Influence du changement climatique sur l’écosystème planctonique pélagique

La réponse de l’écosystème planctonique pélagique à la variabilité atmosphérique interannuelle pour le climat actuel a été étudiée dans le chapitre 11. La réponse de cet écosystème à l’évolution du climat en Méditerranée nord-occidentale entre la période actuelle et la fin du XXIème siècle est examinée dans ce chapitre, en comparant les résultats obtenus pour les 7 années de la période future avec ceux obtenus pour les 7 années de la période actuelle. Nous examinons ici l’influence du changement climatique sur l’évolution saisonnière de l’écosystème, puis sur les processus biogéochimiques.Le Tab. 12.1 présente les résultats obtenus pour les années de la période future concernant les caractéristiques annuelles de l’écosystème, ainsi que les variations de ces caractéristiques par rapport à la période actuelle.

Les caractéristiques hydrodynamiques

L’influence du changement climatique sur les processus de la circulation en Mé- diterranée nord-occidentale a déjà été étudiée à l’échelle du bassin, notamment en ce qui concerne la convection profonde, lors de l’étude de Somot et al. [2006], au moyen de simulations numériques qui ont servi à forcer notre modèle hydrodynamique aux frontières latérales et à la surface. Les changements induits sur les processus de méso- échelle comme le « cascading » d’eau dense ont été examinés dans le chapitre 9. Nous ne reviendrons donc pas en détails sur ces changements dans le présent chapitre. Notons cependant que la diminution de l’intensité de la convection profonde, déjà observée par Somot et al. [2006], est clairement visible sur la Fig. 12.1. La profondeur moyenne de la CMO sur le domaine ne dépasse pas 450 m en hiver dans la période future, alors qu’elle atteignait 1100 m certaines années de la période actuelle. La profondeur moyenne annuelle de la CMO diminue en moyenne de 52% entre la pé- riode actuelle et la fin du XXIème siècle (Tab. 12.1). Par ailleurs, la température moyenne de la couche 0-200m augmente considérablement, de 2 à 2.5˚C en hiver et de 5 à 10˚C en été (Fig. 12.1). La température moyenne annuelle augmente en moyenne de 3.4˚C entre la période actuelle et la fin du XXIème siècle (Tab. 12.1).

Influence du changement climatique sur l’évo- lution de l’écosystème planctonique pélagique

L’influence du changement climatique sur les principaux constituants de l’écosys- tème est étudiée dans cette partie. L’évolution temporelle des principales variables biogéochimiques pour les 7 années de la période future est représentée sur la Fig. 12.2, où sont également indiquées les gammes de valeurs obtenues pour la période actuelle.En raison de la diminution de l’intensité de la convection océanique hivernale, l’augmentation entre décembre et mai des concentrations en nitrate, phosphate et silicate dans la zone euphotique est moins importante pour les années de la période future par rapport à celles de la période actuelle (Fig. 12.2). Par conséquent, laFig. 12.2 – Evolutions saisonnières des différentes variables biogéochimiques en Mé- diterranée nord-occidentale pour les 7 années de la période future : zooplancton, phytoplancton, bactéries, matière organique, nutriments et chlorophylle totale. Les indices indiquent l’élément constituant dont on montre la concentration, moyennée sur les 200 premiers mètres de la colonne d’eau, et sur tout le domaine. Les unités sont des mmol (C,N,P, Si) m−3, sauf pour les concentrations en chlorophylle (mgChl m−3). Les gammes de valeurs obtenues pour les 7 années de la période actuelle sont indiquées en gris.

surface maximale de la zone enrichie en nutriments, définie précédemment comme la région où la concentration de nitrate dépasse 4 mmol m−3 en surface, diminue sensiblement (Fig. 12.3), en moyenne de 32%, entre la période actuelle et la fin du XXIème siècle.La diminution de la concentration en ammonium dans la zone euphotique pendant la période de convection hivernale est très légèrement plus faible pour les années de la période future (Fig. 12.2), résultant aussi de l’affaiblissement de la convection. Par ailleurs, pour les années futures, cette concentration est plus faible en période stratifiée, de juin à décembre, ce qui suggère une diminution de la production d’am- monium et/ou une augmentation de sa consommation.La Fig. 12.4 présente les évolutions des rapports moyens en nitrate, phosphate et si- licate dans la zone euphotique. Le rapport nitrate :phosphate augmente en moyenne pour les années de la période future, notamment pour l’année 2093, suggérant une intensification du contrôle de la production primaire par le phosphore à la fin du XXIème siècle. Au contraire, le rapport nitrate :silicate est légèrement plus faible pour les années futures, et ce tout au long de l’année, indiquant une diminution po- tentielle du contrôle du développement des diatomées par la disponibilité en silicium entre la période actuelle et la fin du XXIème siècle. Pour les années « chaudes » de la période actuelle, les rapports nitrate :phosphate et nitrate :silicate étaient res- pectivement plus et moins élevés que la moyenne, cette évolution des rapports de concentration en nutriments entre les périodes actuelle et future est donc cohérente avec les tendances observées pour la période actuelle. Il est important de noter ici que le modèle ne prend pas en compte l’évolution des concentrations en nutriments qui pourrait résulter des activités humaines. Béthoux .