ARCOONE - Arctic Operational Oceanography Network in ESONET

Objectifs

L'observatoire à long terme en eau profonde HAUSGARTEN a été établi comme l'un des sites clés d'ESONET (http://www.esonet-emso.org) pour la détection et le suivi des changements environnementaux au niveau de la zone de transition se situant entre le nord de l'Océan Atlantique Nord et le centre de l'Océan Arctique, et pour la détermination expérimentale des facteurs clés contrôlant la biodiversité des fonds marins. Le besoin d'un large éventail de profondeurs pour identifier la pertinence de la profondeur du fond océanique impliquait que son emplacement soit à proximité de la fosse de Molloy. Dans le cadre de l'initiative EMSO (European Multidisciplinary Seafloor Observatories) inscrite sur la feuille de route de l'ESFRI, HAUSGARTEN en tant que "site Arctique" est l'un des cinq observatoires en haute-mer présélectionnés, explicitement désigné comme le principal candidat pour une connexion par câble.

 

Comme le détroit de Fram est la seule connection profonde où ont lieu les échanges d'eaux intermédiaires et d'eaux profondes entre les Mers du Nord et l'Océan Arctique, il est l'un des sites clés identifié par le « Arctic Regional Ocean Observing System » (Artic ROOS; Sandven, 2005) et par le « integrated Arctic Ocean Observing System » (iAOOS; Dickson et al, 2008) comme suggéré par le « Arctic Ocean Sciences Board » (AOSB). Un réseau océanographique composé de 16 mouillages a été réalisé à partir de 1997 dans le cadre de différents projets européens, comme VEINS (Variability of the Exchanges in the Nordic Seas), ASOF-N (Arctic-Subarctic Ocean Fluxes - North), DAMOCLES IP (Developing Arctic Modeling and Observing Capabilities for Long-term Environmental Studies) et de plusieurs contributions nationales au financement institutionnel, pour mesurer les propriétés de la colonne d’eau et des flux advectifs océaniques (Fahrbach et al, 2001; Schauer et al, 2008). La forte dépendance entre les courants océaniques et la topographie du fond, en particulier dans les océans polaires faiblement stratifiés, nécessite des observations océanographiques dans les régions de faibles gradients topographiques, impliquant la grande échelle spatiale de HAUSGARTEN et des exigences clairement contradictoires. Dans les dernières années un large éventail de nouvelles technologies permettant de mesurer les échanges de masses d’eau et de chaleur (tomographie acoustique, sections océaniques par gliders, Fig. 2) et les transferts de données des réseaux de mouillage (modems acoustiques) ont été développés (dans le DAMOCLES IP) et sont en cours d'implémentation (dans le projet « ACoustic technology for OBserving the interior of the ARctic ocean », ACOBAR). Jusqu'à présent, l'observatoire en eau profonde HAUSGARTEN et les mouillages océanographiques/tomographiques ont été maintenus comme des modules instrumentaux distincts tirant uniquement de faibles avantages des mesures complémentaires et d'une intégration de l'infrastructure existante et planifiée. La connection par câble planifiée de HAUSGARTEN à une base terrestre fournirait une opportunité unique dans l'intégration de toutes les mesures indépendantes dans la zone du détroit de Fram dans l'observation multidisciplinaire et pérenne (Fig 1), comprenant à la fois le fond et la colonne d'eau océanique et capable de fournir une grande quantités de mesures in-situ opérationnelle en temps quasi-réel (near-real time; NRT). ARCOONE DM a pour objectif de fournir les solutions techniques optimales pour interfacer et délivrer les données collectées par les mouillages au nœud câblé et pour mettre en place des standards communs pour le transfert de données. La qualité scientifique et l'efficacité d'intégration due à l'amélioration des observations des écosystèmes en cours dans le HAUSGARTEN et des mesures de l'environnement physique, qui fournira une valeur ajoutée réelle dans le suivi à long terme du changement global ainsi que dans les processus d'études sur des échelles de temps plus petites. L'intégration d'une large gamme de nouvelles technologies employées dans la région du détroit de Fram dans un système de mesure cohérent et optimisé permettra de réduire les coûts, d’améliorer la stratégie de déploiement, d'extraction de données et la composition optimale des différents jeux de données disponibles pour l'ensemble de la communauté. Le réseau technologique des différents composants du système d'observation du détroit de Fram nécessite à la fois la définition et le développement de matériel ainsi que la mise en place de standards et de protocoles communs pour transférer et intégrer les divers jeux de données.

 

Schema d'un réseau tomographique/océanographique acoustique (fig. gauche), et d’instrumentation des mouillages le long de la colonne d'eau (fig. droite) dans le détroit de Fram qui sont planifiés pour être intégrés au nœud câblé.

Finalement, le Spitzberg occidental (désigné comme le site ESONET Arctique) est au centre de l'observation à long terme du HAUSGARTEN et du Kongsfjord dont le but est de mesurer l'océanographie biologique le long de la pente du plateau continentale au niveau du détroit de Fram. Ils ont été récemment mis en relation dans le cadre du projet KONGHAU mené par StatoilHyrdo. L'ajout du AOEM (avec MASOX et ARCOONE) fournira une nouvelle dimension au programme d'observation. De telles recherches multidisciplinaires construiront la « masse critique » sur un site (d'importance mondiale, à la fois comme la porte d'entrée océanographiques du détroit de Fram, et comme le lieu où les rétroactions entre le changement de climat et la dissociation d’hydrate), ce qui est cohérent avec sa désignation comme l'un des cinq sites EMSO principaux proposés comme future infrastructure d’observation câblée multi-node. Nous souhaitons tirer avantage de l'opportunité offerte au travers du AOEM pour créer des liens entre les différents groupes de recherches et former un pôle pour une approche plus cohérente et coordonnée de la recherche dans l'observation du fond océanique arctique qui sera maintenue au-delà des projets actuels ESONET / EMSO.

 

Positions de observatoires HAUSGARTEN, KONGSFJORD, et KONGHAU (issus de la newsletter HERMES) et de l'observatoire MASOX proposé (cercle jaune) sur le site Arctique du ESONET-EMSO.