rock interactions.
Published: 2014
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7. HyMeX: Study of the Mediterranean water cycle

Author: Samuel Somot, Hervé Giordani, M. Estèves, Jean-Christophe Calvet, Alexis Doerenbecher, Claude Estournel, Olivier Garrouste, Mathieu Nuret, Nadia Fourrié, Karine Béranger, Martin Claude, Laurent Coppola, Dominique Courault, E. Gaume, Joël Van Baelen, Olivier Bousquet, H. Jourde, Dominique Lambert, Françoise Orain, Jean-Pierre Vandervaere, Yann Michel, Céline Lutoff, Pierre Testor, Brice Boudevillain, Cédric Champollion, Philippe Cocquerez, Christophe Bouvier, N. Mathys, Frédérique Saïd, Jérôme Le Coz, Guy Delrieu, Karine Sellegri, Olivier Radakovitch, Andre Chanzy, Sylvain Coquillat, Alfons Schwarzenboeck, Eric Defer, Sophie Belamari, Wolfgang Ludwig, Isabelle Ruin, Eric Martin, Isabelle Braud, Gregory Roberts, Isabelle Taupier-Letage, J.-F. Mahfouf, Karim Ramage, Nathalie Dorfliger, Philippe Arbogast, Claude Basdevant, Olivier Bock, Laurence Mastrorillo, Odile Roussot, Laurent Labatut, Philippe Drobinski, Evelyne Richard, Véronique Ducrocq, L. Gomes, Laurent Béguery, Catherine Prigent, Marie-Noëlle Bouin, Jean-Louis Roujean, Sandra Perez, Sophie Bastin, Julien Delanoë, Cyrille Flamant, Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Environnement Méditerranéen et Modélisation des Agro-Hydrosystèmes (EMMAH), Avignon Université (AU)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), SPACE - LATMOS, Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Division Technique de l'INSU (DT INSU), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées (ENSTA Paris), LAboratoire de REcherche en Géodésie [Paris] (LAREG), Laboratoire des Sciences et Technologies de l'Information Géographique (LaSTIG), École nationale des sciences géographiques (ENSG), Institut National de l'Information Géographique et Forestière [IGN] (IGN)-Institut National de l'Information Géographique et Forestière [IGN] (IGN)-École nationale des sciences géographiques (ENSG), Institut National de l'Information Géographique et Forestière [IGN] (IGN)-Institut National de l'Information Géographique et Forestière [IGN] (IGN), Laboratoire d'étude des transferts en hydrologie et environnement (LTHE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Hydrosciences Montpellier (HSM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hydrologie-Hydraulique (UR HHLY), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Géosciences Montpellier, Université des Antilles et de la Guyane (UAG)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Études des Structures, des Processus d’Adaptation et des Changements de l’Espace (ESPACE), Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Avignon Université (AU)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer (OOVM), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'aérologie (LA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Météo-France [Paris], Météo France, Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Département Géotechnique, Environnement, Risques naturels et Sciences de la terre (IFSTTAR/GERS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Université de Lyon-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Paris-Est-PRES Université de Grenoble, Centre de formation et de recherche sur l'environnement marin (CEFREM), Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Matériaux, ingénierie et science [Villeurbanne] (MATEIS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Pacte, Laboratoire de sciences sociales, Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Sciences Po Grenoble - Institut d'études politiques de Grenoble (IEPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Services communs OMP - UMS 831 (UMS 831), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Erosion torrentielle neige et avalanches (UR ETGR (ETNA)), Centre de Météorologie Spatiale, Centre européen de recherche et d'enseignement des géosciences de l'environnement (CEREGE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Collège de France (CdF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X), Laboratoire de météorologie physique (LaMP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP), Institut méditerranéen d'océanologie (MIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Toulon (UTLN)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Variabilité de l'Océan et de la Glace de mer (VOG), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Avignon Université (AU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Division technique INSU/SDU (DTI), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Avignon Université (AU)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'aérologie (LAERO), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Météo-France, Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Pacte, Laboratoire de sciences sociales (PACTE), Université Pierre Mendès France - Grenoble 2 (UPMF)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Sciences Po Grenoble - Institut d'études politiques de Grenoble (IEPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Services communs OMP (UMS 831), Direction des Opérations pour la Prévision (DIROP), Météo-France -Météo-France, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Aix Marseille Université (AMU)-Collège de France (CdF (institution))-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-École polytechnique (X)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry]), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Collège de France (CdF (institution))-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand 2 (UBP)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Subjects: Méditerranée, 010504 meteorology & atmospheric sciences, 010505 oceanography, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Cycle hydrologique, [SDU.STU.ME]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Meteorology, Convection, 01 natural sciences, 6. Clean water, Hydrométéorologie, Assimilation des données, 13. Climate action, [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, Données hydrologiques satellitaires, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, Ressources en eau, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract: International audience; D'initiative française, le projet international HyMeX a pour objectif d'améliorer la compréhension du cycle de l'eau en Méditerranée, de sa variabilité, de l'échelle de l'événement météorologique aux échelles saisonnières et interannuelles, et de ses caractéristiques sur une décennie, dans un contexte de changement global. Le projet est motivé par le rôle déterminant des processus de mésoéchelle, couplés entre l'atmosphère, la mer et la terre, sur la variabilité du système climatique et sur le déclenchement d'événements hydrométéorologiques extrêmes (précipitations et inondations, vents forts et convection océanique, canicules et sécheresses). Le projet vise enfin à évaluer les conséquences de ces événements extrêmes sur la vulnérabilité sociale et économique de cette région et sa capacité d'adaptation.
Published: 2013
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8. High-frequency monitoring of phytoplankton dynamics within the European water framework directive: application to metalimnetic cyanobacteria

Author: Catherine Freissinet, E. Rioust, B. Le Vu, Y. Dégrés, Bruno J. Lemaire, François Prévot, Nathaniel Bensoussan, Nicolas Escoffier, A. Groleau, Gérard Paolini, Bruno Tassin, José-Frédéric Deroubaix, C. Drezen, Brigitte Vinçon-Leite, Catherine Quiblier, Michel Calzas, Jean-François Humbert, laboratoire Eau, Environnement et Systèmes Urbains (LEESU), AgroParisTech-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12), Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-IPG PARIS-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CNRS DT-INSU, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Molécules de Communication et Adaptation des Micro-Organismes (MCAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), NKE instrumentation, NASA Goddard Space Flight Center (GSFC), Laboratoire de géochimie des Eaux (LGE), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut de Physique du Globe de Paris, Biogéochimie et écologie des milieux continentaux (Bioemco), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-AgroParisTech-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Ecosystèmes et Interactions Toxiques, Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), ANR-PRECODD, Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), entreprise, Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Institut de Physique du Globe de Paris (IPG Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Division technique INSU/SDU (DTI), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut de Physique du Globe de Paris (IPG Paris), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Eau, Environnement et Systèmes Urbains (LEESU), and Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Institut de Physique du Globe de Paris (IPG Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: 0106 biological sciences, stratified lakes, WFD, 010501 environmental sciences, 01 natural sciences, cyanobacteria, Water column, Phytoplankton, Environmental Chemistry, Ecosystem, metalimnetic fluorescence peak, 0105 earth and related environmental sciences, Earth-Surface Processes, Water Science and Technology, Hydrology, Biomass (ecology), 010604 marine biology & hydrobiology, Internal wave, 6. Clean water, monitoring, Water Framework Directive, 13. Climate action, phytoplankton, Environmental science, Water quality, time series, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, Eutrophication
Abstract: Large, sub-alpine, stratified lakes are directly within the scope of the European Water Framework Directive (WFD) and need adapted monitoring systems. Moreover, anthropogenic eutrophication was frequently the main cause of their water quality degradation in the 20th century. This paper is primarily aimed at demonstrating how in situ sensor-equipped buoys could be the base of monitoring designs to support the WFD objectives. The core of this paper, mainly methodological, focuses on single-depth, high frequency (4 per hour) fluorescence measurements. It shows that the internal wave pattern provides additional information to the single-depth time series to assess phytoplankton dynamics in a stratified water column displaying strong, vertical biomass heterogeneity. The paper deals with the following three aspects: (1) definition of an indicator to determine whether or not the sensor actually detects the metalimnetic fluorescence peak, (2) vertical representation of chlorophyll distribution from single-depth series; (3) time evolution of the fluorescence peak (maximum value, depth and associated temperature, peak width).
Published: 2011
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9. Water Quality in urban lakes: from continuous monitoring to forecasting. Application to cyanobacteria dynamics in Lake Enghien (France)

Author: Silva, Talita, Vinçon-Leite, Brigitte, Lemaire, Bruno J., Le Vu, Briac, Quiblier, Catherine, Prévot, François, Freissinet, Catherine, Calzas, Michel, Degres, Yves, Tassin, Bruno, laboratoire Eau, Environnement et Systèmes Urbains (LEESU), AgroParisTech-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12), Ecosystèmes et Interactions Toxiques, Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Institut de Physique du Globe de Paris (IPG Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), SOGREAH Consultants, Water and Territorial Service Group (SOGREAH), Sogreah, Division technique INSU/SDU (DTI), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), NKE instrumentation, Proliphyc, ANR research project, Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-IPG PARIS-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Université de La Réunion (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CNRS DT-INSU, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Silva, Talita
Subjects: [SDE] Environmental Sciences, [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, [SDE]Environmental Sciences, [SDE.IE] Environmental Sciences/Environmental Engineering
Abstract: International audience; Cyanobacteria play a key role in aquatic environment restoration because toxic species generate troubles to human health and disrupt lake uses. In order to better understand the cyanobacteria dynamics in fresh water bodies, a continuous in-situ monitoring system was developed by the PROLIPHYC research project, funded by the French National Agency for Research (ANR). This system consists in a measurement buoy equipped on the one hand with meteorological sensors and on the other hand with immersed probes to measure water quality parameters. Meteorological variables: shortwave radiation, air temperature, wind speed, vapor pressure, rainfall, water temperature, and water quality variables: dissolved oxygen, conductivity, pH and chlorophyll-a (total and corresponding to four different algal groups) are measured at a 15-min time step, and sent to a database as a daily email. This paper will discuss the advantages of continuous monitoring for both research and management purposes. In addition, two different modelling approaches coupled with the continuous in-situ data collection are presented through the study case of Lake Enghien (France). Long-term, high-frequency monitoring provides a diversity of applications for lake management at various time scales: from a straightforward, real-time display of the data to a medium-term deterministic modelling of phytoplankton dynamics (Le Vu et al. 2010). More precisely, these data sets can be used in order: (i) to build lake status indicators for daily, seasonal and annual water quality evaluation and for the comparison with other water bodies; (ii) to collect surveillance data series to observe the general patterns of the aquatic ecosystem and assess the impact of long-term changes both in natural conditions and widespread anthropogenic activities; (iii) to feed a statistical short-term forecasting model in order to provide an early warning of cyanobacteria blooms; and (iv) to validate a deterministic model of cyanobacteria dynamics which may highlight the factors controlling blooms. In 2009, such a monitoring system was implemented in Lake Enghien, a shallow urban lake (mean depth 1.3 m, 41 ha) frequently affected by blooms of the cyanobacterium Planktothrix agardhii. This paper ﬁrstly presents the treatment applied to the data time series to infer indicators of cyanobacteria biomass variation. In a second part, the short-time forecasting of cyanobacteria biomass is described. This model, a recurrent neural network (Jeong et al. 2008; Diaconescu 2008) of Non-linear AutoRegressive with eXogenous inputs (NARX) type predicts the growth of P. agardhii at a 3-day horizon, using the Chl-a concentration, the water temperature measured in the past 3 days and the air temperature forecasted for the next 3 days. Values measured from 1rst to 30th April 2009 were used for the neural network learning step. The validation was then conducted for successive 3-day periods from May to September 2009. In the last part, the results of a medium-term, deterministic model are discussed. The water temperature and the cyanobacteria biomass are computed with the coupled one-dimensional hydrodynamic and ecological model Dyresm-Caedym (Hamilton & Schladow 1997) . The parameter calibration was performed with data collected for 15 days (1-16 June 2009) and the validation during a 5-month period (17 June - 29 November 2009). The results of both modelling approaches showed good agreement with observed values. Their performances beneﬁted from the high frequency of the measurements. Short-term forecasting provides lake managers with reliable information to anticipate cyanobacteria blooms. Medium-term modelling was considered convenient for modelling cyanobacteria dynamics in an urban lake. Moreover, a helpful tool to devise management strategies can be built by linking the Dyresm-Caedym model with a watershed hydrological model. This will allow us to propose different scenarios of watershed changes and then to simulate the lake response.
Published: 2011

10. Soil Moisture Estimations Based on Airborne CAROLS L-Band Microwave Data

Author: Nathalie Novello, Clément Albergel, Mehrez Zribi, Mickaël Pardé, Jean-Pierre Wigneron, K. Saleh, Monique Dechambre, Jean-Christophe Calvet, Marc Crapeau, Yann Kerr, Arnaud Mialon, Pascal Fanise, ESTER - LATMOS, Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Écologie fonctionnelle et physique de l'environnement (EPHYSE - UR1263), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Écologie fonctionnelle et physique de l'environnement (EPHYSE), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), This work was carried out in the context of a SMOS/ESA Cal/Val project, and was funded by the TOSCA/CNES program. The authors would like to thank the French CNES for the support it gave to the CAROLS project, as well as to all of the CAROLS campaigns. The authors would also like to thank the technical teams from CESBIO, CNRM, LATMOS, LOCEAN, SAFIRE, DT-INSU, DTU, INRA, and the SAFIRE pilots for their support and contributions to the successful airborne and ground campaigns. The MODIS data we used (LAI and NDVI) was made available by the Land Processes Distributed Active Archive Centre (LP DAAC), located at the US Geological Survey (USGS) Earth Resources Observation and Science (EROS) Centre (lpdaac.usgs.gov)., Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), and Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: L band, 010504 meteorology & atmospheric sciences, télédétection, satellite, 0211 other engineering and technologies, 02 engineering and technology, radiomètre, 01 natural sciences, CAROLS, Soil roughness, Normalized Difference Vegetation Index, humidité du sol, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, lcsh:Science, Water content, 021101 geological & geomatics engineering, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing, Radiometer, MISSION SMOS, MODELE L-MEB, Biosphere, Vegetation, 15. Life on land, L-band, L-MEB, General Earth and Planetary Sciences, Environmental science, lcsh:Q, Satellite, Soil moisture, Microwave
Abstract: International audience; The SMOS satellite mission, launched in 2009, allows global soil moisture estimations to be made using the L-band Microwave Emission of the Biosphere (L-MEB) model, which simulates the L-band microwave emissions produced by the soil-vegetation layer. This model was calibrated using various sources of in situ and airborne data. In the present study, we propose to evaluate the L-MEB model on the basis of a large set of airborne data, recorded by the CAROLS radiometer during the course of 20 flights made over South West France (the SMOSMANIA site), and supported by simultaneous soil moisture measurements, made in 2009 and 2010. In terms of volumetric soil moisture, the retrieval accuracy achieved with the L-MEB model, with two default roughness parameters, ranges between 8% and 13%. Local calibrations of the roughness parameter, using data from the 2009 flights for different areas of the site, allowed an accuracy of approximately 5.3% to be achieved with the 2010 CAROLS data. Simultaneously we estimated the vegetation optical thickness (t) and we showed that, when roughness is locally adjusted, MODIS NDVI values are correlated (R2 = 0.36) to t. Finally, as a consequence of the significant influence of the roughness parameter on the estimated absolute values of soil moisture, we propose to evaluate the relative variability of the soil moisture, using a default soil roughness parameter. The soil moisture variations are estimated with an uncertainty of approximately 6%.
Published: 2011
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11. Effect of natural iron fertilization on carbon sequestration in the Southern Ocean

Author: Loes J. A. Gerringa, Christian Brunet, Isabelle Durand, Marcel J.W. Veldhuis, Klaas R. Timmermans, Thibaut Wagener, Thomas Remenyi, Patrick Laan, Corina P. D. Brussaard, L. Scouarnec, Nicole Garcia, Valérie Sandroni, Dominique Lefèvre, Ingrid Obernosterer, Pieter van Beek, Lilita Vong, Philippe Pondaven, Frederike Ebersbach, Doris Thuiller, Marc Souhaut, Claire Lo Monaco, Catherine Jeandel, Brian Griffiths, Andrea Malits, Stephanie Jacquet, Laurent Bopp, Jean Luc Fuda, Dorothée Vincent, Sauveur Belviso, Young Hyang Park, Julia Uitz, Bernard Quéguiner, Géraldine Sarthou, Leanne K. Armand, Stéphane Blain, Julie Mosseri, Andrew R. Bowie, Christophe Guillerm, Thomas W. Trull, Bruno Bombled, Catherine Guigue, Nicolas Savoye, Francois Carlotti, Eric Viollier, Antoine Corbière, Marc Picheral, Urania Christaki, Laboratoire d'océanographie et de biogéochimie (LOB), Université de la Méditerranée - Aix-Marseille 2-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ICOS-RAMCES (ICOS-RAMCES), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Océan et Interfaces (OCEANIS), Antarctic Climate and Ecosystems Cooperative Research Centre (ACE-CRC), School of Chemistry (ACROSS), University of Tasmania [Hobart, Australia] (UTAS), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Royal Netherlands Institute for Sea Research (NIOZ), Ecosystèmes Littoraux et Cotiers, Université de Lille, Sciences et Technologies-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hellenic Centre for Marine Research (HCMR), Centre d'océanologie de Marseille (COM), Division of Marine and Atmospheric Research (CSIRO), Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation [Canberra] (CSIRO), Laboratoire de MicrobiologiE de Géochimie et d'Ecologie Marines (LMGEM), Université de la Méditerranée - Aix-Marseille 2-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), DT INSU, Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Analytical, Environmental and Geo- Chemistry, Vrije Universiteit Brussel (VUB), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales (LEGOS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV), Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer (OOVM), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'océanographie biologique de Banyuls (LOBB), Observatoire océanologique de Banyuls (OOB), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (LEMAR) (LEMAR), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de géochimie des Eaux (LGE), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut de Physique du Globe de Paris (IPG Paris), Laboratoire d'océanographie et de biogéochimie ( LOB ), Université de la Méditerranée - Aix-Marseille 2-Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] ( LSCE ), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines ( UVSQ ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Antarctic Climate and Ecosystems Cooperative Research Center ( ACE-CRC ), School of Chemistry ( ACROSS ), University of Tasmania, Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques ( LOCEAN ), Muséum National d'Histoire Naturelle ( MNHN ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Royal Netherlands Institute for Sea Research ( NIOZ ), Université de Lille, Sciences et Technologies-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Hellenic Centre for Marine Research ( HCMR ), Centre d'océanologie de Marseille ( COM ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Université de la Méditerranée - Aix-Marseille 2, Division of Marine and Atmospheric Research ( CSIRO ), Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation [Canberra] ( CSIRO ), Laboratoire de MicrobiologiE de Géochimie et d'Ecologie Marines ( LMGEM ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université de la Méditerranée - Aix-Marseille 2, Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ), Department of Analytical and Environmental Chemistry, Vrije Universiteit [Brussel] ( VUB ), Laboratoire d'études en Géophysique et océanographie spatiales ( LEGOS ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National d'Etudes Spatiales ( CNES ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire d'océanographie de Villefranche ( LOV ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire d'océanographie biologique de Banyuls ( LOBB ), Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (LEMAR) ( LEMAR ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université de Brest ( UBO ) -Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer ( IFREMER ) -Institut Universitaire Européen de la Mer ( IUEM ), Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Université de Brest ( UBO ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Université de Brest ( UBO ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ), Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques ( EPOC ), Observatoire aquitain des sciences de l'univers ( OASU ), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -École pratique des hautes études ( EPHE ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de géochimie des Eaux ( LGE ), Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Institut de Physique du Globe de Paris, Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of Tasmania (UTAS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de la Méditerranée - Aix-Marseille 2, Vrije Universiteit [Brussels] (VUB), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer (OOVM), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Observatoire océanologique de Banyuls (OOB), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Brest (UBO)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut de Physique du Globe de Paris, Ecosystèmes littoraux et côtiers (ELICO), Université de Lille, Sciences et Technologies-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Météo France-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Météo France-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de la Méditerranée - Aix-Marseille 2, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Brest (UBO)
Subjects: 0106 biological sciences, Chlorophyll, [ SDU.OCEAN ] Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Time Factors, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Iron, Oceans and Seas, Partial Pressure, Iron fertilization, Carbon sequestration, 01 natural sciences, Carbon cycle, Diffusion, chemistry.chemical_compound, Phytoplankton, Seawater, 14. Life underwater, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Carbon dioxide in Earth's atmosphere, Multidisciplinary, Geography, Atmosphere, 010604 marine biology & hydrobiology, Chlorophyll A, fungi, Carbon Dioxide, Carbon, High-Nutrient, low-chlorophyll, Oceanography, chemistry, 13. Climate action, Ocean fertilization, Environmental chemistry, Carbon dioxide
Abstract: The availability of iron limits primary productivity and the associated uptake of carbon over large areas of the ocean. Iron thus plays an important role in the carbon cycle, and changes in its supply to the surface ocean may have had a significant effect on atmospheric carbon dioxide concentrations over glacial-interglacial cycles. To date, the role of iron in carbon cycling has largely been assessed using short-term iron-addition experiments. It is difficult, however, to reliably assess the magnitude of carbon export to the ocean interior using such methods, and the short observational periods preclude extrapolation of the results to longer timescales. Here we report observations of a phytoplankton bloom induced by natural iron fertilization--an approach that offers the opportunity to overcome some of the limitations of short-term experiments. We found that a large phytoplankton bloom over the Kerguelen plateau in the Southern Ocean was sustained by the supply of iron and major nutrients to surface waters from iron-rich deep water below. The efficiency of fertilization, defined as the ratio of the carbon export to the amount of iron supplied, was at least ten times higher than previous estimates from short-term blooms induced by iron-addition experiments. This result sheds new light on the effect of long-term fertilization by iron and macronutrients on carbon sequestration, suggesting that changes in iron supply from below--as invoked in some palaeoclimatic and future climate change scenarios--may have a more significant effect on atmospheric carbon dioxide concentrations than previously thought.
Published: 2007
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11 results on '"DT INSU"'

1. Modulation of the vertical particle transfer efficiency in the oxygen minimum zone off Peru

2. In situ measurements of micronutrient dynamics in open seawater show that complex dissociation rates may limit diatom growth

3. A New Glider-Compatible Optical Sensor for Dissolved Organic Matter Measurements: Test Case from the NW Mediterranean Sea

4. Glider monitoring of shelf suspended particle dynamics and transport during storm and flooding conditions

5. Sub-Ocean: Subsea Dissolved Methane Measurements Using an Embedded Laser Spectrometer Technology

6. Percolation of CO2-rich fluids in a limestone sample: Evolution of hydraulic, electrical, chemical, and structural properties

7. HyMeX: Study of the Mediterranean water cycle

8. High-frequency monitoring of phytoplankton dynamics within the European water framework directive: application to metalimnetic cyanobacteria

9. Water Quality in urban lakes: from continuous monitoring to forecasting. Application to cyanobacteria dynamics in Lake Enghien (France)

10. Soil Moisture Estimations Based on Airborne CAROLS L-Band Microwave Data

11. Effect of natural iron fertilization on carbon sequestration in the Southern Ocean

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