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Le programme de recherche CEOS a permis à un grand nombre d'institutions de divers pays d'Amérique, d'Afrique et d'Europe de collaborer pour étudier dans une perspective comparative l'impact des changements climatiques sur les ressources en espèces pélagiques dans les différentes zones d'upwelling mondiales. Il est maintenant établi que la dynamique de ces stocks dépend très étroitement de l'environnement physique et des modifications des processus océanographiques. Les recherches ont porté plus spécialement sur la manière d'évaluer et de caractériser les changements observés en distinguant l'origine et l'échelle, globale ou locale, de ces phénomènes. Les changements climatiques sont décrits, analysés et comparés, leurs impacts sur les ressources pélagiques sont évalués, quelques scénarios d'évolution dorénavant identifiés sont présentés. Cet ouvrage, qui enrichit la connaissance des relations entre environnement et ressources, pourra être utilement mis à profit par les gestionnaires des pêches. (Résumé d'auteur)

A travers une approche comparative incluant douze régions d'upwelling des océans Atlantique, Indien et Pacifique, les stratégies de reproduction des sardines, anchois et sardinelles sont étudiées en relation avec les processus environnementaux majeurs affectant le succès du recrutement. Dans chaque région et pour chaque espèce considérée, une revue exhaustive de la littérature permet d'identifier les principales caractéristiques de la dynamique de reproduction. Les principales zones de ponte et les mois correspondant aux pics de la saison de reproduction sont ainsi identifiés. Les moyennes mensuelles de l'intensité de l'upwelling et de la vitesse du vent sont calculées dans chaque zone de ponte à partir de la base de données COADS (Comprehensive Ocean Atmosphere Dataset). Une comparaison des valeurs de ces paramètres environnementaux durant les pics de la saison de reproduction est effectuée entre les différentes zones d'upwelling étudiées. Au large du Pérou, la reproduction a lieu lorsque l'intensité de l'upwelling est maximale (1,8 m3/s/m). Au large du Maroc, la reproduction est décalée par rapport au processus d'upwelling (l'intensité de l'upwelling se situe dans l'intervalle 0,2-0,3 m3/s/m). Le long des côtes de la Namibie, du Chili et de la Californie, la ponte a lieu à des valeurs intermédiaires d'upwelling. Il apparaît que le calendrier de la reproduction des sardines, anchois et sardinelles, s'étale sur une large gamme d'intensité d'upwelling. Il n'y a pas de lien apparent entre l'occurrence du processus d'upwelling et celle des pics saisonniers de reproduction. Une analyse similaire est effectuée en utilisant les valeurs moyennes de la vitesse du vent durant les pics saisonniers de reproduction. Il en résulte que pour les sardines et sardinelles, la reproduction a lieu lorsque les moyennes mensuelles de la vitesse du vent sont comprises entre 5,3 à 6,1 m3/s/m pour dix des douze écosystèmes d'upwelling étudiés... (D'après résumé d'auteur)

L'élaboration d'une chaîne de traitement spécifique aux données infrarouge thermique des satellites de la série METEOSAT a été réalisée. L'abondance des données satellitales liées à la répétitivité des observations permet d'accéder à une résolution de 5 jours et 6 km, soit très en deçà des méthodes d'investigation utilisables en routine en océanographie côtière. La description spatio-temporelle précise et régulière de l'upwelling côtier de la Mauritanie à la Guinée est ainsi accessible depuis 1984. La zone étudiée est soumise à la très forte saisonnalité de l'upwelling côtier, lequel présente aussi de fortes anomalies interannuelles. La connaissance de la structure des champs thermiques superficiels permet de relier la position moyenne des zones de remontée à la topographie du plateau continental. La détermination de la TSM sur une bande continue centrée sur le maximum de résurgence permet le calcul d'indices d'upwelling spatialisés et de caractériser la dynamique saisoniière de l'upwelling à travers des paramètres tels que : intensité et durée mais aussi décalages saisonniers et progressivité des transitions saisonnières. A partir de l'exemple de #Sardina pilchardus$ au Sénégal, on émet l'hypothèse que ni l'intensité saisonnière moyenne, ni la précocité de l'upwelling ne permettent d'expliquer à eux seuls certaines migrations exceptionnelles de cette espèce, mais que la dynamique des transitions saisonnières semble également déterminante. (Résumé d'auteur)

Depuis 1966, les changements observés dans l'écosystème de Côte-d'Ivoire-Ghana sont décrits. Cet écosystème, aux caractéristiques spécifiques, apparaît comme unique dans l'ensemble plus vaste que représente l'écosystème du courant de Guinée auquel il appartient. L'analyse de différents jeux de données de température montrent que les deux upwellings saisonniers qui se produisent dans cet écosystème ont vu leur intensité changer, d'où résulte un moindre contraste entre leurs intensités respectives. L'intensité des pluies a décru tandis que celle des vents s'est accrue. Certains de ces changements environnementaux sont à mettre en parallèle avec des changements plus globaux. (Résumé d'auteur)

La variabilité des captures en fonction du temps (nombre d'années considérées) a été déterminée pour différentes espèces/genres de poisson dans différentes sous-zones FAO (Atlantique, Pacifique, Méditerranée) pour la période 1970-1991. Globalement, 109 séries de capture par espèce/sous-zone, réalisant plus de 40% des captures marines annuelles mondiales, furent analysées. Les résultats indiquent que pour la grande majorité des séries de capture la variabilité s'accroît avec la période de temps considérée. La variabilité croissante avec le temps indique que la plupart des captures d'espèces/sous-zones présentent une tendance à long terme et, par conséquent, un spectre "rouge". Un premier résultat est que les aménageurs et les scientifiques sont confrontés à des variables qui n'explorent pas rapidement leur limite extrême, mais au contraire se promènent entre des bornes sans cesse fluctuantes. Un tel pattern suggère qu'il n'existe pas d'équilibre, qui constitue cependant la notion fondamentale de la plupart des modèles présentés en aménagement des pêches. Les résultats indiquent aussi que pour les mêmes espèces/genres, la variabilité est plus grande dans les quatres grandes zones d'upwelling mondiales, principalement au Pérou ; et plus faible en Méditerranée. Pour les mêmes espèces/genres, les différences observées dans la variabilité (c'est-à-dire spatiale) apparaissent comme une fonction des caractéristiques de la communauté/écosystème de la région marine considérée. (Résumé d'auteur)

Pour analyser les changements dans une série climatique, il ne suffit pas de "repérer" les différentes sortes de "tendances" ou "pseudo-tendances" qui peuvent apparaître. Sous peine de profondes erreurs de compréhension, il est nécessaire de pouvoir caractériser correctement les différents processus d'évolution dans le temps. Une série temporelle peut évoluer de façon déterministe ou stochastique dans sa composante moyenne et/ou dans sa composante saisonnière. Les processus résiduels peuvent également avoir une variance qui évolue dans le temps. Ces différents processus d'évolution ont des propriétés très différentes et la caractérisation que l'on peut faire des changements temporels en dépend grandement. Malheureusement, sur de courtes périodes de temps, ces différents processus apparaissent très semblables. Il est donc primordial de pouvoir distinguer correctement les différentes composantes d'une série temporelle pour en caractériser les propriétés. Lorsqu'on examine conjointement un groupe de séries temporelles, par exemple des séries de température distribuées sur différentes latitudes adjacentes, il est possible de mettre en évidence des processus d'évolution sous-jacents qui leur sont communs. Ce type de dynamique est très différent de celui qui pourrait être estimé par des modèles EOF ou autres méthodes basées sur l'analyse en composante principale. Des avancées récentes en analyse des séries temporelles et en économétrie permettant d'explorer le type d'évolution d'une série temporelle, de tester et d'estimer les composantes sous-jacentes de ces changements temporels sont présentées. (Résumé d'auteur)

Des modèles de flux trophiques de sous-systèmes productifs des quatre grands écosystèmes du bord est des océans, c'est-à-dire le courant de Humboldt devant le nord et le centre du Pérou (4-14°S), le courant nord du Benguela devant la Namibie (15-35°S), le courant des Canaries (12-25°N) devant le Sénégal et la Mauritanie, et le courant de Californie (28-43°N), sont construits afin de représenter les différents régimes de ces systèmes du milieu des années 60 au début des années 80. Les modèles sont analysés et comparés au moyen de l'analyse des réseaux de flux. La présente contribution synthétise les résultats d'une étude plus détaillée focalisée sur les cinq espèces dominantes : l'anchois, la sardine, le chinchard, le maquereau et le merlu, et sur la distinction entre effets locaux et globaux. Tandis que la structure générale des systèmes est similaire, les caractéristiques propres à la taille des systèmes sont spécifiques. Les systèmes sont presque tous inefficaces en termes de transfert d'énergie au travers du réseau trophique. Les productivités en petits pélagiques, de même que les conditions favorables pour elles, apparaissent de nature globale, tandis que les propriétés relatives aux poissons de taille moyenne ainsi que les effets d'inhibition de tous les autres groupes dominants de poisson apparaissent plus semblables à l'intérieur des systèmes. Les propriétés relatives au régime de pêche, c'est-à-dire à la mortalité par pêche, ou à la fraction de production primaire disponible et nécessaire pour maintenir les pêcheries, sont très fluctuantes d'un système ou d'un régime à l'autre. Une attention particulière est nécessaire pour analyser les séries temporelles de flux dans les compartiments planctoniques afin d'obtenir une compréhension plus détaillée des propriétés spécifiques de l'écosystème. (Résumé d'auteur)

Les stocks de sardines marocains atlantiques (#Sardina pilchardus$) ont connu des changements d'abondance et de distribution depuis les cinq dernières décennies. Un accroissement à long terme de l'intensité de l'upwelling côtier marocain entre les années 50 et le milieu des années 70 dû à l'accroissement de l'intensité des alizés est suggéré comme ayant induit cette fluctuation à long terme de la sardine. Les implications pour les pêcheries de sardine marocaine sont discutées. (Résumé d'auteur)

Les évolutions des captures d'anchois (#Engraulis ringens$) et de sardine (#Sardinops sagas$) au nord du Chili et au Pérou sont analysées entre 1950 et 1993. Les variations d'abondance des deux espèces sont estimées en utilisant les captures par unité d'effort (CPUE) et comparées avec les estimations des VPA (Analyses Virtuelles des Populations). Les fluctuations environnementales sont analysées à partir des séries historiques de l'indice d'oscillation Sud, de la température de surface (SST), et des indices d'upwelling et de turbulence. Un modèle global est ajusté pour la pêcherie d'anchois au nord du Chili et au Pérou entre 1957 et 1977. Ce modèle explique les variations de CPUE en fonction de l'effort de pêche et de la SST introduite comme une fonction de la capacité biotique. Un modèle similaire est appliqué pour la sardine pour le nord du Chili entre 1975 et 1992. Ce dernier inclut la CPUE, l'effort de pêche et la SST en tant que fonction quadratique de la capacité biotique. Il est conclu que ces deux ressources furent intensivement exploitées et affectées par les changements environnementaux qui ont des effets négatifs sur la production. L'anchois se développe mieux dans un environnement relativement froid, tandis que la sardine montre une nette préférence pour des périodes chaudes, cependant qui ne soient pas aussi extrêmes que le El Nino 1982-83. (Résumé d'auteur)

Les mesures de SST côtières et les images dérivées du canal IR du satellite Météosat sont utilisées pour étudier l'évolution spatio-temporelle du petit upwelling devant la Côte-d'Ivoire. Les images TIR dérivées de Météosat donnent une image interprétable des dynamiques spatiales des upwellings devant la Côte-d'Ivoire. Les refroidissements sont détectés par les capteurs de Météosat parce qu'en général un ciel clair et une extension suffisante au large se produit. L'utilisation de Météosat apparaît satisfaisante pour localiser les zones de refroidissement devant la Côte-d'Ivoire. Le petit upwelling apparaît plus persistant dans la partie ouest que dans la partie est de la Côte-d'Ivoire. En dépit de son aspect local, l'utilisation des mesures de SST côtières peut être considérée comme un bon moyen pour détecter la présence de l'upwelling côtier. (Résumé d'auteur)

Des séries mensuelles de la tension méridienne du vent et de la température de surface du système du courant de Californie, issues de la base de données COADS sur la période 1946-1990, sont décomposées à l'aide de modèles Espace-Etat. Ces modèles estiment de façon non paramétrique une tendance non linéraire, un signal saisonnier non déterministe et non stationnaire, et un terme autorégressif. Pour pouvoir effectuer des comparaisons, des séries de températures de surface provenant de quelques sites côtiers ont également été décomposées par les mêmes méthodes statistiques. On montre qu'il existe pour la température de surface de la mer, des périodes d'anomalies chaudes ou froides à l'échelle décennale sur l'ensemble du système du courant californien. Les anomalies de la tension du vent s'étendent moins en latitude et sont généralement non corrélées avec les anomalies observées dans les températures de surface. Ceci suggère que les variations décennales de température de surface sont contrôlées par des champs de pression et de vent à une échelle globale plutôt que le forçage local du vent. Le système du courant de Californie peut être divisé en trois régions correspondant à trois écosystèmes différents. La région nord (42-48°N) est une zone de transition entre des vents dirigés vers l'équateur au sud de cette zone et vers le pôle au nord de 44°N. Cette orientation vers le pôle a tendance à s'accentuer avec le temps. De même, la température de surface de la mer, relativement homogène dans la région (42-48°N), a tendance à diminuer. Au sud de 42°N, la direction du vent est orientée vers l'équateur, cette latitude détermine la séparation entre la région nord et les régions centrale et sud. C'est dans la région centrale (34-42°N) que la tension du vent est la plus forte et que l'augmentation de la composante sud du vent a été la plus importante... (D'après résumé d'auteur)

La variabilité et les tendances observées dans certains séries temporelles d'environnement mesurées sur les côtes sénégalaises sont présentées. Depuis les années quatre-vingt, les vitesses des vents augmentent et, depuis 1988, les températures de surface de l'océan diminuent. Les nitrates, qui sont liés à la température, fluctuent de façon notable pendant les périodes d'upwelling. La salinité varie en fonction de nombreux facteurs, comme les pluies qui ont lieu durant la saison chaude. Les phosphates et la chlorophylle sont aussi variables selon les saisons et les années. Les aspects saisonniers sont prédominants pour la plupart des paramètres étudiés. (Résumé d'auteur)

Les dynamiques spatiales et temporelles des petits pélagiques côtiers de l'écosystème ivoiro-ghanéen et les changements dans la biologie des poissons sont examinés. Durant les deux dernières décennies l'abondance de la population de #Sardinella aurita$ est passée d'un état en déplétion à un état prospère. Ces changements drastiques n'apparaissent pas en conformité avec les précédentes connaissances acquises sur les espèces et les pêcheries de l'ouest du Golfe de Guinée. Cependant, le renforcement du petit upwelling apparaît comme la seule cause probable responsable des changements observés. (Résumé d'auteur)

Les relations entre l'environnement marin et la production halieutique en mer Noire sont étudiées. Les patterns d'association des processus océanographiques avec les cycles du plancton et la reproduction des poissons dans l'espace et le temps sont examinés et comparés. Les niches reproductives de l'anchois #Engraulis encrasicolus ponticus$ Alex et du sprat #Sprattus sprattus$ L., les deux espèces les plus abondantes en mer Noire, sont analysées en fonction de la biomasse des géniteurs et des processus d'enrichissement, de concentration et de rétention. Dans ce but, des analyses statistiques non linéaires (modèles additifs généralisés) ont été effectuées en utilisant des données chronologiques de recrutement, de biomasse d'adultes, de température de surface de la mer, de vitesse du vent, de turbulence, de ruissellement des rivières et d'apports en phosphore. Une nette relation entre le recrutement et le stock adulte est mise en évidence. On peut tirer la conclusion que le sprat se reproduit en hiver dans des conditions plus sévères qui sont dépendantes de la variabilité environnementale à grande échelle. La distribution et l'abondance de la progéniture sont associées aux processus de divergence/convergence au large. L'anchois se reproduit en été dans les eaux côtières. Une forte dépendance de son recrutement en fonction du stock d'adultes est démontrée et son abondance est apparemment liée aux zones de panaches des grandes fleuves et à l'enrichissement produit par eux. Les relations avec la température de la mer sont en accord avec les préférences thermiques pour l'anchois et le sprat. (Résumé d'auteur)

Un certain nombre de caractéristiques du réseau scientifique CEOS (climat du bord est des océans) sont énumérées et discutées : l'application de la méthode comparative, l'utilisation de techniques d'exploration dans le domaine non-linéaire, l'intégration des aspects biologiques-écologiques et socio-économiques au sein d'une même approche, mise en place de concepts de base (par exemple, la "triade") pour organiser une recherche pluridisciplinaire. D'une décennie à l'autre des changements drastiques peuvent être observés pour de nombreuses populations de poisson et cela est difficilement explicable avec les outils classiques développés en halieutique. Si, cependant, la synchronie apparente de ces fluctuations décennales reflète l'existence d'un véritable mécanisme causal, cela peut singulièrement simplifier le problème de la capacité prédictive. (Résumé d'auteur)

La base de données COADS (Comprehensive Ocean-Atmosphere Dataset) a été sélectionnée par CEOS pour analyser la variabilité climatique des zones d'upwelling mondiales au cours des quarante dernières années. Cette base de données rassemble 100 millions d'observations météorologiques de surface collectées par les navires marchands et d'autres plates-formes sur les océans du monde entier. La couverture est mondiale et les premières données remontent à 1854. Les principaux biais rencontrés lors de l'utilisation de COADS sont passés en revue. Les changements au cours du temps des méthodes de mesure sont à l'origine des erreurs les plus courantes, les variables concernées sont plus particulièrement la température de surface de la mer et le vent. Des modifications des modes de prélèvement et l'introduction de nouveaux instruments de mesure à la fin de la Seconde Guerre Mondiale sont à l'origine d'un changement abrupt dans les séries de température de surface de la mer à la fin des années quarante. Les données concernant le vent, récoltées par les navires marchands, sont de deux types : "estimées" visuellement à partir de l'état de la mer ou "mesurées" à l'aide d'un anémomètre. Jusqu'aux années cinquante, l'essentiel des données de vent était du type "estimées", aujourd'hui les données "mesurées" à l'aide d'un anémomètre sont prédominantes. Plusieurs exemples sont donnés afin d'illustrer les biais introduits dans les séries temporelles de vent, construites à l'aide de COADS, par l'augmentation régulière du nombre de données "mesurées" au cours des quarante dernières années. Les biais introduits par la prise en compte de données provenant de bouées météorologiques sont illustrés à partir de séries extraites devant les côtes de Californie... (D'après résumé d'auteur)

Des modèles Espace-Etat sont appliqués à des séries environnementales de la côte ouest de l'Amérique du Nord : tension méridienne du vent, température de surface (SST), salinité côtière (SSS) et niveau de la mer (SL). Ces modèles estiment de façon non paramétrique une tendance non linéaire, un signal saisonnier non stationnaire et statistiquement non déterministe et un terme autorégressif par la méthode du filtre de Kalman et du maximum de vraisemblance. Il est ainsi possible de séparer les signaux saisonniers des tendances à long terme. D'après A. Bakun, la tension méridienne du vent dans les écosystèmes d'upwelling aurait augmenté durant les dernières décennies probablement à cause de la tendance au réchauffement global. Le comportement de diverses séries saisonnières pendant la saison d'upwelling a été examiné dans la région de l'écosystème du courant de Californie où l'upwelling côtier est un processus dominant (32-40°N). L'évolution de la tension du vent, de la température de surface, de la salinité et du niveau de la mer montre que durant la saison d'upwelling d'avril à juillet, il y a une intensification systématique de l'upwelling. La tension méridienne du vent et la salinité présentent une forte augmentation dans le temps tandis que la température de surface et le niveau de la mer diminuent significativement. Le sens de ces évolutions correspond bien à une intensification de l'upwelling. Pour vérifier que ces résultats sont bien spécifiques de la composante saisonnière du modèle, la composante tendancielle et la moyenne des observations mensuelles sur la période avril-juillet ont également été examinées. Pour ce qui concerne la tension méridienne du vent, la tendance à long terme, tout comme la tendance saisonnière, vont dans le sens d'une augmentation... (D'après résumé d'auteur)