Banque de physique - chimie (BPC)
De multiples paramètres physiques sont mesurés dans les océans : ils permettent d’étudier les caractéristiques de l’eau (température, salinité, etc.) et de leurs déplacements (courants) mais aussi la transformation et le devenir de la matière, notamment de la matière organique et des éléments majeurs (C, N, P, S, etc ...) par l'effet des processus biologiques et chimiques.
Les paramètres mesurés les plus classiques sont la température et la salinité de l’eau de mer. Ces deux variables vont apporter des informations sur la densité des masses d’eau, un paramètre clé de la circulation océanique.
D’autres paramètres physico-chimiques peuvent également être mesurés comme :
- l’oxygène dissous,
- les pigments phytoplanctoniques : chlorophylle-a, les caroténoïdes, phaeopigments,…
- les sels nutritifs : nitrates, nitrites, ammonium, phosphate, silicate,…
- les système des carbonates : pH, alcalinité, CO2,…
- la turbidité (présence de matières en suspension dans l’eau),
- la vitesse et direction des courants,
- la présence de gaz rares,
- la pression, etc.
Retrouvez tous les paramètres disponibles dans certains systèmes d'informations :
- dans Coriolis (http://www.coriolis.eu.org)
- dans le catalogue des données océanographiques françaises et dans SeaDataNet : liste des paramètres MEDATLAS – 10/2023 - Versions XLS et PDF
ajouter les deux fichiers de paramètres
Comment mesurer ces paramètres ?
Les paramètres physico-chimiques sont mesurés grâce à différents moyens et différentes méthodes, soit directement dans le milieu, soit en effectuant des prélèvements pour analyse en laboratoire.
Profils verticaux
Un profil vertical concerne les mesures en un point géographique précis, effectuées tout au long de la colonne d’eau.
Les données d'hydrologie par exemple sont obtenues avec des bathysondes montées ou non sur un dispositif de prélèvement d'eau de mer nommé « rosette », un barillet portant des bouteilles de prélèvement.
Sur commande par l’utilisateur ils vont prélever des échantillons d’eau à différentes profondeurs de la colonne d’eau et en analyser différents paramètres (principalement température, salinité, pression et conductivité).
Exemple : les données d'hydrologie obtenues avec des bathysondes ou des bouteilles.
Exemple : les données de TSG (ThermoSalinoGraphes) de coque ou de bouées dérivantes ou de flotteurs.
Séries temporelles
Les séries temporelles sont des mesures effectuées sur un point fixe, sur une période de temps précise. Elles sont effectuées par des mouillages, bouées ancrées, marégraphes.
Exemple : les données de courantométrie (mesures de courant : cap, vitesse et éventuellement pression et température, etc.).
Le suivi de l'environnement est mené par des mesures périodiques, allant de quelques jours à quelques années, par des équipes scientifiques soit sur le littoral, soit embarquées sur des navires de recherche qui effectuent des séries de campagnes répétées, avec un protocole identique. Il est mené pour caractériser des évolutions plus lentes (de la saison à quelques décennies) : environnement littoral, pêche et stocks, évolution climatique, variabilité des écosystèmes.
Les campagnes d'observation ponctuelles menées à partir des navires de recherche permettent un première approche d'un phénomène, d'une région, ... encore peu ou pas connus, notamment pour l'océan profond. Dans ce cas, les mesures peuvent être très variées et se prolonger ensuite au laboratoire pendant plusieurs mois par des analyses des échantillons recueillis. Les données ne sont donc disponibles qu'après cette période (2 ans, pouvant être prolongée si nécessaire).
Pour que les données issues de l’observation ou de traitement soient utilisables, parfois après un temps long, par des équipes qui n’ont pas directement participé à l’acquisition initiale, il est indispensable que des descriptifs soient liés aux observations. Des descriptifs sont appelés métadonnées (c.a.d. données sur les données) et comprennent pour les observations de la terre (ou de la mer !) notamment : le lieu géographique (latitude, longitude, profondeur), la date et l’heure de l’observation, l’instrument (ou son type) mis en œuvre, le ou les responsable(s) ayant supervisés les mesures, le contexte de mise en œuvre (projet, campagne à la mer ou plongée, contrat éventuel, etc.) qui renseigne aussi sur les objectifs de l’observation initiale et son degré de précision.
Il s’agit de fichiers directement lisibles en utilisant des outils bureautiques conventionnels (logiciels de traitement de texte, tableurs, ...). Ces fichiers sont en général structurés en lignes et colonnes (format "tableur"), chaque ligne représentant une observation élémentaire, une colonne représentant l’ensemble des valeurs successivement observées pour un paramètre (exemple : format CSV). Sont ainsi principalement utilisés pour la diffusion de données les formats :
- SeaDataNet MedAtlas comme format supplémentaire optionnel,
- SeaDataNet ODV4 ASCII pour les profils, les séries temporelles et les trajectoires,
- SeaDataNet NetCDF avec conformité CF pour les profils, les séries temporelles et les trajectoires,
- NetCDF avec conformité CF pour les données d'observation 3D telles que l'ADCP.
Les formats de données sont décrits dans cette documentation : https://www.seadatanet.org/content/download/636/file/SDN2_D85_WP8_Datafile_formats.pdf
Des exemples de fichiers selon les différents formats sont disponibles ici : https://www.seadatanet.org/Standards/Data-Transport-Formats
L'historique des versions des formats est listé dans cette page : https://archimer.ifremer.fr/doc/00454/56547/
Profils verticaux
Séries temporelles
récupérer les 3 fichiers pour les Gestion de données/ formats/medatlas/séries temporelles
Afin de favoriser l’harmonisation des jeux de données gérées par l’Ifremer et par ses partenaires français, européens et internationaux, l’Ifremer met à disposition un certain nombre de logiciels de gestion et de traitement de données environnementales marines. Il s’agit d’une mise à disposition gratuite, sous licence de type « Open Access », sans garantie, sans support ni accès au code source sauf convention particulière.
Sont ainsi disponibles :
Les logiciels développés dans le cadre du projet européen SeaDataNet :
- NEMO : logiciel de conversion de formats pour les profils verticaux et les séries temporelles
- MIKADO : logiciel de génération de métadonnées conformes à la famille de norme ISO 19115.
- OCTOPUS : Logiciel de conversion de formats.
- ODV (Ocean Data View) : Logiciel de contrôle et de visualisation de données de la colonne d’eau, développé par l’Alfred Wegener Institute (AWI).
- DIVA (Data interpoler Variational Analysis) : Logiciel d'interpolation spatiale des données (analyse).
- SCOOP3 : logiciel de contrôle qualité des données de la colonne d’eau (profils verticaux, séries temporelles), reprenant les spécifications de tests de cohérence des grands programmes internationaux tels que IODE , Argo, Gosud, GTSPP, etc. et qualifiant les données à l’aide d’indicateurs qualité. Plus d'informations sur le contrôle qualité.
- Cascade : Logiciel de traitement des données d'ADCP de coque.
Le principe
Conformément aux normes internationales définies par la Commission Océanographique Intergouvernementale (COI) de l'UNESCO et la Commission des Communautés Européennes (CEC)pour l'archivage des données océanographiques, SISMER opère des contrôles de qualité (QC) sur les données et les métadonnées. Les QC se répartissent en trois groupes principaux :
- QC 0 : Contrôle du format et de l'information,
- QC 1 : Contrôle de la date et de la localisation - Contrôle de la navigation (métadonnées),
- QC 2 : Contrôle des observations (données).
Les QC sont adaptés à chaque type de données. Dans la plupart des cas ils incluent des contrôles automatiques/objectifs et des contrôles visuels/subjectifs.
Un exemple
Prenons l'exemple de contrôles qualité effectués à l'aide du logiciel expert SCOOP3 .
Chaque jeu de données de profils verticaux ou de séries temporelles passe toute une série de contrôles automatiques. Le résultat de ces contrôles automatiques est l'affectation d'un indicateur de qualité à chaque valeur numérique des fichiers de données.
Puis les points de mesures sont présentés à l'écran affectés d'une couleur correspondant à la valeur du flag qualité (échelle Seadatanet) dont voici quelques exemples :
Ces flags qualité sont alors validés ou corrigés manuellement par l'opérateur qui tient compte de la cohérence globale du jeu de données et des remarques de la personne responsable des données.
QC0 : Contrôle du format de fichier
- Détection des erreurs de format du fichier,
- Complétude de l'information.
QC1 : Contrôle des métadonnées (vérification de la route du navire et des entêtes stations)
L'utilisateur détecte les principales erreurs suivantes :
- Doublons de stations dans la base,
- Doublons internes au fichier,
- Positions à terre,
- Pics de vitesse du navire (dus à une mauvaise position géographique et/ou temporelle de la station),
- Incohérence entre la profondeur maximale mesurée de la station et la bathymétrie.
QC2 : Contrôle des données
Chaque paramètre mesuré est comparé à une climatologie de référence. Exemples de climatologies disponibles :
- pour les profils verticaux : WOA18, MIN_MAX, MEDAR/MEDATLAS,
- pour les séries temporelles : Moyenne et écart-type de la série en cours de contrôle.
L'utilisateur observe alors sur l'interface graphique les erreurs détectées :
- Pics de mesure,
- Valeurs constantes,
- Inversion de densité,
- Point de mesure hors climatologie,
- Valeurs régionales impossibles par comparaison avec des statistiques préexistantes.
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Voir aussi
Les données de la Banque de physique chimie (CTD, Bouteilles, séries temporelles et les données d'ADCP de coque) de la Banque de physique chimie sont accessibles depuis plusieurs endroits :
- Les site des campagnes océanographiques françaises : https://campagnes.flotteoceanographique.fr/
- Le site des données des campagnes à la mer : https://donnees-campagnes.flotteoceanographique.fr/
- Le site Seadanet : https://www.seadatanet.org/
- Les données publiques d'ADCP de coque sont également disponibles sur le catalogues sextant : https://sextant.ifremer.fr/
Pour toute question, merci de contacter le sismer avec l'adresse suivante : sismer@ifremer.fr
Pour en savoir plus sur l’hydrologie, la courantométrie ou le fonctionnement des flotteurs et des bathysondes, consultez le site du Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (LOPS) et le site Coriolis (dédié au programme d’observation de l’océan du même nom).