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Your search keyword '"Sauveur Belviso"' showing total 37 results
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37 results on '"Sauveur Belviso"'

1. Seasonal variability of degrees of freedom and its effect over time series and spatial patterns of atmospheric gases from satellite: application to carbonyl sulfide (OCS)

Author

Carmine Serio, Marine Remaud, Pietro Mastro, Sauveur Belviso, Guido Masiello, Università degli studi della Basilicata [Potenza] (UNIBAS), 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), Modélisation INVerse pour les mesures atmosphériques et SATellitaires (SATINV), 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), and 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)

Subjects
Degrees of freedom (statistics), Context (language use), 02 engineering and technology, 01 natural sciences, optimal estimation, 010309 optics, sounders, 0103 physical sciences, carbon cycle, Spurious relationship, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, forward modeling, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Optimal estimation, inverse problems, Inversion (meteorology), 021001 nanoscience & nanotechnology, Atmosphere of Earth, 13. Climate action, Satellite, Climatology, infrared, Spatial ecology, Environmental science, 0210 nano-technology, carbonyl sulfide, atmospheric gases
Abstract

Degrees of freedom or d.o.f. of satellite-based retrievals characterize their independence from the constraints assumed in the inversion process. In the context of Optimal Estimation (OE), the condition is expressed in terms of the background state, which, in a Bayesian meaning, is our best prior knowledge about the parameters we want to estimate. In effect, even if the background is static, it could add artifacts to the retrievals, which modify the seasonal cycle or the spatial patterns of 2-D fields. The issue has been addressed with an analytical treatment based on the OE theory. We derive formulas, which allow us to assess the modulation introduced by d.o.f. variability. The methodology will be exemplified with the help of observations from the Infrared Atmospheric Sounder Interferometer (IASI) onboard the European MetOp satellites. Both time series and 2-D fields of observations will be considered. The analysis is extended to tropical and Mid-Lat regions to exemplify the effect of seasonal variability of d.o.f. The analysis will focus mainly on OCS (carbonyl sulfide) variability in the atmosphere, a new clue to how much carbon plants take up, hence of primary interest to the carbon cycle and the climate. However, our methodology can be applied to any gas or retrieved parameter. For the OCS, we have found that d.o.f. variability is of no concern in the tropics. Still, it becomes crucial at Mid-latitudes where the seasonal cycle can add spurious variability to temporal and spatial patterns.

Published
2021
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2. A top-down approach of sources and non-photosynthetic sinks of carbonyl sulfide from atmospheric measurements over multiple years in the Paris region (France)

Author

Michel Ramonet, Camille Yver-Kwok, Isabelle Pison, Philippe Ciais, Sauveur Belviso, Antoine Berchet, Benjamin Lebegue, V. Kazan, David Montagne, Marc Delmotte, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), 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), ICOS-RAMCES (ICOS-RAMCES), 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), ICOS-ATC (ICOS-ATC), Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes (ECOSYS), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), 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)-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 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), and AgroParisTech-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)

Subjects
0106 biological sciences, Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Sulfur Oxides, Atmospheric sciences, 01 natural sciences, Geographical locations, Sink (geography), Soil, chemistry.chemical_compound, media_common, Carbonyl sulfide, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Air Pollutants, Multidisciplinary, geography.geographical_feature_category, Ecology, Physics, Soil chemistry, Pollution, Spring, Europe, Chemistry, Geophysics, Radon, Physical Sciences, Carbon dioxide, Medicine, Seasons, France, Research Article, Chemical Elements, Paris, Science, media_common.quotation_subject, Photosynthesis, Ecosystems, Greenhouse Gases, Air Pollution, Environmental Chemistry, Ecosystem, European Union, 0105 earth and related environmental sciences, [PHYS.PHYS.PHYS-AO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atmospheric and Oceanic Physics [physics.ao-ph], geography, Ecology and Environmental Sciences, Chemical Compounds, Biology and Life Sciences, Carbon Dioxide, Atmospheric Physics, Gas analyzer, Plant Leaves, chemistry, 13. Climate action, [SDU]Sciences of the Universe [physics], Atmospheric Chemistry, Earth Sciences, Environmental science, Atmospheric Layers, People and places, 010606 plant biology & botany
Abstract

International audience; Carbonyl sulfide (COS) has been proposed as a proxy for carbon dioxide (CO2) taken up by plants at the leaf and ecosystem scales. However, several additional production and removal processes have been identified which could complicate its use at larger scales, among which are soil uptake, dark uptake by plants, and soil and anthropogenic emissions. This study evaluates the significance of these processes at the regional scale through a top-down approach based on atmospheric COS measurements at Gif-sur-Yvette (GIF), a suburban site near Paris (France). Over a period of four and a half years, hourly measurements at 7 m above ground level were performed by gas chromatography and combined with 222Radon measurements to calculate nocturnal COS fluxes using the Radon-Tracer Method. In addition, the vertical distribution of COS was investigated at a second site, 2 km away from GIF, where a fast gas analyzer deployed on a 100 m tower for several months during winter 2015–2016 recorded mixing ratios at 3 heights (15, 60 and 100 m). COS appears to be homogeneously distributed both horizontally and vertically in the sampling area. The main finding is that the area is a persistent COS sink even during wintertime episodes of strong pollution. Nighttime net uptake rates ranged from -1.5 to -32.8 pmol m-2 s-1, with an average of -7.3 ± 4.5 pmol m-2 s-1 (n = 253). However, episodes of biogenic emissions happened each year in June-July (11.9 ± 6.2 pmol m-2 s-1, n = 24). Preliminary analyses of simulated footprints of source areas influencing the recorded COS data suggest that long-range transport of COS from anthropogenic sources located in Benelux, Eastern France and Germany occasionally impacts the Paris area during wintertime. These production and removal processes may limit the use of COS to assess regional-scale CO2 uptake in Europe by plants through inverse modeling.

Published
2020
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3. Comparison of nitrous oxide (N2O) analyzers for high-precision measurements of atmospheric mole fractions

Author

Michel Ramonet, Jeremiah Smith, Benjamin Lebegue, Benoit Wastine, Sauveur Belviso, Martina Schmidt, Ali Guemri, Carole Philippon, Olivier Laurent, Sébastien Conil, and Camille Yver Kwok

Subjects
Atmospheric Science, Spectrum analyzer, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Spectrometer, Chemistry, Detector, Analytical chemistry, Linearity, Repeatability, 010501 environmental sciences, 01 natural sciences, Standard deviation, 13. Climate action, Sensitivity (control systems), Water vapor, 0105 earth and related environmental sciences, Remote sensing
Abstract

Over the last few decades, in situ measurements of atmospheric N2O mole fractions have been performed using gas chromatographs (GCs) equipped with electron capture detectors. This technique, however, becomes very challenging when trying to detect the small variations of N2O as the detectors are highly nonlinear and the GCs at remote stations require a considerable amount of maintenance by qualified technicians to maintain good short-term and long-term repeatability. With new robust optical spectrometers now available for N2O measurements, we aim to identify a robust and stable analyzer that can be integrated into atmospheric monitoring networks, such as the Integrated Carbon Observation System (ICOS). In this study, we present the most complete comparison of N2O analyzers, with seven analyzers that were developed and commercialized by five different companies. Each instrument was characterized during a time period of approximately 8 weeks. The test protocols included the characterization of the short-term and long-term repeatability, drift, temperature dependence, linearity and sensitivity to water vapor. During the test period, ambient air measurements were compared under field conditions at the Gif-sur-Yvette station. All of the analyzers showed a standard deviation better than 0.1 ppb for the 10 min averages. Some analyzers would benefit from improvements in temperature stability to reduce the instrument drift, which could then help in reducing the frequency of calibrations. For most instruments, the water vapor correction algorithms applied by companies are not sufficient for high-precision atmospheric measurements, which results in the need to dry the ambient air prior to analysis.

Published
2016
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4. Assessing a New Clue to How Much Carbon Plants Take Up

Author

Yuting Wang, Sinikka T. Lennartz, Philippe Peylin, Georg Wohlfahrt, Nicola J. Blake, Le Kuai, Donald R. Blake, J. Stinecipher, Timo Vesala, Max Berkelhammer, Ian Baker, U. Seibt, Mary E. Whelan, Joseph A. Berry, J. F. Campbell, Huilin Chen, Stephen A. Montzka, Sauveur Belviso, Timothy W. Hilton, Kadmiel Maseyk, Jürgen Kesselmeier, Dan Yakir, Stephen Sitch, 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), Modélisation des Surfaces et Interfaces Continentales (MOSAIC), 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), ICOS-RAMCES (ICOS-RAMCES), Isotope Research, 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), and 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)

Subjects
0301 basic medicine, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Ecology, chemistry.chemical_element, 15. Life on land, Photosynthesis, 01 natural sciences, Carbon cycle, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, 030104 developmental biology, chemistry, 13. Climate action, Environmental protection, Carbon dioxide, Assessment methods, General Earth and Planetary Sciences, Environmental science, Climate model, Ecosystem, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Carbon, 0105 earth and related environmental sciences, Carbonyl sulfide
Abstract

International audience; Current climate models disagree on how much carbon dioxide land ecosystems take up for photosynthesis. Tracking the stronger carbonyl sulfide signal could help. Measuring carbonyl sulfide in the atmosphere may be a way to track terrestrial photosynthesis, potentially filling in a critical gap in current climate models. This alpine study area near Boulder, Colo., where the carbonyl sulfide signal was first detected 10 years ago, is part of the NOAA air monitoring network. Credit: B. Bowman

Published
2017
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5. A top-down approach of surface carbonyl sulfide exchange by a Mediterranean oak forest ecosystem in Southern France

Author

Benjamin Lebegue, Bernard Genty, V. Kazan, Valérie Gros, Michel Ramonet, Catherine Fernandez, Marc Delmotte, Ilja M. Reiter, J. Lathière, Cerise Kalogridis, Thierry Gauquelin, Nicolas Bonnaire, Benjamin Loubet, Sauveur Belviso, David Montagne, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), 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), Ecosystèmes continentaux et risques environnementaux (ECCOREV), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Environnement et Grandes Cultures (EGC), AgroParisTech-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes (ECOSYS), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech, Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE), 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)-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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Aix Marseille Université (AMU), Institut méditerranéen de biodiversité et d'écologie marine et continentale (IMBE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UMR237-Aix Marseille Université (AMU)-Avignon Université (AU), Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) (BIAM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire d'Ecophysiologie Moléculaire des Plantes (LEMP), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), 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), Chimie Atmosphérique Expérimentale (CAE), Modelling the Earth Response to Multiple Anthropogenic Interactions and Dynamics (MERMAID), Avignon Université (AU)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UMR237-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Protéines de Protection des Végétaux (PPV), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), 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), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
0106 biological sciences, Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Eddy covariance, 01 natural sciences, lcsh:Chemistry, chemistry.chemical_compound, Sunrise, Ecosystem, 0105 earth and related environmental sciences, Carbonyl sulfide, Primary production, 15. Life on land, lcsh:QC1-999, Deposition (aerosol physics), lcsh:QD1-999, chemistry, 13. Climate action, Climatology, Carbon dioxide, [SDE]Environmental Sciences, Environmental science, Ecosystem respiration, lcsh:Physics, 010606 plant biology & botany
Abstract

The role that soil, foliage, and atmospheric dynamics have on surface carbonyl sulfide (OCS) exchange in a Mediterranean forest ecosystem in southern France (the Oak Observatory at the Observatoire de Haute Provence, O3HP) was investigated in June of 2012 and 2013 with essentially a top-down approach. Atmospheric data suggest that the site is appropriate for estimating gross primary production (GPP) directly from eddy covariance measurements of OCS fluxes, but it is less adequate for scaling net ecosystem exchange (NEE) to GPP from observations of vertical gradients of OCS relative to CO2 during the daytime. Firstly, OCS and carbon dioxide (CO2) diurnal variations and vertical gradients show no net exchange of OCS at night when the carbon fluxes are dominated by ecosystem respiration. This contrasts with other oak woodland ecosystems of a Mediterranean climate, where nocturnal uptake of OCS by soil and/or vegetation has been observed. Since temperature, water, and organic carbon content of soil at the O3HP should favor the uptake of OCS, the lack of nocturnal net uptake would indicate that its gross consumption in soil is compensated for by emission processes that remain to be characterized. Secondly, the uptake of OCS during the photosynthetic period was characterized in two different ways. We measured ozone (O3) deposition velocities and estimated the partitioning of O3 deposition between stomatal and non-stomatal pathways before the start of a joint survey of OCS and O3 surface concentrations. We observed an increasing trend in the relative importance of the stomatal pathway during the morning hours and synchronous steep drops of mixing ratios of OCS (amplitude in the range of 60–100 ppt) and O3 (amplitude in the range of 15–30 ppb) after sunrise and before the break up of the nocturnal boundary layer. The uptake of OCS by plants was also characterized from vertical profiles. However, the time window for calculation of the ecosystem relative uptake (ERU) of OCS, which is a useful tool for partitioning measured NEE, was limited in June 2012 to a few hours after midday. This was due to the disruption of the vertical distribution of OCS by entrainment of OCS rich tropospheric air in the morning and because the vertical gradient of CO2 reverses when it is still light. Moreover, polluted air masses (up to 700 ppt of OCS) produced dramatic variation in atmospheric OCS ∕ CO2 ratios during the daytime in June 2013, further reducing the time window for ERU calculation.

Published
2016
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6. Effects of light and phosphorus on summer DMS dynamics in subtropical waters using a global ocean biogeochemical model

Author

Italo Masotti, Sauveur Belviso, Laurent Bopp, Eva Bucciarelli, Alessandro Tagliabue, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), 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), Universidad de Valparaiso [Chile], ICOS-RAMCES (ICOS-RAMCES), 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), University of Liverpool, Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (LEMAR) (LEMAR), 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)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Brest (UBO), 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)-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), 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), 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
0106 biological sciences, Biogeochemical cycle, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Effects of global warming on oceans, Fluorescence spectrometry, Climate change, Dimethylsulfoniopropionate, 01 natural sciences, marine-phytoplankton, chemistry.chemical_compound, Geochemistry and Petrology, Ocean gyre, Environmental Chemistry, 14. Life underwater, dimethylsulfoniopropionate, north-sea, dimethyl sulfide, 0105 earth and related environmental sciences, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, geography, geography.geographical_feature_category, 010604 marine biology & hydrobiology, solar radiation dose, ACL, fungi, Biogeochemistry, cultures, Chemical oceanography, Oceanography, chemistry, 13. Climate action, Chemistry (miscellaneous), limitation, [SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology, global modelling, Sargasso Sea
Abstract

00002 ăWOS:000373067500018; International audience; Environmental context Models are needed to predict the importance of the changes in marine emissions of dimethylsulfide (DMS) in response to ocean warming, increased stratification and acidification, and to evaluate the potential effects on the Earth's climate. We use complementary simulations to further our understanding of the marine cycle of DMS in subtropical waters, and show that a lack of phosphorus may exert a more important control on surface DMS concentrations than an excess of light. Abstract The occurrence of a summer DMS paradox in the vast subtropical gyres is a strong matter of debate because approaches using discrete measurements, climatological data and model simulations yielded contradictory results. The major conclusion of the first appraisal of prognostic ocean DMS models was that such models need to give more weight to the direct effect of environmental forcings (e.g. irradiance) on DMS dynamics to decouple them from ecological processes. Here, the relative role of light and phosphorus on summer DMS dynamics in subtropical waters is assessed using the ocean general circulation and biogeochemistry model NEMO-PISCES in which macronutrient concentrations were restored to monthly climatological data values to improve the representation of phosphate concentrations. Results show that the vertical and temporal decoupling between chlorophyll and DMS concentrations observed in the Sargasso Sea during the summer months is captured by the model. Additional sensitivity tests show that the simulated control of phosphorus on surface DMS concentrations in the Sargasso Sea is much more important than that of light. By extending the analysis to the whole North Atlantic Ocean, we show that the longitudinal distribution of DMS during summer is asymmetrical and that a correlation between the solar radiation dose and DMS concentrations only occurs in the Sargasso Sea. The lack of a widespread summer DMS paradox in our model simulation as well as in the comparison of discrete and climatological data could be due to the limited occurrence of phosphorus limitation in the global ocean.

Published
2016
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7. A new model for the global biogeochemical cycle of carbonyl sulfide – Part 1: Assessment of direct marine emissions with an oceanic general circulation and biogeochemistry model

Author

Thomas Launois, Philippe Peylin, Cédric G. Fichot, Laurent Bopp, Sauveur Belviso, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), 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), ICOS-RAMCES (ICOS-RAMCES), 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), Modélisation des Surfaces et Interfaces Continentales (MOSAIC), 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), and 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)

Subjects
[SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Atmospheric Science, Biogeochemical cycle, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Chemistry, Biogeochemistry, 010501 environmental sciences, 01 natural sciences, lcsh:QC1-999, lcsh:Chemistry, Troposphere, chemistry.chemical_compound, lcsh:QD1-999, Ocean color, 13. Climate action, Climatology, Soil water, Dissolved organic carbon, Ecosystem, 14. Life underwater, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, lcsh:Physics, Carbonyl sulfide, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract

The global budget of tropospheric carbonyl sulfide (OCS) is believed to be at equilibrium because background air concentrations have remained roughly stable over at least the last decade. Since the uptake of OCS by leaves (associated with photosynthesis) and soils have been revised significantly upwards recently, an equilibrated budget can only be obtained with a compensatory source of OCS. It has been assumed that the missing source of OCS comes from the low-latitude ocean, following the incident solar flux. The present work uses parameterizations of major production and removal processes of organic compounds in the NEMO-PISCES (Nucleus for European Modelling of the Ocean, Pelagic Interaction Scheme for Carbon and Ecosystem Studies) ocean general circulation and biogeochemistry model to assess the marine source of OCS. In addition, the OCS photo-production rates computed with the NEMO-PISCES model~were evaluated independently using the UV absorption coefficient of chromophoric dissolved organic matter (derived from satellite ocean color data) and apparent quantum yields available in the literature. Our simulations show global direct marine emissions of OCS in the range of 573–3997 GgS yr−1, depending mostly on the quantification of the absorption rate of chromophoric dissolved organic matter. The high estimates of that range are unlikely, as they correspond to a formulation that most likely overestimate photo-production process. Low and medium (813 GgS yr−1) estimates derived from the NEMO-PISCES model are however consistent spatially and temporally~with the suggested missing source of Berry et al. (2013), allowing us thus to close the global budget of OCS given the recent estimates of leaf and soil OCS uptake.

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2015
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8. A new model of the global biogeochemical cycle of carbonyl sulfide – Part 2: Use of carbonyl sulfide to constrain gross primary productivity in current vegetation models

Author

Sauveur Belviso, Philippe Peylin, Benjamin Poulter, Thomas Launois, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), 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), Modélisation des Surfaces et Interfaces Continentales (MOSAIC), 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), ICOS-RAMCES (ICOS-RAMCES), Modélisation INVerse pour les mesures atmosphériques et SATellitaires (SATINV), European Project: 338264,EC:FP7:ERC,ERC-2013-StG,SOLCA(2014), 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)-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), and Launois, Thomas

Subjects
Atmospheric Science, Biogeochemical cycle, Atmospheric sciences, Latitude, lcsh:Chemistry, chemistry.chemical_compound, modèle de végétation, Ecosystem, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Carbonyl sulfide, Hydrology, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Northern Hemisphere, Primary production, 15. Life on land, productivité primaire, lcsh:QC1-999, sulfure de carbonyle, lcsh:QD1-999, chemistry, 13. Climate action, Carbon dioxide, Soil water, Environmental science, lcsh:Physics, cycle biogéochimique
Abstract

Clear analogies between carbonyl sulfide (OCS) and carbon dioxide (CO2) diffusion pathways through leaves have been revealed by experimental studies, with plant uptake playing an important role for the atmospheric budget of both species. Here we use atmospheric OCS to evaluate the gross primary production (GPP) of three dynamic global vegetation models (Lund–Potsdam–Jena, LPJ; National Center for Atmospheric Research – Community Land Model 4, NCAR-CLM4; and Organising Carbon and Hydrology In Dynamic Ecosystems, ORCHIDEE). Vegetation uptake of OCS is modeled as a linear function of GPP and leaf relative uptake (LRU), the ratio of OCS to CO2 deposition velocities of plants. New parameterizations for the non-photosynthetic sinks (oxic soils, atmospheric oxidation) and biogenic sources (oceans and anoxic soils) of OCS are also provided. Despite new large oceanic emissions, global OCS budgets created with each vegetation model show exceeding sinks by several hundred Gg S yr−1. An inversion of the surface fluxes (optimization of a global scalar which accounts for flux uncertainties) led to balanced OCS global budgets, as atmospheric measurements suggest, mainly by drastic reduction (up to −50 %) in soil and vegetation uptakes. The amplitude of variations in atmospheric OCS mixing ratios is mainly dictated by the vegetation sink over the Northern Hemisphere. This allows for bias recognition in the GPP representations of the three selected models. The main bias patterns are (i) the terrestrial GPP of ORCHIDEE at high northern latitudes is currently overestimated, (ii) the seasonal variations of the GPP are out of phase in the NCAR-CLM4 model, showing a maximum carbon uptake too early in spring in the northernmost ecosystems, (iii) the overall amplitude of the seasonal variations of GPP in NCAR-CLM4 is too small, and (iv) for the LPJ model, the GPP is slightly out of phase for the northernmost ecosystems and the respiration fluxes might be too large in summer in the Northern Hemisphere. These results rely on the robustness of the OCS modeling framework and, in particular, the choice of the LRU values (assumed constant in time) and the parameterization of soil OCS uptake with small seasonal variations. Refined optimization with regional-scale and seasonally varying coefficients might help to test some of these hypothesis.

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2015
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9. DMS atmospheric concentrations and sulphate aerosol indirect radiative forcing: a sensitivity study to the DMS source representation and oxidation

Author

Olivier Boucher, Mark Lawrence, Cyril Moulin, M. S. Reddy, Jean Sciare, Chandra Venkataraman, R. von Kuhlmann, Maï Pham, Laurent Bopp, Emmanuel Cosme, Sauveur Belviso, Olivier Aumont, Laboratoire d’Optique Atmosphérique - UMR 8518 (LOA), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Lille-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), Laboratoire d'océanographie dynamique et de climatologie (LODYC), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels [Grenoble] (LEGI), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Max Planck Institute for Chemistry (MPIC), Max-Planck-Gesellschaft, Max-Planck-Institut für Chemie (MPIC), Service d'aéronomie (SA), 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), Centre for Environmental Science and Engineering [Bombay] (CESE), Indian Institute of Technology Bombay (IIT Bombay), Correspondant HAL 2, LEGI, Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble [1985-2015] (OSUG [1985-2015]), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology [2007-2019] (Grenoble INP [2007-2019])-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 [2007-2019] (Grenoble INP [2007-2019])-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)-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)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), 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), 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Chimie Atmosphérique Expérimentale (CAE), 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), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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 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 polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Lille, 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), and 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)-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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Atmospheric Science, Seasonal-Variation, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], [SPI.MECA.MEFL] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Fluids mechanics [physics.class-ph], 010501 environmental sciences, Atmospheric sciences, 01 natural sciences, [SPI.MECA.MEFL]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Fluids mechanics [physics.class-ph], Atmosphere, lcsh:Chemistry, chemistry.chemical_compound, [PHYS.MECA.MEFL] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Fluid mechanics [physics.class-ph], 14. Life underwater, [PHYS.MECA.MEFL]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Fluid mechanics [physics.class-ph], Sulfate, 0105 earth and related environmental sciences, Dimethyl Sulfide, Climate Model, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Sulfur cycle, Radiative forcing, Sulfur Cycle, Global Distributions, lcsh:QC1-999, Aerosol, Bromine Oxide, chemistry, lcsh:QD1-999, 13. Climate action, Cloud albedo, Environmental science, Dimethyl sulfide, Climate model, Amsterdam-Island, lcsh:Physics, Southern Indian-Ocean, Cloud Albedo
Abstract

PAR00002853; International audience; The global sulphur cycle has been simulated using a general circulation model with a focus on the source and oxidation of atmospheric dimethylsulphide (DMS). The sensitivity of atmospheric DMS to the oceanic DMS climatology, the parameterisation of the sea-air transfer and to the oxidant fields have been studied. The importance of additional oxidation pathways (by O3 in the gas- and aqueous-phases and by BrO in the gas phase) not incorporated in global models has also been evaluated. While three different climatologies of the oceanic DMS concentration produce rather similar global DMS fluxes to the atmosphere at 24-27 Tg S yr -1, there are large differences in the spatial and seasonal distribution. The relative contributions of OH and NO3 radicals to DMS oxidation depends critically on which oxidant fields are prescribed in the model. Oxidation by O3 appears to be significant at high latitudes in both hemispheres. Oxidation by BrO could be significant even for BrO concentrations at sub-pptv levels in the marine boundary layer. The impact of such refinements on the DMS chemistry onto the indirect radiative forcing by anthropogenic sulphate aerosols is also discussed.

Published
2003
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10. Strong similarities between night-time deposition velocities of carbonyl sulphide and molecular hydrogen inferred from semi-continuous atmospheric observations in Gif-sur-Yvette, Paris region

Author

Thomas Launois, Michel Ramonet, Valérie Gros, C. Yver, Sauveur Belviso, Martina Schmidt, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), 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), ICOS-RAMCES (ICOS-RAMCES), 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), ICOS-ATC (ICOS-ATC), Chimie Atmosphérique Expérimentale (CAE), CNRS, CEA, UVSQ, 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), and 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)

Subjects
diurnal variations, atmospheric chemistry, Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Hydrogen, chemistry.chemical_element, Mineralogy, Radon, lcsh:QC851-999, 010501 environmental sciences, Combustion, 01 natural sciences, carbonyl sulphide, chemistry.chemical_compound, carbonyl sulfide, hydrogen, radon, fluxes, deposition, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, soils, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Carbonyl sulfide, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, deposition velocity, 3. Good health, Boundary layer, Deposition (aerosol physics), chemistry, 13. Climate action, Soil water, lcsh:Meteorology. Climatology, Carbon monoxide
Abstract

We investigated the diurnal variations of atmospheric carbonyl sulphide (COS) during 2011 at Gif-sur-Yvette, a suburban atmospheric measurement site in France. These data were collected semi-continuously in parallel with hydrogen (H 2 ), carbon monoxide (CO) and 222 Radon (222Rn) measurements. Fluxes and deposition velocities were calculated for nocturnal situations of low boundary layer height using the Radon-Tracer Method. Contrary to CO and H2, the diurnal cycles of COS are not impacted by emissions from nearby automobile traffic. In the absence of local anthropogenic combustion sources, COS and H2 mole fractions generally show similar temporal variations with night-time depletion coinciding with 222 Rn accumulation during stable nocturnal conditions. Nocturnal COS deposition velocities range from 0.07 to 0.40 mm s -1 , with an annual mean of 0.18 ± 0.12 mm s -1 (n = 14). We found strong similarities between COS and H 2 dry deposition velocities in terms of annual mean and ranges of variation, and data showed linear correlation between the two. This study provides new evidence of the loss of COS near the ground via non-photosynthetic processes. Although the dominant sink of atmospheric H 2 is diffusion and subsequent destruction in soils, it is not all certain that COS is taken up at night solely by soils. Keywords: carbonyl sulphide, hydrogen, deposition velocity, soils, diurnal variations, radon (Published: 13 September 2013) Citation: Tellus B 2013, 65 , 20719, http://dx.doi.org/10.3402/tellusb.v65i0.20719

Published
2013
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11. A survey of carbon monoxide and non-methane hydrocarbons in the Arctic Ocean during summer 2010

Author

Roland Sarda-Esteve, S. Tran, Valérie Gros, Ilka Peeken, Bernard Bonsang, Sauveur Belviso, Anja Bernhardt, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), 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), Chimie Atmosphérique Expérimentale (CAE), 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), Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research (AWI), 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), and 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)

Subjects
Water mass, 010504 meteorology & atmospheric sciences, lcsh:Life, 010501 environmental sciences, Spatial distribution, 01 natural sciences, Methane, chemistry.chemical_compound, lcsh:QH540-549.5, Dissolved organic carbon, 14. Life underwater, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, Isoprene, 0105 earth and related environmental sciences, Earth-Surface Processes, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Deep chlorophyll maximum, lcsh:QE1-996.5, lcsh:Geology, lcsh:QH501-531, Colored dissolved organic matter, Oceanography, chemistry, 13. Climate action, Environmental chemistry, lcsh:Ecology, Carbon monoxide
Abstract

During the ARK XXV 1 + 2 expedition in the Arctic Ocean carried out in June–July 2010 aboard the R/V Polarstern, we measured carbon monoxide (CO), non-methane hydrocarbons (NMHC) and phytoplankton pigments at the sea surface and down to a depth of 100 m. The CO and NMHC sea-surface concentrations were highly variable; CO, propene and isoprene levels ranged from 0.6 to 17.5 nmol L−1, 1 to 322 pmol L−1 and 1 to 541 pmol L−1, respectively. The CO and alkene concentrations as well as their sea–air fluxes were enhanced in polar waters off of Greenland, which were more stratified because of ice melting and richer in chromophoric dissolved organic matter (CDOM) than typical North Atlantic waters. The spatial distribution of the surface concentrations of CO was consistent with our current understanding of CO-induced UV photoproduction in the sea. The vertical distributions of the CO and alkenes were comparable and followed the trend of light penetration, with the concentrations displaying a relatively regular exponential decrease down to non-measurable values below 50 m. However, no diurnal variations of CO or alkene concentrations were observed in the stratified and irradiated surface layers. On several occasions, we observed the existence of subsurface CO maxima at the level of the deep chlorophyll maximum. This finding suggests the existence of a non-photochemical CO production pathway, most likely of phytoplanktonic origin. The corresponding production rates normalized to the chlorophyll content were in the range of those estimated from laboratory experiments. In general, the vertical distributions of isoprene followed that of the phytoplankton biomass. These data support the existence of a dominant photochemical source of CO and light alkenes enhanced in polar waters of the Arctic Ocean, with a minor contribution of a biological source of CO. The biological source of isoprene is observed in the different water masses but significantly increases in the warmer Atlantic waters.

Published
2013
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12. Special Issue of the 5th International Symposium on Biological and Environmental Chemistry of DMS(P) and Related Compounds, Goa, India, 19-22 October 2010

Author

Rafel Simó, Gill Malin, Jacqueline Stefels, Dileep Kumar, Damodar M. Shenoy, Maurice Levasseur, Sauveur Belviso, Elzenga lab, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), 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), ICOS-RAMCES (ICOS-RAMCES), 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), 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), and 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)

Subjects
[SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, 0106 biological sciences, 010504 meteorology & atmospheric sciences, 010604 marine biology & hydrobiology, SULFUR, Climate change, 01 natural sciences, Oceanography, 13. Climate action, Environmental Chemistry, Environmental science, Ecosystem, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Biogeosciences, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Earth-Surface Processes, Water Science and Technology
Abstract

4 pages, This Special Issue of Biogeochemistry contains a selection of papers presented at the 5th International Symposium on Biological and Environmental Chemistry of DMS(P) and Related Compounds, organized at the National Institute of Oceanography (NIO) in Goa, India, 19–22 October 2010. This symposium is one of a series that started in 1995 in Mobile, USA (Kiene et al. 1996). These symposia have greatly stimulated the exchange of research results and ideas, in an open and collaborative atmosphere across the interdisciplinary community that investigates the biogeochemical processes underlying the production of the climate-cooling gas dimethyl sulfide (DMS)

Published
2012
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13. A survey of carbon monoxide and non-methane hydrocarbons in the Arctic Ocean during summer 2010: assessment of the role of phytoplankton

Author

Roland Sarda-Esteve, Sauveur Belviso, Valérie Gros, Anja Bernhardt, S. Tran, Ilka Peeken, and B. Bonsang

Subjects
0106 biological sciences, Deep chlorophyll maximum, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Chemistry, 010604 marine biology & hydrobiology, Spatial distribution, 01 natural sciences, Methane, chemistry.chemical_compound, Colored dissolved organic matter, Oceanography, 13. Climate action, Environmental chemistry, Phytoplankton, Dissolved organic carbon, 14. Life underwater, Isoprene, 0105 earth and related environmental sciences, Carbon monoxide
Abstract

During the ARK XXV 1+2 expedition in the Arctic Ocean carried out in June–July 2010 aboard the R/V Polarstern, we measured carbon monoxide (CO), non-methane hydrocarbons (NMHC) and phytoplankton pigments at the sea surface and down to a depth of 100 m. The CO and NMHC sea-surface concentrations were highly variable; CO, propene and isoprene levels ranged from 0.6 to 17.5 nmol l−1, 1 to 322 pmol l−1 and 1 to 541 pmol l−1, respectively. The CO and alkene concentrations were enhanced in polar waters off of Greenland, which were more stratified because of ice melting and richer in chromophoric dissolved organic matter (CDOM) than typical North Atlantic waters. The spatial distribution of the surface concentrations of CO was consistent with our current understanding of CO-induced UV photo-production in the sea. The vertical distributions of the CO and alkenes followed the trend of light penetration, with the concentrations displaying a relatively regular exponential decrease down to non-measurable values below 50 m. However, no diurnal variations of CO or alkene concentrations were observed in the stratified and irradiated surface layers. This finding suggests that the production and removal processes of CO and alkenes were tightly coupled. We tentatively determined a first-order rate constant for the microbial consumption of CO of 0.5 d−1, which is in agreement with previous studies. On several occasions, we observed the existence of subsurface CO maxima at the level of the deep chlorophyll maximum. This finding represents field evidence for the existence of a non-photochemical CO production pathway, most likely of phytoplanktonic origin. The corresponding production rates normalized to the chlorophyll content were in the range of those estimated from laboratory experiments. In general, the vertical distributions of isoprene followed that of the phytoplankton biomass. Hence, oceanic data support the existence of biological production of CO and isoprene in the Arctic Ocean.

Published
2012

14. DMS dynamics in the most oligotrophic subtropical zones of the global ocean

Author

Alessandro Tagliabue, Séverine Alvain, Laurent Bopp, Julia Uitz, Louis Marie Prieur, Patrick Brockmann, Nobue Kasamatsu, Mitsuo Fukuchi, Italo Masotti, Hubert Loisel, Cédric Fichot, Sauveur Belviso, Guy Caniaux, Joséphine Ras, David Dessailly, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), 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), ICOS-RAMCES (ICOS-RAMCES), 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), Modélisation du climat (CLIM), Laboratoire d’Océanologie et de Géosciences (LOG) - UMR 8187 (LOG), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Université de Lille-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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), 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), 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), and Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])

Subjects
0106 biological sciences, Chlorophyll a, 010504 meteorology & atmospheric sciences, 010604 marine biology & hydrobiology, Biogeochemistry, Context (language use), Subtropics, 15. Life on land, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, Oceanography, Nutrient, chemistry, 13. Climate action, Phytoplankton, Environmental Chemistry, Environmental science, Sargasso sea, Ecosystem, 14. Life underwater, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 0105 earth and related environmental sciences, Earth-Surface Processes, Water Science and Technology
Abstract

The influences of physico-chemical and biological processes on dimethylsulfide (DMS) dynamics in the most oligotrophic subtropical zones of the global ocean were investigated. As metrics for the dynamics of DMS and the so-called ‘summer DMS paradox’ of elevated summer concentrations when surface chlorophyll a (Chl) and particulate organic carbon (POC) levels are lowest, we used the DMS-to-Chl and DMS-to-POC ratios in the context of three independent and complementary approaches. Firstly, field observations of environmental variables (such as the solar radiation dose, phosphorus limitation of phytoplankton and bacterial growth) were used alongside discrete DMS, Chl and POC estimates extracted from global climatologies (i.e., a ‘station based’ approach). We then used monthly climatological data for DMS, Chl, and POC averaged over the biogeographic province wherein a given oligotrophic subtropical zone resides (i.e., a ‘province based’ approach). Finally we employed sensitivity experiments with a new DMS module coupled to the ocean general circulation and biogeochemistry model PISCES to examine the influence of various processes in governing DMS dynamics in oligotrophic regions (i.e., a ‘model based’ approach). We find that the ‘station based’ and ‘province based’ approaches yield markedly different results. Interestingly, the ‘province based’ approach suggests the presence of a ‘summer DMS paradox’ in most all of the oligotrophic regions we studied. In contrast, the ‘station based’ approach suggests that the ‘summer DMS paradox’ is only present in the Sargasso Sea and eastern Mediterranean. Overall, we found the regional differences in the absolute and relative concentrations of DMS between 5 of the most oligotrophic regions of the world’s oceans were better accounted for by their nutrient dynamics (specifically phosphorus limitation) than by physical factors often invoked, e.g., the solar radiation dose. Our ‘model based’ experiments suggest that it is the limitation of phytoplankton/bacterial production and bacterial consumption of DMS by pervasive phosphorus limitation that is responsible for the ‘summer DMS paradox’.

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2012
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15. Marine ecosystems’ responses to climatic and anthropogenic forcings in the Mediterranean

Author

Romaric Verney, William L. Miller, Lars-Eric Heimbürger, Pierre-Laurent Merle, Louis Marie Prieur, Sauveur Belviso, Scott W. Fowler, Frédéric Gazeau, Francois Carlotti, D. Ruiz Pino, Richard Sempéré, Bastien Mérigot, Jean-Christophe Poggiale, Lars Stemmann, Camila Fernandez, David Doxaran, Stéphane Gasparini, Patrice Francour, Marc Tedetti, Sabine Charmasson, Laure Mousseau, Marcel Babin, Jean-Claude Dutay, R. Lemé, Frédéric Diaz, Stéphan Jacquet, F. Van Wambeke, J. L. Gonzalez, Jean-François Ghiglione, Vincent Vantrepotte, P. Le Hir, Hervé Thébault, Christophe Lejeusne, Marc Mallet, X. Durrieu de Madron, Françoise Elbaz-Poulichet, Pulido-Villena, Benedicte Thouvenin, Malik Chami, Pascal Conan, Philippe Koubbi, Claude Estournel, Laurent Mortier, Christian Tamburini, Bruno Charrière, Dominique Lefèvre, Catherine Goyet, Jean-François Rontani, C. Mellon, B. Bonsang, Thierry Moutin, René Galzin, Nathaniel Bensoussan, Vincent Taillandier, Olivier Radakovitch, Jacek Tronczynski, Katell Guizien, Behzad Mostajir, F. Eyrolles, Daniel Cossa, Christophe Rabouille, Frédéric Mélin, Andrew P. Rees, Wade H. Jeffrey, Jordi Dachs, Chrystelle Bancon-Montigny, M. Eléaume, Sandrine Vaz, Laurence Méjanelle, Thierry Perez, Tsuneo Tanaka, Melika Baklouti, J. Para, Christophe Brunet, Ioanna Bouloubassi, Marie-Dominique Loÿe-Pilot, Mireille Pujo-Pay, Caroline Ulses, Anne Petrenko, Sophie Bonnet, Fabrizio D'Ortenzio, Fabien Joux, Franck Touratier, Lionel Guidi, Pierre Testor, Cécile Guieu, Patrick Raimbault, Jean-Francois Cadiou, Marie-Alexandrine Sicre, Christophe Migon, Jean-Claude Gaertner, Isabelle Taupier-Letage, Karine Leblanc, Céline Ridame, Centre de Formation et de Recherche sur les Environnements Méditérranéens (CEFREM), Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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), Institut méditerranéen d'océanologie (MIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Marine Sciences [Athens], University of Georgia [USA], Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université Montpellier 1 (UM1)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-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)-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), Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne (UP1)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris-Sorbonne (UP4)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Austral Boréal (AB), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer - Brest (IFREMER Centre de Bretagne), Image, Modélisation, Analyse, GEométrie, Synthèse (IMAGES), Laboratoire Traitement et Communication de l'Information (LTCI), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Télécom Paris-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Télécom Paris, Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer - Atlantique (IFREMER Atlantique), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biologie des organismes marins et écosystèmes (BOME), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Stazione Zoologica Anton Dohrn (SZN), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-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)-Sorbonne Université (SU)-Observatoire océanologique de Banyuls (OOB), COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA), CBETM, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Modélisation et d'Analyse en Géo-Environnement et Santé (IMAGES), Université de Perpignan Via Domitia (UPVD), Département Biogéochimie et Ecotoxicologie, Centre d'Enseignement et de Recherche sur l'Environnement et la Societé / Environmental Research and Teaching Institute (CERES-ERTI), JRC Institute for Environment and Sustainability (IES), European Commission - Joint Research Centre [Ispra] (JRC), Laboratoire Ressources Halieutiques (LRH), Université de Nice Sophia-Antipolis (UNSA), Department of Marine Sciences [Athènes], Plymouth Marine Laboratory (PML), Plymouth Marine Laboratory, Laboratoire de Biotechnologie et Chimie Marines (LBCM), Université de Bretagne Sud (UBS), Biogéochimie des contaminants organiques (LBCO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université Montpellier 1 (UM1), Paléoclimats, proxies, processus ( PALEOPROXUS ), 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 ) -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 ), 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 ), Couplage physique-biogéochimie-carbone ( PHYBIOCAR ), 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 ), 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), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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), Ipso Facto ScopARL, Association Arkaeos, Stazione Zoologica Anton Dohrn, Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire océanologique de Banyuls (OOB), Avignon Université (AU)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UMR237-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)-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), Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-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), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Observatoire océanologique de Banyuls (OOB), 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)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), CNRS UMR 7057 - Laboratoire Matières et Systèmes Complexes (MSC) (MSC), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)

Subjects
0106 biological sciences, Mediterranean climate, Biogeochemical cycle, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Biodiversity, Climate change, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Aquatic Science, 01 natural sciences, [ SDU.STU.GP ] Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], Mediterranean sea, [ PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH ] Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Marine ecosystem, Ecosystem, 14. Life underwater, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, 010604 marine biology & hydrobiology, Geology, Global change, 15. Life on land, [ SDE.MCG ] Environmental Sciences/Global Changes, Oceanography, 13. Climate action, Climatology, Environmental science
Abstract

Corrigendum : https://doi.org/10.1016/j.pocean.2011.08.003; International audience; The semi-enclosed nature of the Mediterranean Sea, together with its smaller inertia due to the relative short residence time of its water masses, make it highly reactive to external forcings, in particular variations of water, energy and matter fluxes at the interfaces. This region, which has been identified as a “hotspot” for climate change, is therefore expected to experience environmental impacts that are considerably greater than those in many other places around the world. These natural pressures interact with the increasing demographic and economic developments occurring heterogeneously in the coastal zone, making the Mediterranean even more sensitive. This review paper aims to provide a review of the state of current functioning and responses of Mediterranean marine biogeochemical cycles and ecosystems with respect to key natural and anthropogenic drivers and to consider the ecosystems’ responses to likely changes in physical, chemical and socio-economical forcings induced by global change and by growing anthropogenic pressure at the regional scale. The current knowledge on and expected changes due to single forcing (hydrodynamics, solar radiation, temperature and acidification, chemical contaminants) and combined forcing (nutrient sources and stoichiometry, extreme events) affecting the biogeochemical fluxes and ecosystem functioning are explored. Expected changes in biodiversity resulting from the combined action of the different forcings are proposed. Finally, modeling capabilities and necessity for modeling are presented. A synthesis of our current knowledge of expected changes is proposed, highlighting relevant questions for the future of the Mediterranean ecosystems that are current research priorities for the scientific community. Finally, we discuss how these priorities can be approached by national and international multi-disciplinary research, which should be implemented on several levels, including observational studies and modeling at different temporal and spatial scales.

Published
2011
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16. Spatial and temporal variability of the dimethylsulfide to chlorophyll ratio in the surface ocean: an assessment based on phytoplankton group dominance determined from space

Author

Sauveur Belviso, Timothy S. Bates, Séverine Alvain, Philippe D. Tortell, James E. Johnson, Mathieu Mongin, Eric S. Saltzman, Italo Masotti, Christa A. Marandino, Cyril Moulin, Nobue Kasamatsu, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), 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), ICOS-RAMCES (ICOS-RAMCES), 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), Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO), Université de Lille, 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), and 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)

Subjects
0106 biological sciences, dimethylsulfide, 010504 meteorology & atmospheric sciences, lcsh:Life, Dimethylsulfoniopropionate, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, remote sensing, pixel, Physical Sciences and Mathematics, Earth Science, chlorophyll, spatiotemporal analysis, dimethylsulfoniopropionate, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, biology, lcsh:QE1-996.5, enzyme activity, alga, Oceanography, SeaWiFS, assessment method, Ocean color, Prochlorococcus, community structure, coccolith, spatial analysis, metabolite, dominance, satellite imagery, Coccolith, ocean color, lcsh:QH540-549.5, Phytoplankton, 14. Life underwater, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, error analysis, 0105 earth and related environmental sciences, Earth-Surface Processes, 010604 marine biology & hydrobiology, resolution, biology.organism_classification, diatom, lcsh:Geology, lcsh:QH501-531, Diatom, chemistry, [SDU]Sciences of the Universe [physics], 13. Climate action, phytoplankton, Environmental science, Upwelling, meridional circulation, sea surface, lcsh:Ecology
Abstract

Dimethylsulfoniopropionate (DMSP) is produced in surface seawater by phytoplankton. Phytoplankton culture experiments have shown that nanoeucaryotes (NANO) display much higher mean DMSP-to-Carbon or DMSP-to-Chlorophyll (Chl) ratios than Prochlorococcus (PRO), Synechococcus (SYN) or diatoms (DIAT). Moreover, the DMSP-lyase activity of algae which cleaves DMSP into dimethylsulfide (DMS) is even more group specific than DMSP itself. Ship-based observations have shown at limited spatial scales, that sea surface DMS-to-Chl ratios (DMS:Chl) are dependent on the composition of phytoplankton groups. Here we use satellite remote sensing of Chl (from SeaWiFS) and of Phytoplankton Group Dominance (PGD from PHYSAT) with ship-based sea surface DMS concentrations (8 cruises in total) to assess this dependence on an unprecedented spatial scale. PHYSAT provides PGD (either NANO, PRO, SYN, DIAT, Phaeocystis (PHAEO) or coccolithophores (COC)) in each satellite pixel (1/4° horizontal resolution). While there are identification errors in the PHYSAT method, it is important to note that these errors are lowest for NANO PGD which we typify by high DMSP:Chl. In summer, in the Indian sector of the Southern Ocean, we find that mean DMS:Chl associated with NANO + PHAEO and PRO + SYN + DIAT are 13.6±8.4 mmol g−1 (n=34) and 7.3±4.8 mmol g−1 (n=24), respectively. That is a statistically significant difference (P−1, yet the basins exhibit different PGD (NANO in the Atlantic, PRO and SYN in the Pacific). In tropical and subtropical Atlantic and Pacific waters away from the equatorial and coastal upwelling, mean DMS:Chl associated with high and low DMSP producers are statistically significantly different, but the difference is opposite of that expected from culture experiments. Hence, in a majority of cases PGD is not of primary importance in controlling DMS:Chl variations. We therefore conclude that water-leaving radiance spectra obtained simultaneously from ocean color sensor measurements of Chl concentrations and dominant phytoplankton groups can not be used to predict global fields of DMS.

Published
2010
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17. A new assessment in North Atlantic waters of the relationship between DMS concentration and the upper mixed layer solar radiation dose

Author

G. Caniaux and Sauveur Belviso

Subjects
0106 biological sciences, Atmospheric Science, Global and Planetary Change, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Mixed layer, 010604 marine biology & hydrobiology, Irradiance, Community structure, Pelagic zone, Solar irradiance, 01 natural sciences, Mediterranean sea, Oceanography, 13. Climate action, Environmental Chemistry, Environmental science, Ecosystem, 14. Life underwater, Surface water, 0105 earth and related environmental sciences, General Environmental Science
Abstract

[1] The results of the POMME experiment, conducted in the northeast Atlantic Ocean in 2001, were used to explore whether dimethylsulfide (DMS) concentrations are linked to epipelagic ecosystem exposure to solar radiation as proposed by Vallina and Simo (2007). According to the seasonal variations in the DMS-to-dimethylsulfoniopropionate (DMSP) ratio, we found that the summer surface water concentration of DMS was, on average, threefold higher than expected from the abundance of DMSP. This is in agreement with previous observations and confirms that seasonal changes in the trophic regime, from mesotrophy in winter and spring to oligotrophy in summer, are accompanied by a relative enhancement of DMS over DMSP. However, contrary to the observations carried out at Hydrostation S in the northwest Atlantic Ocean, no strong relationship between DMS and the solar radiation dose (SRD) exists in the northeast Atlantic Ocean. From a series of sensitivity tests, where different combinations of the three parameters that drive the SRD were investigated (i.e., the solar irradiance, the law of its attenuation in the sea, and the mixed layer depth), we found that the SRD accounted for only 19% to 24% of the variance associated with monthly surface DMS concentrations. Additionally, the slope of the relationship between DMS and SRD was particularly sensitive to the choice of the irradiance attenuation law. Overall, we find that the DMS versus SRD relationship is much less significant in the northeast Atlantic Ocean than in the Sargasso Sea. In addition, we suggest a large impact of algal community structure on summer DMS concentrations in the mesotrophic coastal waters of the Mediterranean Sea. Therefore, we question the consistency between DMS versus SRD relationships at local, basin, and global scales and propose that empirical relationships relating DMS to SRD be applied with caution.

Published
2009
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18. Effect of natural iron fertilisation on the distribution of DMS and DMSP in the Indian sector of the Southern Ocean

Author

Brian Griffiths, Nicole Garcia, Julie Mosseri, Marcel J.W. Veldhuis, Laurent Bopp, Julia Uitz, Ingrid Obernosterer, Marc Tedetti, Fabien Joux, Sauveur Belviso, 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), 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 de MicrobiologiE de Géochimie et d'Ecologie Marines (LMGEM), Université de la Méditerranée - Aix-Marseille 2-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Division of Marine and Atmospheric Research (CSIRO), Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation [Canberra] (CSIRO), Observatoire océanologique de Banyuls (OOB), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-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), Royal Netherlands Institute for Sea Research (NIOZ), 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), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de la Méditerranée - Aix-Marseille 2, and 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)

Subjects
0106 biological sciences, Dimethylsulphide, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Iron, Oceanography, 01 natural sciences, Kerguelen Island, chemistry.chemical_compound, Nitrate, Dissolved organic carbon, Phytoplankton, 14. Life underwater, Southern Ocean, DMSP, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, geography, Plateau, geography.geographical_feature_category, 010604 marine biology & hydrobiology, DMS, fungi, Plankton, chemistry, 13. Climate action, Environmental science, Seawater, Dimethyl sulfide, Surface water
Abstract

Understanding the processes controlling the distribution and fate of dimethylsulphide (DMS) in marine surface waters is critical to quantifying the flux of DMS to the atmosphere. All fertilisation experiments in the Southern Ocean trying to mimic a short-term (several weeks) atmospheric, dust-related, iron supply so far have shown that DMS concentrations increase when iron is added artificially in small patches to iron-limited regions. During the Kerguelen Ocean and Plateau compared Study (KEOPS), we have investigated the impact on surface concentrations of DMS and its precursor, particulate dimethylsulphoniopropionate (DMSPp), of iron supplied by mixing from below. We found that the massive summer phytoplanktonic bloom sustained by naturally enhanced vertical mixing of deep iron-rich seawater above the Kerguelen Plateau is not a substantially larger source of DMS than the surrounding low-primary productivity waters. The sustained enrichment of iron over the Kerguelen Plateau does not translate into an increase in DMS concentration because: (1) the nano-phytoplankton, which is the main producer of DMSPp in the area, is not favoured by the continuous supply of iron in surface waters, (2) the transfer efficiency of DMSP to DMS is probably low due to the higher levels of bacterial production measured over the plateau, which, likely, also stimulate the bacterial removal of DMS, and (3) nitrates and fresh chromophoric dissolved organic matter, supplied in surface waters from enhanced mixing of deep water over the plateau, increase the photodegradation rates of DMS. Thus, artificial short-term iron supplies from above and naturally sustained ones show fundamental differences in their impacts on the distribution and net production of DMS.

Published
2008
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19. Modelling the effect of iron fertilization on dimethylsulphide emissions in the Southern Ocean

Author

Laurent Bopp, Stéphane Blain, Olivier Aumont, Sauveur Belviso, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), 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), Laboratoire de physique des océans (LPO), 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), ICOS-RAMCES (ICOS-RAMCES), 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), 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), 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), and 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)

Subjects
Dimethylsulphide, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Iron, Iron fertilization, Biogeochemical model, Oceanography, 01 natural sciences, Modelling, Atmosphere, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, High productivity, Phytoplankton, 14. Life underwater, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 030304 developmental biology, 0105 earth and related environmental sciences, 0303 health sciences, Dms, Plankton, Southern ocean, chemistry, Productivity (ecology), 13. Climate action, Environmental science, Dimethyl sulfide, Dmsp
Abstract

In this study, we use a 3D ocean biogeochemical model to explore the relationship between iron fertilization and dimethylsulphide (DMS) production in the Southern Ocean. The model is able to reproduce the observed decoupling between high productivity and DMS-rich waters because the main processes (variable sulphur-to-carbon ratio in phytoplankton, variable transfer efficiency from DMS precursor to DMS, and variable bacterial DMS-consumption rate) are taken into account. Moreover, the model predicts that a 20-yr iron fertilization of the entire Southern Ocean would actually reduce the emissions of DMS to the atmosphere.

Published
2008
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20. 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.

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2007
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21. Environmental constraints on the production and removal of the climatically active gas dimethylsulphide (DMS) and implications for ecosystem modelling

Author

Suzanne M. Turner, Jacqueline Stefels, Michael Steinke, Sauveur Belviso, Gill Malin, Elzenga lab, University of Groningen [Groningen], School of Environmental Sciences [Norwich], University of East Anglia [Norwich] (UEA), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), 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), and 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)

Subjects
0106 biological sciences, 010504 meteorology & atmospheric sciences, COCCOLITHOPHORE BLOOM, MICROBIAL FOOD-WEB, Emiliania huxleyi, Dimethylsulfoniopropionate, 01 natural sciences, DISSOLVED DMSP, chemistry.chemical_compound, functional groups, NORTHERN NORTH-SEA, EMILIANIA-HUXLEYI PRYMNESIOPHYCEAE, Phytoplankton, Environmental Chemistry, Marine ecosystem, Ecosystem, 14. Life underwater, Picoplankton, DMSP, 0105 earth and related environmental sciences, Earth-Surface Processes, Water Science and Technology, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Phaeocystis, Microbial food web, MICROZOOPLANKTON HERBIVORY, biology, Ecology, 010604 marine biology & hydrobiology, DMS, 15. Life on land, Plankton, biology.organism_classification, climate modelling, PHAEOCYSTIS SP, MARINE-PHYTOPLANKTON, CHEMICAL DEFENSE, chemistry, [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, 13. Climate action, DIMETHYLSULFONIOPROPIONATE DMSP
Abstract

International audience; Seawater concentrations of the climate-cooling, volatile sulphur compound dimethylsulphide (DMS) are the result of numerous production and consumption processes within the marine ecosystem. Due to this complex nature, it is difficult to predict temporal and geographical distribution patterns of DMS concentrations and the inclusion of DMS into global ocean climate models has only been attempted recently. Comparisons between individual model predictions, and ground-truthing exercises revealed that information on the functional relationships between physical and chemical ecosystem parameters, biological productivity and the production and consumption of DMS and its precursor dimethylsulphoniopropionate (DMSP) is necessary to further refine future climate models. In this review an attempt is made to quantify these functional relationships. The description of processes includes: (1) parameters controlling DMSP production such as species composition and abiotic factors; (2) the conversion of DMSP to DMS by algal and bacterial enzymes; (3) the fate of DMSP-sulphur due to, e.g., grazing, microbial consumption and sedimentation and (4) factors controlling DMS removal from the water column such as microbial consumption, photo-oxidation and emission to the atmosphere. We recommend the differentiation of six phytoplankton groups for inclusion in future models: eukaryotic and prokaryotic picoplankton, diatoms, dinoflagellates, and other phytoflagellates with and without DMSP-lyase activity. These functional groups are characterised by their cell size, DMSP content, DMSP-lyase activity and interactions with herbivorous grazers. In this review, emphasis is given to ecosystems dominated by the globally relevant haptophytes Emiliania huxleyi and Phaeocystis sp., which are important DMS and DMSP producers

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2007
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22. Vernal sedimentation trends in north Norwegian fjords: temporary anomaly in 234Th particulate fluxes related to Phaeocystis pouchetii proliferation

Author

Sabine Schmidt, Sauveur Belviso, Paul Wassmann, Gérard Thouzeau, Jacqueline Stefels, 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), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), 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), ICOS-RAMCES (ICOS-RAMCES), 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), Norwegian College of Fishery Science, Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (LEMAR) (LEMAR), 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)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Brest (UBO), University of Groningen [Groningen], Stefels lab, 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 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)-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), 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), 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
Phaeocystis, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, 0106 biological sciences, 010604 marine biology & hydrobiology, Particle flux, fjord, 010402 general chemistry, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, 13. Climate action, Sediment trap, Th, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Northern Norwegian shelf waters, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

We report data of a naturally occurring radionuclide, 234Th, an in situ tracer, to investigate vertical export of biogenic matter during a vernal bloom of Phaeocystis pouchetii in the fjords of northern Norway. To optimise sampling of different stages of the bloom, three fjords with increasing oceanic influence (Balsfjord, Malangen fjord and Ullsfjord, respectively) were investigated in April 1997. Contrasting situations were encountered between the three fjords: the proliferation of P. pouchetii in Ullsfjord surface waters coincided with a drastic reduction of particulate 234Th fluxes in traps, although particulate organic carbon (POC) and dimethylsulphoniopropionate (DMSP) were exported and 234Th was available in surface waters. When large colonies make up a significant fraction of the vertical flux, as observed in Ullsfjord in April 1997, there may be a large and rapid change in the POC/234Th ratio, further complicating the use of 234Th as a tracer for POC export. The results suggest that the proliferation of Phaeocystis pouchetii during vernal bloom could temporary increase OC/ 234Th ratio of particles and delay the particulate export of 234Th, and probably of other particle-reactive species, from surface waters.

Published
2007
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23. Vernal sedimentation trends in north Norwegian fjords: temporary anomaly in 234Th particulate fluxes related to Phaeocystis pouchetii proliferation

Author

Jacqueline Stefels, Paul Wassmann, Gérard Thouzeau, Sabine Schmidt, Sauveur Belviso, 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 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), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-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 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)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Elzenga lab

Subjects
0106 biological sciences, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, fjord, particle flux, Fjord, 01 natural sciences, VERTICAL FLUX, ORGANIC-CARBON, OCEAN, Environmental Chemistry, SPRING BLOOM, 14. Life underwater, Th-234, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Earth-Surface Processes, Water Science and Technology, Phaeocystis, MEDITERRANEAN SURFACE WATERS, Total organic carbon, geography, SEA, geography.geographical_feature_category, 010604 marine biology & hydrobiology, DISEQUILIBRIA, PARTICLE DYNAMICS, Particulates, Spring bloom, Sedimentation, EXPORT, Oceanography, 13. Climate action, sediment trap, Sediment trap, Bloom, Northern Norwegian shelf waters, MATTER, Surface water, Geology
Abstract

We report data of a naturally occurring radionuclide, Th-234, an in situ tracer, to investigate vertical export of biogenic matter during a vernal bloom of Phaeocystis pouchetii in the fjords of northern Norway. To optimise sampling of different stages of the bloom, three fjords with increasing oceanic influence (Balsfjord, Malangen fjord and Ullsfjord, respectively) were investigated in April 1997. Contrasting situations were encountered between the three fjords: the proliferation of P. pouchetii in Ullsfjord surface waters coincided with a drastic reduction of particulate Th-234 fluxes in traps, although particulate organic carbon (POC) and dimethylsulphoniopropionate (DMSP) were exported and Th-234 was available in surface waters. When large colonies make up a significant fraction of the vertical flux, as observed in Ullsfjord in April 1997, there may be a large and rapid change in the POC/Th-234 ratio, further complicating the use of Th-234 as a tracer for POC export. The results suggest that the proliferation of Phaeocystis pouchetii during vernal bloom could temporary increase OC/Th-234 ratio of particles and delay the particulate export of Th-234, and probably of other particle-reactive species, from surface waters.

Published
2007

24. Interannual variability of dimethylsulfide in air and seawater and its atmospheric oxidation by-products (methanesulfonate and sulfate) at Dumont d'Urville, coastal Antarctica (1999–2003)

Author

Toru Hirawake, Michel Legrand, Mitsuo Fukuchi, Sauveur Belviso, Susanne Preunkert, Bruno Jourdain, Cyril Moulin, Nobue Kasamatsu, Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE), 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)-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), National Institute of Polar Research [Tokyo] (NiPR), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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 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 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), 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)-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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and 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)

Subjects
Atmospheric Science, Chlorophyll a, food.ingredient, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Soil Science, 010501 environmental sciences, Aquatic Science, Oceanography, 01 natural sciences, Methanesulfonic acid, chemistry.chemical_compound, food, Geochemistry and Petrology, sulfur cycle, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), [SDU.STU.GL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Glaciology, Sulfate, 0105 earth and related environmental sciences, Earth-Surface Processes, Water Science and Technology, Ecology, Sea salt, Paleontology, Sulfur cycle, Forestry, Geophysics, SeaWiFS, chemistry, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Environmental science, Antarctica, Dimethyl sulfide, Seawater, dimethylsulfure
Abstract

International audience; A multiple year-round study of atmospheric dimethyl sulfide (DMS) (from December 1998 to April 2003) as well as sulfur-derived aerosols (methanesulfonic acid (MSA) and non-sea-salt sulfate) (from March 1991 to February 2003) was conducted at Dumont d'Urville, coastal Antarctica. The three sulfur-derived species exhibit a seasonal cycle characterized by maxima in midsummer (January). Whereas the interannual variability of winter levels remains low, a strong interannual variability is shown in summer, particularly for DMS and MSA, and to a lesser extent for non-sea-salt sulfate. Over the 1998–2003 time period, January 2002 stands out with high values for all sulfur species. These interannual variabilities of atmospheric summer levels are examined in the light of seawater chlorophyll a content derived from Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor (SeaWiFS) data (themselves compared to field measurements made south of 60°S), oceanic DMS levels estimated from chlorophyll a SeaWiFS data, and various sea-ice indices.

Published
2007
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25. Comparison of global climatological maps of sea surface dimethyl sulfide

Author

James C. Orr, Sauveur Belviso, Thomas R. Anderson, Shaoping Chu, Olivier Aumont, Rafel Simó, Laurent Bopp, Scott Elliott, C. Moulin, and Mathew Maltrud

Subjects
Atmospheric Science, Global and Planetary Change, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Biogeochemistry, chemistry.chemical_element, 010501 environmental sciences, 01 natural sciences, Sulfur, Latitude, chemistry.chemical_compound, chemistry, 13. Climate action, Climatology, Temperate climate, Environmental Chemistry, Environmental science, Dimethyl sulfide, 14. Life underwater, 0105 earth and related environmental sciences, General Environmental Science
Abstract

We have examined differences in regional and seasonal variability among sevenglobal climatologies of sea-surface dimethyl sulfide (DMS) concentrations. We foundlarge differences between recent climatologies and that typically used by mostatmospheric sulfur models. The relative uncertainty (1s/mean) in the latitudinaldistribution of the annual mean DMS concentration increases from about 50% in tropicaland temperate regions to nearly 100% in the high latitudes. We also compared theseclimatologies to new measurements in the North Atlantic Ocean taken during the 2001Programme Oce´an Multidisciplinaire Me´so Echelle (POMME) expeditions.

Published
2004
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26. Assessment of a global climatology of oceanic dimethylsulfide (DMS) concentrations based on SeaWiFS imagery (1998-2001)

Author

Laurent Bopp, C. Moulin, Jacqueline Stefels, Sauveur Belviso, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), 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), ICOS-RAMCES (ICOS-RAMCES), 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), 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)-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), and Stefels lab

Subjects
0106 biological sciences, Chlorophyll a, 010504 meteorology & atmospheric sciences, CIRCULATION, BLOOM, DIMETHYLSULPHONIOPROPIONATE, Aquatic Science, Dimethylsulfoniopropionate, 01 natural sciences, chemistry.chemical_compound, Ocean gyre, Phytoplankton, 14. Life underwater, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, geography, geography.geographical_feature_category, biology, 010604 marine biology & hydrobiology, Dinoflagellate, Northern Hemisphere, MEDITERRANEAN SEA, biology.organism_classification, VARIABILITY, NORTH-SEA, SeaWiFS, chemistry, 13. Climate action, Climatology, Environmental science, TURNOVER, Bloom
Abstract

A method is developed to estimate sea-surface particulate dimethylsulfoniopropionate (DMSPp) and dimethylsulfide (DMS) concentrations from sea-surface concentrations of chlorophyll a (Chl a). When compared with previous studies, the 1° × 1° global climatology of oceanic DMS concentrations computed from 4 years (1998–2001) of Chl a measurements derived from SeaWiFS (satellite-based, sea-viewing wide field of view sensor) exhibits lower seasonal variability in the southern hemisphere than in the northern hemisphere. A first evaluation of the method shows that it reasonably well represents DMSPp and DMS in the North Atlantic subtropical gyre, in large blooms of mixed populations of diatoms and Phaeocystis spp., and in massive blooms of Phaeocystis spp. but fails for large, almost pure blooms of diatoms. DMSPp and DMS concentrations derived from SeaWiFS were also compared with spatially and temporally coincident in situ measurements acquired independently in the Atlantic between 39°N and 45°N and in subtropical and subantarctic Indian Ocean surface waters. Moderate spring and summer phytoplankton blooms there exhibited similar trends in DMSPp and DMS levels vs. moderate blooms of mixed populations of prymnesiophytes and dinoflagellates investigated by others. Measured DMS largely exceeded simulated DMS concentrations, whereas measured and simulated DMSPp levels were in close agreement. DMS accumulation is tentatively attributed to dinoflagellate DMSP lyase activity.

Published
2004
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27. Will marine dimethylsulfide emissions amplify or alleviate global warming? A model study

Author

Olivier Aumont, Patrick Monfray, Laurent Bopp, Maï Pham, Olivier Boucher, Sauveur Belviso, Jean-Louis Dufresne, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), 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), Laboratoire d'océanographie dynamique et de climatologie (LODYC), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ICOS-RAMCES (ICOS-RAMCES), 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), Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), 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), Service d'aéronomie (SA), 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)-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)-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 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-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)

Subjects
010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDU.STU.GP]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph], Model study, Global warming, chemistry.chemical_element, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], 010501 environmental sciences, Aquatic Science, Atmospheric sciences, 01 natural sciences, Sulfur, chemistry, 13. Climate action, Environmental science, 14. Life underwater, Ecology, Evolution, Behavior and Systematics, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract

Dimethylsulfide (DMS) is the most abundant volatile sulfur compound at the sea surface and has a strong marine phytoplanktonic origin. Once outgased into the atmosphere, it contributes to the formation of sulfate aerosol particles that affect the radiative budget as precursors of cloud condensation nuclei (CCN). It has been postulated that climate may be partly modulated by variations in DMS production. We test this hypothesis in the context of anthro pogenic climate change and present here, modelled for the first time, an estimate of the radiative impact resulting from changes in DMS air–sea fluxes caused by global warming. At 2× CO2, our model estimates a small increase (3%) in the global DMS flux to the atmosphere but with large spatial heterogeneities (from –15% to 30%). The radiative perturbation resulting from the DMS-induced change in cloud albedo is estimated to be –0.05 W·m–2, which represents only a small negative climate feedback on global warming. However, there are large regional changes, such as a perturbation of up to –1.5 W·m–2 in summer between 40°S and 50°S, that can impact the regional climate. In the Southern Ocean, the radiative impact resulting from changes in the DMS cycle may partly alleviate the radiative forcing resulting from anthropogenic CO2.

Published
2004
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28. A satellite-based method for estimating global oceanic DMS and its application in a 3-D atmospheric GCM

Author

Elaine Chapman, Cyril Moulin, Sauveur Belviso, Kazushi Aranami, Laurent Bopp, Emmanuel Cosme, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), 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), ICOS-RAMCES (ICOS-RAMCES), 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), Laboratoire des Écoulements Géophysiques et Industriels [Grenoble] (LEGI), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), 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)-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), and Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
0106 biological sciences, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Atmospheric models, 010604 marine biology & hydrobiology, Climate change, Forcing (mathematics), 01 natural sciences, complex mixtures, Aerosol, [SPI.MECA.MEFL]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]/Fluids mechanics [physics.class-ph], chemistry.chemical_compound, chemistry, 13. Climate action, Climatology, Atmospheric chemistry, Cloud albedo, Environmental science, Dimethyl sulfide, Precipitation, [PHYS.MECA.MEFL]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Fluid mechanics [physics.class-ph], 0105 earth and related environmental sciences
Abstract

In order to assess in three-dimensional atmospheric models the climate effects of anthropogenic sulphate aerosols, it is necessary not only to compute spatial and temporal distributions of anthropogenic sulphate, but also to simulate spatially and temporally the emission, transport and transformation of natural sulphur gases and aerosols emitted at the Earth’s surface. Jones et al. (2001) recently obtained a value of -1.9 W m-2 for the effect of anthropogenic sulphate aerosol on cloud albedo and on precipitation efficiency (the ‘indirect’ sulphate aerosol forcing effect), and demonstrated in a sensitivity test that doubling oceanic dimethylsulphide (DMS) emission fluxes reduced the indirect effect by over 25%. Thus, changes in marine DMS emissions appear to significantly affect estimates of the magnitude of anthropogenic sulphate forcing.

Published
2004
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29. Potential impact of climate change on marine dimethyl sulfide emissions

Author

Patrick Monfray, Sauveur Belviso, Laurent Bopp, Olivier Aumont, 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), Laboratoire d'océanographie dynamique et de climatologie (LODYC), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-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), 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), and 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)

Subjects
[SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Atmospheric Science, Biogeochemical cycle, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Global warming, Climate change, 010501 environmental sciences, 01 natural sciences, Atmosphere, chemistry.chemical_compound, chemistry, 13. Climate action, [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, Climatology, Greenhouse gas, Environmental science, Cloud condensation nuclei, Dimethyl sulfide, 14. Life underwater, Precipitation, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract

Dimethyl sulfide (DMS) is a biogenic compound produced in sea-surface water and outgased to the atmosphere. Once in the atmosphere, DMS is a significant source of cloud condensation nuclei in the unpolluted marine atmosphere. It has been postulated that climate may be partly modulated by variations in DMS production through a DMS-cloud condensation nuclei-albedo feedback. We present here a modelled estimation of the response of DMS sea-water concentrations and DMS fluxes to climate change, following previous work on marine DMS modeling ( Aumont et al., 2002 ) and on the global warming impact on marine biology ( Bopp et al., 2001 ). An atmosphere–ocean general circulation model (GCM) was coupled to a marine biogeochemical scheme and used without flux correction to simulate climate response to increased greenhouse gases (a 1% increase per year in atmospheric CO 2 until it has doubled). The predicted global distribution of DMS at 1 × CO 2 compares reasonably well with observations; however, in the high latitudes, very elevated concentrations of DMS due to spring and summer blooms of Phaeocystis can not be reproduced. At 2 × CO 2 , the model estimates a small increase of global DMS flux to the atmosphere (+2%) but with large spatial heterogeneities (from −15% to +30% for the zonal mean). Mechanisms affecting DMS fluxes are changes in (1) marine biological productivity, (2) relative abundance of phytoplankton species and (3) wind intensity. The mean DMS flux perturbation we simulate represents a small negative feedback on global warming; however, the large regional changes may significantly impact regional temperature and precipitation patterns. DOI: 10.1034/j.1600-0889.2003.042.x

Published
2003
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30. Strong seasonality in particle dynamics of north-western Mediterranean surface waters as revealed by 234Th/238U

Author

Sauveur Belviso, Jean-Claude Marty, Valérie Andersen, Sabine Schmidt, 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), 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), 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), 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)-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), and 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)

Subjects
0106 biological sciences, Mediterranean climate, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Aquatic Science, Oceanography, Atmospheric sciences, 01 natural sciences, Mediterranean sea, Water column, Spring (hydrology), medicine, 14. Life underwater, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences, Hydrology, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, geography, geography.geographical_feature_category, 010604 marine biology & hydrobiology, Sampling (statistics), Particulates, Seasonality, medicine.disease, Productivity (ecology), 13. Climate action, Environmental science
Abstract

234Th was used to quantify sinking fluxes and residence times of particles in surface waters of the north-western Mediterranean Sea. Measurements of dissolved and particulate 234Th were made at the DYFAMED station (43°25′N–7°51′E, JGOFS-France program). Sampling covered 1 year on four cruises in 1994 (February 9, April 29, June 3, October 1) and focused on a transition period in mid-spring with six repeated profiles collected during May 1995. 234Th was nearly in equilibrium with its parent 238U most of the year, except in spring. The intensive sampling in May shows a rapid evolution throughout the month from a moderate 234Th deficit to near-equilibrium values. The time-series of 234Th were treated with steady-state and non-steady-state models. 234Th particulate fluxes clearly indicate large variability in export, with the highest values observed in spring. Particle residence times in the upper 40 m range from 250 days, and could increase by a factor of 10 within 2 weeks. POC fluxes from the upper 40 m and export ratios (ThE: ratio of 234Th-derived POC export to primary production), derived from the 234Th/238U disequilibrium in the water column and POC/234Th ratio on trapped material, decrease from about 9.5 mmol C m−2 d−1 and >22% in early May to less than 5 mmol C m−2 d−1 and 15% after mid-May. The 234Th-derived information is in agreement with the annual variations in Mediterranean Sea productivity.

Published
2002
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31. Dimethylsulfoniopropionate (DMSP) and dimethylsulfide (DMS) sea surface distributions simulated from a global three-dimensional ocean carbon cycle model

Author

Patrick Monfray, Sauveur Belviso, Olivier Aumont, 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), 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), and 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)

Subjects
0106 biological sciences, Atmospheric Science, Biogeochemical cycle, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Soil Science, Aquatic Science, Oceanography, Dimethylsulfoniopropionate, 01 natural sciences, Carbon cycle, chemistry.chemical_compound, Geochemistry and Petrology, biogeochemistry, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), 14. Life underwater, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, 0105 earth and related environmental sciences, Earth-Surface Processes, Water Science and Technology, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Polar front, ecosystem modeling, Ecology, 010604 marine biology & hydrobiology, DMS, Ocean current, Paleontology, Forestry, Ocean general circulation model, Plankton, global, ocean, Geophysics, chemistry, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Environmental science, Oceanic carbon cycle
Abstract

International audience; A global model for surface dimethylsulfide (DMS) and particulate dimethylsulfoniopropionate (DMSP) (pDMS) distributions is presented. The main goals of this work were to be able to predict the regional distribution of the air-sea fluxes of DMS and to predict eventually their future evolution with climate change. Diagnostic relationships have been established from data sets obtained during the ALBATROSS and EUMELI cruises carried out in the Atlantic Ocean. These equations nonlinearly relate DMS and pDMSP concentrations to chlorophyll concentrations and to the trophic status of surface waters. This model has been embedded in the global ocean carbon cycle model Institut Pierre et Simon Laplace-Ocean Carbon Cycle Model version 2 (ISPL-OCCM2), a simple plankton model coupled to a global three-dimensional ocean general circulation model. Predicted global distributions and seasonal variations of surface chlorophyll are in good agreement with the observations, except in the equatorial Pacific Ocean and, to a lesser extent, in the Southern Ocean. In these regions, simulated surface chlorophyll concentrations are strongly overestimated, most likely because limitations of the biological production by nutrients like iron or silicate are not considered. The model predicts surface DMS and pDMSP concentrations, which compare reasonably well with the observations. However, in the high latitudes, seasonal variations are underestimated, especially in the Ross and Weddell Seas where observed very elevated concentrations of DMS due to spring and summer blooms of Phaeocystis cannot be reproduced by the model. The global annual flux of DMS predicted by lPSL-OCCM2 ranges from 17 to 26.7 Tg S yr À1 depending on the formulation for gas exchange coefficient. About one third of this flux is located in the subtropical/subpolar frontal zone of the Southern Ocean, which plays a critical role in the sulfur cycle. Furthermore, model results suggest that the Southern Ocean, south of the Polar Front, could be a rather modest source of DMS for the atmosphere.

Published
2002
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32. Assessment of the marine biota DMS-cloud climate hypothesis using remotely sensed data and an ocean general circulation model (OGCM)

Author

Patrick Monfray, Sauveur Belviso, P. Couvert, François-Marie Bréon, Laurent Bopp, and Olivier Aumont

Subjects
0106 biological sciences, 010504 meteorology & atmospheric sciences, 010604 marine biology & hydrobiology, Ocean general circulation model, Atmospheric model, Physical oceanography, Atmospheric sciences, 01 natural sciences, Troposphere, Atmosphere, Sea surface temperature, Geography, 13. Climate action, Climatology, Cloud condensation nuclei, 14. Life underwater, Optical depth, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract

DMS is a sulfur-compound produced naturally in the sea. Once in the atmosphere, it is photo oxidized to form a non-sea- salt sulfate aerosols which affect the radiative budget indirectly as cloud condensation nuclei (CCN). It has been postulated that the planet's climate may be modulated by variations in DMS production form changes of the sea surface temperature (SST). It is shown that surface seawater DMS concentrations can be diagnosed at a near global scale using (1) satellite observations of Chl a, (2) climatological SSTs, (3) a temperature dependent index of the marine community structure and (4), observational relationships based on cruise data. This procedure is used to characterize the spatio-temporal variations in marine DMS emissions to the atmosphere in the Southern Hemisphere for the spring and summer months. Some coherence is obtained between DMS emissions and the polarization measurements from the space borne POLDER instrument used to estimate the effective radius of liquid-phase clouds; higher are the DMS emissions lower is the cloud droplet radius. An inspection of the ISCCP-D products of low-cloud optical depth a d DMS emissions at Amsterdam Island and Cape Grim indicates that higher are the DMS emissions higher is the cloud optical depth. The IPSL ocean-atmosphere coupled model, which includes an explicitly representation of plankton dynamics and Chl a, predicts significant large-scale changes of DMS fluxes in response to a doubling of atmospheric CO2. We envision that the decreased mass of sulfur in the tropical upper troposphere will lead to lower numbers of CCNs in the air subsiding back into the subtropical marine boundary layer. Hence, it is suggested that the sensitivity of mid- latitude clouds to local changes in DMS emissions will increase in the future.© (2000) COPYRIGHT SPIE--The International Society for Optical Engineering. Downloading of the abstract is permitted for personal use only.

Published
2000
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33. An Atlantic meridional transect of surface water dimethyl sulfide concentrations with 10-15 km horizontal resolution and close examination of ocean circulation

Author

Sauveur Belviso, Rosemary Morrow, Nikolaos Mihalopoulos, Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), 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), ICOS-RAMCES (ICOS-RAMCES), 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), 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), and 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)

Subjects
0106 biological sciences, Atmospheric Science, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Temperature salinity diagrams, Soil Science, Zonal and meridional, Aquatic Science, Tropical Atlantic, Oceanography, 01 natural sciences, Latitude, Geochemistry and Petrology, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), 14. Life underwater, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, 0105 earth and related environmental sciences, Earth-Surface Processes, Water Science and Technology, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Ecology, 010604 marine biology & hydrobiology, Ocean current, Paleontology, Forestry, Ocean dynamics, Geophysics, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Environmental science, Thermohaline circulation, Subtropical front
Abstract

International audience; Underway measurements of dimethyl sulfide (DMS) in the Atlantic surface waters have been made during the ALBATROSS campaign from 65øN to 45øS along about 30øW. The main patterns of DMS variability in subtropical waters of both hemispheres were the existence of (1) a poleward negative gradient of DMS (0.04 nM/ølatitude) paralleling the temperature and salinity meridional trends and opposite to that of chlorophyll a (chl a) and particulate DMSP (pDMSP), and (2) sharp DMS enhancements, up to twenty fold the background levels, coinciding almost systematically with thermohaline frontal zones. We observed that DMS concentrations and TOPEX/Poseidon sea level anomalies (SLAs) were clearly in opposition of phase in the subtropical and tropical waters of the Atlantic. Neither meridional changes in pDMSP nor in chl a concentrations account for these large-scale (150-20 ø latitude) DMS variations. It is suggested that the spatial distribution of DMS is highly sensitive to the upper ocean dynamics. The tropical Atlantic is a zone of contrasted DMS levels with two broad maxima associated (1) with the cyclonic circulations generated by the North Equatorial currents and (2) with the South Equatorial Current, a situation very much resembling the autumnal meridional distribution of surface pC02. A close examination of the South Atlantic subtropical front (38ø-43øS) show that DMS and in situ valietated satellite chl a have a distinct spatial distribution suggesting important spatial segregation of biogeochemical processes in the frontal zones. These observations at different spatial scales provide indications for the existence of a DMS-climate link through frontogenesis and surface ocean circulation in the Atlantic.

Published
2000
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34. Dimethyl sulfide production during natural phytoplanktonic blooms

Author

B. C. Nguyen, Paul Nival, Nikolaos Mihalopoulos, Jacques Gostan, Sauveur Belviso, Station Zoologique de Villefranche, and Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
0106 biological sciences, Biogeochemical cycle, 010504 meteorology & atmospheric sciences, 010604 marine biology & hydrobiology, Biomass, chemistry.chemical_element, Sulfur cycle, General Chemistry, Oceanography, 01 natural sciences, Algal bloom, Sulfur, 6. Clean water, Atmosphere, chemistry.chemical_compound, chemistry, 13. Climate action, Environmental chemistry, Environmental Chemistry, Seawater, Dimethyl sulfide, [SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography, 0105 earth and related environmental sciences, Water Science and Technology
Abstract

Dimethyl sulfide (DMS), produced by biological activity in seawater, is the principal gaseous form of sulfur released to the atmosphere by the ocean and plays an important part in the biogeochemical sulfur cycle. The production of DMS in seawater tanks has been quantified during phytoplankton bloom simulations for the growth and senescence phases of biomass. This gas production during the senescence phase is 7–26 times higher than during the growth phase. Thus, DMS production by the senescence process could be one of the major mechanisms for the generation of DMS in seawater.

Published
1988
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35. Large historical growth in global terrestrial gross primary production

Author

J. E. Campbell, Ulli Seibt, Laurent Bopp, Stephen A. Montzka, Marko Laine, Steven J. Smith, Sauveur Belviso, Thomas Launois, Joseph A. Berry, Sierra Nevada Research Institute, University of California, Department of Global Ecology, Carnegie Institution for Science [Washington], Department of Atmospheric and Oceanic Sciences [Los Angeles] (AOS), University of California [Los Angeles] (UCLA), University of California-University of California, Joint Global Change Research Institute, University of Maryland [College Park], University of Maryland System-University of Maryland System, NOAA Earth System Research Laboratory (ESRL), National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), 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), Interactions Sol Plante Atmosphère (UMR ISPA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agronomiques de Bordeaux-Aquitaine (Bordeaux Sciences Agro), ICOS-RAMCES (ICOS-RAMCES), 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), Finnish Meteorological Institute (FMI), European Project: 641816,H2020,H2020-SC5-2014-two-stage,CRESCENDO(2015), European Project: 338264,EC:FP7:ERC,ERC-2013-StG,SOLCA(2014), University of California (UC), Carnegie Institution for Science, University of California (UC)-University of California (UC), 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)-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 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), Interactions Sol Plante Atmosphère (ISPA), and Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agronomiques de Bordeaux-Aquitaine (Bordeaux Sciences Agro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)

Subjects
0301 basic medicine, Carbon Sequestration, Biogeochemical cycle, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Meteorology, Climate Change, [SDV]Life Sciences [q-bio], Sulfur Oxides, Antarctic Regions, Geographic Mapping, Climate change, Carbon sequestration, Atmospheric sciences, 01 natural sciences, Carbon Cycle, Feedback, Carbon cycle, 03 medical and health sciences, chemistry.chemical_compound, Ice Cover, Photosynthesis, teneur en dioxyde de carbone, 0105 earth and related environmental sciences, Carbonyl sulfide, Multidisciplinary, Atmosphere, Firn, production primaire brute, Primary production, Carbon Dioxide, History, 20th Century, Models, Theoretical, Plant Leaves, 030104 developmental biology, chemistry, 13. Climate action, Carbon dioxide, photosynthèse foliaire, Environmental science
Abstract

Letter; Growth in terrestrial gross primary production (GPP)-the amount of carbon dioxide that is 'fixed' into organic material through the photosynthesis of land plants-may provide a negative feedback for climate change. It remains uncertain, however, to what extent biogeochemical processes can suppress global GPP growth. As a consequence, modelling estimates of terrestrial carbon storage, and of feedbacks between the carbon cycle and climate, remain poorly constrained. Here we present a global, measurement-based estimate of GPP growth during the twentieth century that is based on long-term atmospheric carbonyl sulfide (COS) records, derived from ice-core, firn and ambient air samples. We interpret these records using a model that simulates changes in COS concentration according to changes in its sources and sinks-including a large sink that is related to GPP. We find that the observation-based COS record is most consistent with simulations of climate and the carbon cycle that assume large GPP growth during the twentieth century (31% ± 5% growth; mean ± 95% confidence interval). Although this COS analysis does not directly constrain models of future GPP growth, it does provide a global-scale benchmark for historical carbon-cycle simulations.

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36. Deep methane maxima and 3He anomalies across the Pacific entrance to the Celebes Basin

Author

Sauveur Belviso, L.D Labeyrie, Liliane Merlivat, Philippe Jean-Baptiste, B. C. Nguyen, Centre des Faibles Radioactivités, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'océanographie dynamique et de climatologie (LODYC), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Biogéochimie Isotopique, and Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)

Subjects
geography, geography.geographical_feature_category, 010504 meteorology & atmospheric sciences, [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph], Structural basin, Sedimentary basin, 010502 geochemistry & geophysics, 01 natural sciences, Hydrothermal circulation, Mantle (geology), Methane, chemistry.chemical_compound, Oceanography, Sill, chemistry, 13. Climate action, Geochemistry and Petrology, Ridge, Sedimentary rock, 14. Life underwater, Geology, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, 0105 earth and related environmental sciences
Abstract

Methane and 3He measurements have been performed in deep waters across the sills between the Pacific Ocean and Celebes Basin. The in situ analyses of dissolved methane have led to the identification of several methane seeps along the flanks of the two South Mindanao submarine ridges (Sangihe and Talaud East-Mindanao). δ3He excesses in the Celebes Basin and East of Talaud East-Mindanao Ridge at 2000–3000 meter depths are in the range 21–22%, a few percent above the Philippine Sea 3He background. The isotopic ratio of the added He is 1.8 times the atmospheric ratio, which indicates an input of hydrothermal fluids involving both mantle and crustal/sedimentary components. Methane anomalies are partially associated with these 3He excesses. The order of magnitude of the CH43He ratios is comparable to those observed in spreading axis hydrothermal fields. At a few tens of kilometers from the top of the Sangihe Ridge, conversely, a major methane anomaly (90 times greater than the CH4, background of the Philippine Sea deep waters) was measured at a depth where the waters show no 3He enrichment or anomalous water temperature versus the Philippine Sea background. This result implies that methane could originate largely from shallow sedimentary layers.

Published
1987
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37. Spatial and temporal variability of atmospheric sulfur-containing gases and particles during the Albatross campaign

Author

Sauveur Belviso, E. Baboukas, H. Bardouki, Jean Sciare, Maria Kanakidou, Nikos Mihalopoulos, U. Krischke, 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), Chimie Atmosphérique Expérimentale (CAE), 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), ICOS-RAMCES (ICOS-RAMCES), 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), and 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)

Subjects
Atmospheric Science, Daytime, 010504 meteorology & atmospheric sciences, Planetary boundary layer, Soil Science, 010501 environmental sciences, Aquatic Science, Oceanography, Atmospheric sciences, 01 natural sciences, Atmosphere, chemistry.chemical_compound, Flux (metallurgy), Geochemistry and Petrology, Earth and Planetary Sciences (miscellaneous), 14. Life underwater, Sulfate, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment, 0105 earth and related environmental sciences, Earth-Surface Processes, Water Science and Technology, [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Ecology, Paleontology, Forestry, Aerosol, Geophysics, chemistry, 13. Climate action, Space and Planetary Science, Climatology, Environmental science, Spatial variability, Dimethyl sulfide
Abstract

International audience; To investigate the oxidation chemistry of dimethylsulfide (DMS) in the marine atmosphere, atmospheric DMS, SO2, as well as several DMS oxidation products in aerosol phase such as non-sea-salt sulfate (nss-SO4), methanesulfonate (MSA), and dimethylsulfoxide (DMSOp) have been measured during the Albatross campaign in the Atlantic Ocean from October 9 to November 2, 1996. Long-range transport, local sea-to-air flux of DMS (Frms), marine boundary layer (MBL) height variation, and photochemistry were found to be the major factors controlling atmospheric DMS concentration which ranged from 29 to 396 parts per trillion by volume (pptv) (mean of 120+_68 pptv) over the cruise. The spatial variability of MSA and DMSOp follows the latitudinal variations of FvMs. A 2-day period of intensive photochemistry associated with quite stable atmospheric conditions south of the equator allowed the observation of anticorrelated diurnal variations between DMS and its main oxidation products. A chemical box model describing sulfur chemistry in the marine atmosphere was used to reproduce these variations and investigate coherence of experimentally calculated fluxes FvMs with observed DMS atmospheric concentrations. The model results reveal that the measured OH levels are not sufficient to explain the observed DMS daytime variation. Oxidizing species other than OH, probably BrO, must be involved in the oxidation of DMS to reproduce the observed data.

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