HOPE-VV

HOw Physical processes affect ocean CO2 capturE: focus on Vertical Velocities
PI: Anne Petrenko

[HOPE-VV ]

AMIDEX project 2023 - 27


Summary
L' océan est un puits de carbone, notamment via la Pompe Biologique à Carbone (PBC), le processus par lequel le CO2 est converti en carbone organique dans l'océan de surface par le phytoplankton, exporté vers le fond par chute gravitationnelle, et séquestré dans l'océan profond. La suppression de ce mécanisme augmenterait le taux de CO2 atmosphérique de ~50%. De récentes découvertes révèlent un nouveau paradigme : l'existence de voies d'export supplémentaires via des processus physiques, d'amplitudes pouvant être comparables à celle de la PBC gravitationnelle. Or l'identification et la quantification précise de ces mécanismes physiques se heurtent à un verrou scientifique et technologique majeur : la mesure précise des vitesses verticales (VV) océaniques. HOPE-VV relèvera ce défi grâce à deux technologies/methodologies innovantes développées par l'équipe proposante et les mesurera à haute résolution temporelle (<heure) : (i) à un point fixe au niveau d'une plateforme off-shore autonome multi-instrumentée (smart buoy), et (ii) à travers des structures physiques à fine échelle (tourbillons et fronts) lors d'expéditions océanographiques menées au niveau de sites contrastés dans le Pacifique Sud. Le PBC sera mesurée en parallèle via la smart buoy (voir site web ERC HOPE), qui est unique car elle effectue des mesures synoptiques à haute résolution (heure/jour) de la surface de l'océan jusqu'au fond. Ces mesures physiques dans une interface multidisciplinaire permettront de réévaluer la façon dont l'océan capte le CO2 au-delà des estimations actuelles basées sur le seul PBC gravitationnelle et révolutionneront potentiellement notre compréhension de la séquestration du CO2 par l'océan.

HOPE-VV est la composante physique du projet ERC HOPE, dont Sophie Bonnet (IRD MIO) est la PI [ site web HOPE ]


Mini Bibliography (le reste dans Petrenko Publications section; et celles de S. Bonnet sur le site HOPE):

. . . .

Barbot, S., Petrenko, A.A., Maes C. (2018). Intermediate water flows in the South West Pacific as revealed by individual Argo float trajectories and a model reanalysis. Biogeosciences Discuss.doi:10.5194/bg-15-4103-2018.

Barrillon, S., Fuchs, R., Petrenko, A., Comby, C., Bosse, A., Yohia, C., Fuda, J-L., Bhairy, N., Berline, L., Cyr, F., Doglioli, A., Grégori, G., Tzortzis, R., d'Ovidio, F. and Thyssen, M. (2023) Phytoplankton reaction to an intense storm in the north-western Mediterranean Sea.,Biogeosciences, 20, 141-161, doi: 10.5194/bg-20-141-2023..

Benavides, M., Conradt, L., Bonnet, S., Berman-Frank, I., Barrillon, S., Petrenko, A., Doglioli, A.M. (2021). Fine scale sampling unveils diazotroph patchiness in the South Pacific Ocean. ISME Comm. See preprint bioRxiv 2020.10.02.323808, doi: 10.1101/2020.10.02.323808

Bouruet-Aubertot, P., Y. Cuypers, H. Le Goff, G. Rougier, A. Verneuil, A. Doglioli, M. Picheral, C. Yohia, M. Caffin, D. Lefèvre, A. Petrenko, T. Moutin. (2018), Longitudinal contrast in small scale turbulence along 20°S in the Pacific Ocean: origin and impact on biogeochemical fluxes.Biogeosciences Discuss, doi:10.5194/bg-2018-170.

Caffin, M., Moutin, T., Foster, R.A., Bouruet-Aubertot, P., Doglioli, A.M., Berthelot, H., Grosso, O., Helias-Nunige, S., Leblond, N., Gimenez, A., Petrenko, A.A., de Verneil, A., Bonnet, S. (2018). Nitrogen budgets following a Lagrangian strategy in the Western Tropical South Pacific Ocean: the prominent role of N2 fixation (OUTPACE cruise) Biogeosciences Discuss., doi:10.5194/bg-2017-468.

Comby, C., Barrillon, S., Fuda, J.-L., Doglioli, A. M., Tzortzis, R., Gregori, G., Thyssen, M. and A. Petrenko (2022). Measuring vertical velocities with ADCPs in low-energy ocean, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, doi: 10.1175/JTECH-D-21-0180.1, hal-03746757.

Fuda, J-L., Barrillon S., Comby, C., Doglioli, A., Le Gal, P., Petrenko, A. A. (2023). , Estimating Ocean Vertical Velocities Using an Autonomous Multipurpose Profiler , IEEE MetroSea. Proceeding paper (put here -instead of next session- to be found easily), see preprint.

Doglioli, A.M., Nencioli, F., Petrenko, A. A. , Fuda, J.-L., Rougier, G., Grima, N. (2013), A software package and hardware tools for in situ experiments in a Lagrangian reference frame. J. Atmos. Ocean. Tech., doi: 10.1175/JTECH-D-12-00183.1. see preprint

Guieu C., Bonnet S., Petrenko, A.A., Menkes C., Chavagnac V., Desboeufs K., Louis J., Moutin T. (2018). Iron from a submarine source impacts the productive layer of the Western Tropical South Pacific (WTSP) Nature Scientific Reports, doi:10.1038/s41598-018-27407-z.

Messié, M., A. Petrenko, A. Doglioli, E. Martinez, S. Alvain (2022). Basin-scale biogeochemical and ecological impacts of islands in the tropical Pacific Ocean, Nature Geoscience doi: 10.1038/s41561-022-00957-8.

Messié, M., Petrenko, A.A., Doglioli, A.M., Aldebert, C., Martinez, E., Koenig, G., Bonnet, S., Moutin, T. (2020). The Delayed Island Mass Effect: how islands can remotely trigger blooms in the oligotrophic ocean., Geophys.Res.Lett., 46, doi:10.1029/2019GL085282. Popularization paper on The Guardian HTML PDF, Cover of the GRL Issue

Nencioli, F., d'Ovidio, F., Doglioli, A.M., Petrenko, A. A. (2011), Surface coastal circulation patterns by in-situ detection of Lagrangian Coherent Structures. Geophys. Res. Lett., Vol.38, L17604,doi:10.1029/2011GL048815. see preprint

Ouillon, S., Douillet P., Petrenko A., Neveux J., Dupouy C., Froidefond J.-M., Munoz-Caravaca A. (2008), Optical Algorithms at satellite wavelengths for Total Suspended Matter in tropical coastal waters. Sensors, 8, 4165-4185, doi:10.3390/s8074165 ,see paper

Petrenko, A.A., Doglioli, A.M., Nencioli, F.,Kersalé, M., Hu, Z., d'Ovidio, F. (2017). A review of the LATEX project: mesoscale to submesoscale processes in a coastal environment. Ocean Dynam., doi: 10.1007/s10236-017-1040-9. see preprint. The final publication is available at Springer via http://dx.doi.org/10.1007/s10236-017-1040-9

Petrenko A., B.H. Jones, T.D. Dickey, and P. Hamilton (2000), Internal tide effects on the sewage plume at Sand Island, Hawaii. Continental Shelf Research, 20,1-13, see preprint

Petrenko A., R.J.V. Zaneveld, S. Pegau, A.J. Barnard, C. Mobley (1998), Effects of thin layers on reflectance and remote-sensing reflectance. Oceanography, 11 (1), 48-50, see preprint

Petrenko A., B.H. Jones, T.D. Dickey, M. LeHaitre, and C. Moore (1997), Effect of a sewage plume on the biology, optical characteristics and particle size distributions of coastal waters. Journal of Geophysical Research, 102, C11, 25061-25071, see preprint

Raapoto, H., Martinez, E., Petrenko, A.A.,Doglioli, A.M., Gorgues T., Sauzede R., Maamaatuaiahutapu K., Maes C., Menkès C., Lefèvre J. (2019). Role of iron in the remarkable Marquesas island mass effect, Journal of Geophysical Research - Oceans, doi:10.1029/2019JC015275.

Raapoto, H., Martinez, E., Petrenko, A.A., Doglioli, A.M., Maes, C.(2018). Modeling the wake of the Marquesas archipelago. J. Geophys Res. Oceans, 123, 1213-1228, doi: 10.1002/2017JC013285.

Rousselet L., Doglioli, A.M., de Verneil, A., Pietri, A., Della Penna, A., Berline, L., Marrec, P., Gregori, G., Thyssen, M., Carlotti, F., Barillon, S., Simon-Bot, F., Bonal, M., d'Ovidio, F. and Petrenko, A.A. (2019). Vertical motions and their effects on a biogeochemical tracer in a cyclonic structure finely observed in the Ligurian Sea., J.Geophys.Res., 124, doi:10.1029/2018JC014392.

Rousselet, L., De Verneil, A., Doglioli, A., Petrenko, A.A., Duhamel, S.,Maes, C., Blanke, B. (2018). Large to submesoscale surface circulation and its implications on biogeochemical/biological horizontal distributions during the OUTPACE cruise (SouthWest Pacific). Biogeosciences Discuss., doi:10.5194/bg-2017-456.

Rousselet, L., Doglioli, A.M., Maes, C., Blanke, B., Petrenko, A.A. (2016). Impacts of mesoscale activity on the water masses and circulation in the Coral Sea. J. Geophys. Res. Oceans, 121, 7277-7289, doi:10.1002/2016JC011861. see preprint

Tzortzis, R., Doglioli, A. M., Barrillon, S., Petrenko, A. A., d'Ovidio, F., Izard, L., Thyssen, M., Pascual, A., Barceló-Llull, B., Cyr, F., Tedetti, M., Bhairy, N., Garreau, P., Dumas, F., and Gregori, G. (2021). Impact of moderate energetic fine-scale dynamics on the phytoplankton community structure in the western Mediterranean Sea, Biogeosciences Discuss., doi: 10.5194/bg-2021-38.

de Verneil A., Rousselet L., Doglioli A., Petrenko, A.A., Bouruet-Aubertot P., Moutin T. (2018). OUTPACE long duration stations: physical variability, context of biogeochemical sampling, and evaluation of sampling strategy. Biogeosciences Discuss., doi:10.5194/bg-2017-455.

de Verneil A., Rousselet, L., Doglioli, A.M., Petrenko, A.A., Moutin, T. (2017). The Fate of a Southwest Pacific Bloom: Gauging the impact of submesoscale vs. mesoscale circulation on biological gradients in the subtropics. Biogeosciences Discuss., doi:10.5194/bg-2017-84.