Variabilité de structure et de fonctionnement d'un écosystème de bord est (application à l'upwelling de Californie)

Abstract

Le système du Courant de Californie (CCS) est l un des grands systèmes d upwelling de bord est de la planète, caractérisés par un régime saisonnier de vents qui provoque des remontées d eaux profondes (upwelling côtier), riches en nutriments, favorisant une forte activité biologique. À long terme, l écosystème du CCS révèle des alternances de dominance de communautés marines, encore inexpliquées. L objet de cette thèse est de comprendre l effet de la variabilité pluriannuelle des vents sur la structure et le fonctionnement des premiers maillons trophiques de l écosystème du CCS à partir d études de processus reposant sur une approche numérique. Une première étude a permis de montrer que l upwelling côtier et le transport côte-large ont une variabilité à basse fréquence fortement corrélée à celle de la tension de vent parallèle à la côte et au mode North Pacific Gyre Oscillation (NPGO), mis en évidence récemment et connu pour capturer une part de la variabilité à basse fréquence des vents d upwelling et de la chlorophylle dans le CCS. Une étude fine de ces vents a permis de mettre en évidence une relation forte entre leur variabilité saisonnière et le mode NPGO, avec une modulation temporelle du déclenchement de la saison d upwelling du CCS. L impact d un tel déphasage de l upwelling sur un écosystème planétonique a pu ensuite être testé. À la côte, l écosystème répond directement à un scénario d upwelling précoce par une productivité plus forte. Au large, les incidences sur l écosystème s opèrent via les processus de transport côte-large. L effet sur le zooplancton est plus prononcé que sur le phytoplancton et est susceptible d affecter les niveaux trophiques supérieurs.The California Current System (CCS) is one of the major eastern boundary upwelling systems, which are characterized by a seasonal wind regime that upwells deep nutrient-rich water to the surface, favorable to high biological activity at coast. In the long term, the CCS ecosystem reveals still unexplained shifts in marine communities. In this context, this thesis aims at understanding how pluriannual wind variability influences the structure and functioning of the lower trophic levels of the CCS ecosystem. With this end in view, we carry out process studies based on a numerical approach. In a first study, we show that the low frequency variability of coastal upwelling and crossshore transport is strongly correlated with that of alongshore wind stress and with the North Pacific Gyre Oscillation (NPGO). This latter mode was recently discovered and is known to explain part of the low frequency variability of the upwelling winds and chlorophyll in the CCS. At a finer scale, we show a strong relationship between the seasonal variability of the upwelling winds and the NPGO, which is translated into temporal modulation of the upwelling onset in the CCS. We investigate the influence of such a delay in upwelling onset on a planktonic ecosystem. Nearshore, in an early upwelling scenario, the ecosystem is immediately more productive. Offshore, the ecosystem is also influenced via cross-shore transport processes. The effect on zooplankton species is more pronounced than on phytoplankton species and may impact higher trophic levels.BREST-BU Droit-Sciences-Sports (290192103) / SudocPLOUZANE-Bibl.La Pérouse (290195209) / SudocSudocFranceF