Variabilité temporelle du DIC dans l’Est de l’Atlantique tropical

- 78 - kg^-1) ne sont pas meilleurs. Cela indique d’une part que les valeurs élevées des paramètres statistiques ne sont pas dues aux valeurs extrêmes et d’autre part que les valeurs de DIC calculées à partir de la relation DIC-SSS-SST et celles observées durant la campagne BIOZAIRE ne sont pas concordantes. Cette absence de cohérence est certainement liée aux conditions hydrologiques et biologiques ayant prévalu dans la région échantillonnée durant la période de la campagne BIOZAIRE. Cette région est localisée plus à l’Est du bassin. Elle subit une influence plus grande du fleuve Congo avec une activité biologique plus intense, contrairement à la région d’échantillonnage des campagnes EGEE. Le décalage temporel entre les deux campagnes (EGEE : juin et septembre ; BIOZAIRE : Décembre) pourrait aussi expliquer cette différence entre les DIC calculés et observés de la campagne BIOZAIRE.

Contrairement à la campagne BIOZAIRE, les valeurs de DIC de la campagne ANTXI/1 sont relativement assez proches de celle des valeurs de DIC calculées à partir de la relation DIC-SSS-SST. Toutefois, il existe pour certains échantillons des écarts importants entre les valeurs de DIC ANTXI/1 observées et de DIC calculées. Pour ces échantillons les valeurs de rmse calculées sont élevées. Cette non concordance concerne les échantillons proches du Congo (5°S-10°S) avec un rmse de 33,51 µmol kg^-1 et ceux de la zone de faible salinité (4°N-1°S) avec un rmse de 22,30 µmol kg^-1.

La relation DIC-SSS-SST utilisée pour générer les valeurs de DIC des campagnes BIOZAIRE et ANTXI /1 n’est pas tout à fait appropriée pour l’estimation du DIC dans les zones de faibles salinités. Une amélioration de cette relation est nécessaire pour mieux reproduire les valeurs de DIC observées durant ces campagnes.

- 79 - au sud de l’équateur, les variations temporelles de DIC (Figure 37) indiquent un minimum en janvier 1993 (CITHER 1) et un maximum en juin 2006 (EGEE). L’allure de l’accroissement est identique au nord comme au sud de l’équateur. Toutefois, les évolutions temporelles de DIC observé sont plus grandes au sud de la zone que celles au nord de l’équateur.

Pour mieux cerner l’évolution temporelle du DIC, nous avons considéré les données de campagnes effectuées durant la même saison. Ainsi deux saisons se distinguent : l’hiver boréal regroupant les campagnes FOCAL 6 et CITHER 1 (janvier) le long de la radiale 4°W et la période de la mousson (mai –novembre) regroupant les campagnes ANTXI et EGEE.

ANTXI/1 et EGEE (1, 3, 5) couvrent le début de la mousson (mai –juillet) et ANTXI/5 et EGEE (2, 4, 6) la fin de la mousson (septembre –novembre). La période de début et de fin de mousson est variable selon les années (cf. paragraphe 3.4.2).

Figure 37 : Variabilité temporelle du DIC dans l’Est de l’Atlantique tropical. Les barres indiquent les écart-types sur les valeurs moyennes : nord (6°N-0°) et sud (0°10°S).

En hiver boréal, au nord (6°N-0°) comme au sud, (0°10°S) sur la période de 1984 (FOCAL 6) à 1993 (CITHER 1) le DIC reste constant. En effet les valeurs de DIC obtenues sont respectivement de 1923 (±25) µmol kg^-1 (CITHER 1) et de 1927 (±20) µmol kg^-1 (FOCAL 6) au nord et de 1968 (±45) µmol kg^-1 (CITHER 1) et de 1988 (±40) µmol kg^-1 (FOCAL 6) au sud.

En période de mousson (début ou /et fin), de 6°N à 0° le DIC se situe entre 1945±35 µmol kg^-1 (ANTXI/1) et 1967±48 µmol kg^-1 (EGEE). Pendant la même période au Sud de l’équateur, il couvre une gamme de 2002±24 µmol kg^-1 (ANTXI/1) à 2037±20 µmol kg^-1 (EGEE). Les écarts –types sur les valeurs du DIC estimées sont compris entre ±20 µmol kg^-1 et ±50 µmol kg^-1. Ces valeurs élevées d’écarts –types montrent la forte variabilité du DIC dans cette zone océanique (nord et sud de l’équateur). Pour une évolution du DIC sur 1980- 2000, la variabilité temporelle du carbone inorganique dans l’Est de l’Atlantique tropical reste assez complexe à déduire.

- 80 - 4.3 Cartes mensuelles (juin et septembre) de DIC à partir de champs de SST et SSS

La relation empirique DIC-SST-SSS permet de construire des cartes de DIC à partir de champs de salinité et température de surface. Concernant la salinité, le champ utilisé est le même que celui qui a été utilisé pour la reconstruction des cartes d’alcalinité. Pour la température nous disposons de données mensuelles de SST pour chaque année provenant de TMI ((Tropical Rain Mission Measurement) Microwave Imager). Nous avons sélectionné les données SST de TMI correspondant aux mois de juin et de septembre des trois années 2005, 2006 et 2007 de la période des campagnes EGEE. Une moyenne des champs de SST sur les trois années pour les mois de juin et de septembre a été faite. C’est ce champ moyen de SST de TMI avec une résolution de 0,25° de latitude par 0,25° de longitude qui a été utilisé pour la reconstruction du DIC dans la zone étudiée.

Des cartes de DIC moyen pour juin et septembre ont été établies à partir de champs de salinité et de SST TMI (Figure 38). Les faibles DIC sont localisés dans l’est du bassin près des côtes. Ainsi en juin comme en septembre, à 4°N-0, 4°E-9°E le DIC est inférieur à 1900 µmol kg^-1. De 8°S à 10°S, les DIC calculés sont en général supérieurs à 2050 µmol kg^-1 en septembre.

(a) mois de juin (b) mois de septembre

Figure 38 : cartes de distribution de DIC dans l’est de l’Atlantique tropical (a) juin et (b) septembre calculée à partir des SSS mensuelles climatologiques (Word Ocean Atlas, 2005) et de SST moyennes mensuelles de TMI des mois de juin et septembre sur la période 2005 à 2007.

Au nord du bassin (6°N-0), les valeurs maximales de DIC sont de 2023 µmol kg^-1 localisées à 0,5°N, 9,5°W en juin et de 2050 µmol kg^-1 à 4,5°N, 1,5°W en septembre. Les minima de DIC sont de 1755 µmol kg^-1 (0,5°N, 10,5°W) en juin et de 1823 µmol kg^-1 (5,5°N, 4,5°E) en septembre. Les amplitudes entre les extrema de DIC sont plus élevées en juin (~300 µmol kg^-1) qu’en septembre (200 µmol kg^-1).

- 81 - Au sud de notre zone d’étude, les maxima de DIC sont localisées à 10,5°S, 3,5°W (2081 µmol kg^-1) en juin et à 10,5°S, 3,5°E (2114 µmol kg^-1) en septembre. Les minima dans cette partie du bassin sont de 1932 µmol kg^-1 (0,5°S, 8,5°E) en juin et de 1925 µmol kg^-1 (4,5°S, 10,5°E) en septembre. Les amplitudes entre les extrema sont un peu plus faibles au sud qu’au nord de la zone en juin comme en septembre.

Le gradient nord–sud semblable à celui observé sur les cartes d’alcalinité est également présent sur les cartes de DIC et provient essentiellement des variations de température. La carte de DIC de septembre montre des valeurs très élevées au sud de la zone par rapport à la carte de juin. Cette caractéristique est due aux variations de SST car les SSS en juin comme en septembre sont de l’ordre de 36. En effet, les SST entre 8°S et 10°S sont plus élevés en juin (~ 25°C) qu’en septembre (~23°C). Dans la relation DIC-SSS-SST, pour une même salinité, une baisse de la SST implique une augmentation de DIC. Ainsi, les fortes valeurs de DIC en septembre résultent de l’écart de 2° C observé entre les mois de juin et septembre. Cela s’explique par le retrait de la langue d’eau froide en septembre (Figure 18).

Dans la reconstruction des cartes de DIC comme de l’alcalinité dans l’Est de l’Atlantique tropical, la résolution choisie est de 1° de latitude x 1° de longitude. La résolution des données de température étant plus grande que celle des données de salinité, les données de température ont été moyennées sur une grille 1°latitude x 1°longitude. Ce calcul effectué masque les variations de température que l’on pourrait observer dans la meilleure résolution fournie par le fichier original. Il serait intéressant d’avoir la même résolution en salinité. En outre une meilleure résolution des données en salinité permettrait de réduire les erreurs sur les cartes de DIC ou d’alcalinité obtenues à partir des différentes relations empiriques établies.

A partir des cartes de TA et de DIC, il est possible de calculer la fugacité océanique de CO2 dans l’ensemble de l’Est de l’Atlantique tropical ; ce qui conduit à la détermination du flux de CO2 air –mer dans cette zone océanique.

- 82 -

CHAPITRE 5 : FLUX AIR-MER DE CO

DURANT LA PERIODE DE LA MOUSSON AFRICAINE

5.1. La fugacité de CO₂ océanique (fCO₂)