DROPS

Dissolved oRganic matter Dissolved oRganic carbOn around Pacific by Satellite

> Action GOPS 2014.

Mots-clés : DOM (Matière organique dissoute chromophotique), couleur de l'eau, satellite MODIS, lagon de Laucala Bay (Suva), lagon de la Nouvelle-Calédonie, cycle annuel, spectrofluorescence

Porteur de projet : Cécile Dupouy, IRD UMR MIO

Budget: GOPS 13 750 euros, Co-financements: 58 700 euros

Zone géographique : Pacifique Sud-Ouest, Iles Fiji, Nouvelle-Calédonie

Présentation générale: :
Les Pays du Pacifique Sud sont très dépendants de leur zone côtière pour la sécurité alimentaire et l'économie touristique. Traditionnellement, les conflits entre agriculture et extraction minière sont nombreux. Les enjeux de conservation de l'état de santé (bon équilibre biogéochimique) des milieux littoral et corallien sont cruciaux. Le projet DROPS vise à l'évaluation globale des transferts Terre-Lagon de la CDOM sur le plus grand lagon fermé du monde, en Nouvelle-Calédonie, et sur les zones littorales des îles Fidji. La matière organique dissoute colorée (CDOM) des eaux lagonaires peut véhiculer des polluants et des sels nutritifs qui impactent fortement l'état de santé des zones lagonaires et ceci jusqu'à de fortes distances de la côte lors d'événements pluvieux forts. Une cartographie a été réalisée à partir des données journalières de radiances Aqua/Terra MODIS 500 m et rendues accessibles à travers un géoportail. Cette cartographie satellite est validée sur le terrain par des mesures in situ du phytoplancton (Chl a), des particules terrigènes (turbidité) et de la CDOM (absorption et fluorescence) dans le lagon impacté de Laucala Bay aux îles Fiji. Les mesures de spectrofluorescence permettent la caractérisation des composants de la CDOM et l'identification de son origine.

Objectifs scientifiques :
La matière organique dissoute chromophorique (CDOM) peut véhiculer les contaminants et sels nutritifs qui impactent fortement l'état de santé des zones lagonaires et ceci jusqu'à de fortes distances de la côte lors d'évènements pluvieux forts. Le projet DROPS vise à:
1/ l'évaluation globale des transferts Terre-Lagon de la CDOM sur le plus grand lagon fermé du monde en Nouvelle-Calédonie, et sur les zones littorales des Iles Fidji
2/ la cartographie satellite des panaches et plumes de CDOM est réalisée à partir des données journalières de radiances Aqua/Terra MODIS 500 m et rendues accessibles à travers un geoportail
3/ les mesures de spectrofluorescence de la CDOM permettent la caractérisation de ses composants et d'identifier son origine (mangroves, remise en suspension par les herbiers, coraux, apports terrigènes liés à l'activité agricole, polluants HAPs et traceurs anthropiques).

Résultats:

Cartes satellites Iles Fiji

Les cartes de CDOM journalières du capteur américain MODIS de couleur de l'eau à haute résolution (500 mètres) rapatriées de la NASA, ont re-calculées avec différents algorithmes régionaux (turbidité Ouillon et al., 2008, CDOM, Chla Wattelez et al., 2016), re-projetées géographiquement sur la zone de Fiji et masquées pour la terre et les nuages (en noir) par une chaîne de traitement VALHYSAT (Dupouy, 2010 ; Lefèvre, 2010). Les produits sont disponibles au site :

http://www.ird.nc/UR65/Lefevre/oc.modis.fiji

La figure 1 ABCD (septembre 2002) montre des enrichissements autour de l'ile principale de Viti Levu pour la CDOM visibles au nord ouest et à l'est de l'Ile. Les enrichissements en petites particules diffusantes (bbp (m-1) sont plus fortes au nord ouest. Les enrichissements en chlorophylle sont plus étendus vers le large impactant une plus grande zone autour des îles, impactant les zones coralliennes sur de plus grandes surfaces. La turbidité reste très faible à l'extérieur des lagons, et très localisée. Au sud Est de Viti Levu, une plume localisée près des côtes (C) se produit vers le sud en provenance de Laucala Bay et est provoquée par la rivière Ba par fortes pluies.

A CDOM (m-1)

B bbp (m-1)

C Chl a (mg m-3)

D Turbidité (gm-3)

Figure 1. Cartes issues de MODIS de l'île principale de VIti Levu de différents indicateurs de l'état de santé des lagons, A) CDOM (m-1) 2) bbp (m-1) C) chla (mg.m-3) D) turbidité (g.m-3) Ouillon et al., 2008. http://www.ird.nc/UR65/Lefevre/oc.modis.fiji/, Lefèvre). Zoom 9 septembre 2002, particulièrement claire de nuages et permettant une bonne distinction des phénomènes d'enrichissements autour des iles principales.

Lagon Laucala Bay Sud Fiji

La distribution de la CDOM (acdom350 nm) de la première campagne DROPS de Juin 2015 met en évidence la présence d'une zone enrichie au voisinage de la côte Est de la péninsule de Suva ainsi que de fortes valeurs dans l'estuaire de la Rewa River (valeurs de acdom(350 nm) m-1 > 1 m-1 en rouge, valeurs typiques de millieux côtiers riches en CDOM).

Figure 2 : Carte des stations de mesures (A) et de la distribution de la CDOM (B) dans le lagon de Laucala Bay en juin 2015. La station 23 est située en bord de côte à la sortie du Port de Suva. Cartographies MapCamelia, courtoisie Pascal Douillet. De : Cécile Dupouy et Chloe Martias.

Les distributions de la CDOM en juin, novembre 2015 et octobre 2016 (après de fortes pluies) et de ses composés en fluorescence indiquent des distributions impactées par – la rivière Rewa, - des eaux de la Baie de Suva (HAPs), - les coraux en fermeture de la baie.

Partenaires:

Institut de Recherche pour le Développement (IRD), UMR MIO : Cécile Dupouy (PI du projet), cecile.dupouy@ird.fr, Madeleine Goutx, Marc Tedetti, Chloe Martias, doctorante A.M.U.

IRD LEGOS : Jérôme Lefèvre

Université de la Nouvelle-Calédonie Guillaume : Touraivane, Guillaume Wattelez

Université du Sud Pacifique, PaCE-SD: Awnesh Singh, Antoine N'Yeurt, Hélène Jacot des Combes

IRD EI : Martine Rodier

HZG : Rüdiger Röttgers

JAXA : Hiroshi Murakami

Scripps Institution of Oceanography : Robert Frouin

Publications:

Dupouy, C., Röttgers, R., Tedetti , M., Martias, C., Murakami, H., Doxaran, D., Lantoine, F., Rodier, M., Favareto, L., Kampel, M., Goutx, M., Frouin, R., 2014. Influence of CDOM and Particle Composition on Ocean Color of the Eastern New Caledonia Lagoon during the CALIOPE Cruises, Proc. of SPIE Vol. 9261, 92610M 2014 SPIE.
http://spie.org/Publications/Proceedings/Paper/10.1117/12.2073309


Dupouy C., Goutx, M., Tedetti, M., Martias, C., Lefèvre, J., N'yeurt, A., Singh, A., Jacot des Combes, H., Touraivane, Wattelez, G., Andreoli, R., Lille, D., 2015. Satellite ocean color of the coastal zones around Pacific Islands. Communication au Pacific GIS-RS Conference, Suva, Iles Fidji, 20 Novembre 2015 : http://gsd.spc.int/gisconference/presentations_2015/Day4/Session1/PacGIS_RS_2015_IRD_Statelite_ocean_color.pdf  (présentée par Remi Andreoli)

Martias, C., Dupouy C., Tedetti, M., Singh, A., N'Yeurt, A., Lal, S., Douillet, P., Drouzy, M., Wattelez, G., Lefevre, J., 2015. Dynamic of CDOM in the South Pacific: an application of ocean color remote sensing, Communication orale au Pacific GIS-RS Conference Suva, Fiji, 19 novembre 2015. http://gsd.spc.int/gisconference/presentations_2015/Day3/Session3/PacGIS_RS_2015_D3S3_Dynamic_of_CDOM_in_South_Pacific.pdf

Wattelez, G, Dupouy C., Mangeas, M., Lefèvre, J., Touraivane, Singh, A., N'Yeurt, A., Jacot Des Combes, H., Frouin, R, 2015, GIS for environmental issues in the South Pacific: focus on ocean color, Communication orale au Pacific GIS-RS Conference, Suva, Fjij, 16-20 novembre 2015.

Posters à des conférences :

Wattelez, G., Dupouy C. Mangeas, M., Lefèvre, J., Touraivane, T., Frouin, R., 2014. A statistical algorithm for estimating chlorophyll concentration from MODIS data, Ocean Remote Sensing and Monitoring from Space, edited by Robert J. Frouin, Delu Pan, Hiroshi Murakami, Young Baek Son, Proc. of SPIE Vol. 9261, 92611S 2014 SPIE CCC code: 0277-786X/14/$18 doi: 10.1117/12.2086297. http://spie.org/Publications/Proceedings/Paper/10.1117/12.2086297