Autonomously profiling the nitrate concentrations ... - Archimer - Ifremer

 Mercator Ocean—Coriolis Quarterly Newsletter - Special Issue

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AUTONOMOUSLY PROFILING THE NITRATE CONCENTRATIONS IN THE OCEAN: THE PRONUTS PROJECT. By F. D’Ortenzio(1,2), S. Le Reste(3), H. Lavigne(1,2), F. Besson(1,2), H. Claustre(1,2), L. Coppola(1,2), A. Dufour(1,2), V. Dutreuil(3), A. Laës-Huon(3), E. Leymarie(1,2), D. Malardé(3), A. Mangin(4), C. Migon(1,2), P. Morin(5,6), A. Poteau(1,2), L. Prieur(1,2), P. Raimbault(7), P. Testor(8) 1

CNRS, UMR 7093, Laboratoire d’Océanographie de Villefranche, Villefranche sur-Mer, France Université Pierre et Marie Curie-Paris 6, UMR 7093, Laboratoire d’Océanographie de Villefranche, Villefranche-sur-Mer, France IFREMER, Département Recherches et Développements Technologiques, Service Electronique, Informatique et Mesures in situ, Centre de Brest, BP 70, Plouzané, France 4 ACRI-ST, Sophia Antipolis, France 5 CNRS, UMR 7144, Chimie Marine, Adaptation et Diversité en Milieu Marin, Roscoff, France 6 Université Pierre et Marie Curie-Paris 6, UMR7144, Chimie Marine Adaptation et Diversité en Milieu Marin, Roscoff, France 7 Institut Mediterranéen d’Oceanologie, OSU Pythéas, Marseille, France 8 Laboratoire d’Océanographie et du Climat: Expérimentation et Approches Numériques, Institut Pierre Simon Laplace, Université Pierre et Marie Curie, Centre National de la Recherche Scientifique, Paris, France 2 3

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The PRONUTS: a PROVOR-based NO3 profiling float dǁŽEKϯƐĞŶƐŽƌƐǁĞƌĞĐŽŵŵĞƌĐŝĂůůLJĂǀĂŝůĂďůĞĂƚƚŚĞďĞŐŝŶŶŝŶŐŽĨƚŚĞƉƌŽũĞĐƚ͕ďŽƚŚĚĞǀĞůŽƉĞĚďLJ^ĂƚůĂŶƟĐ/ŶĐ͗ƚŚĞ^hEĂŶĚƚŚĞ/^h^ƐĞŶͲ ƐŽƌƐ͘dŚĞƚǁŽŝŶƐƚƌƵŵĞŶƚƐĂƌĞďĂƐĞĚŽŶƚŚĞƐĂŵĞƉƌŝŶĐŝƉůĞ͗ƚŚĞŵĞĂƐƵƌĞĚĂďƐŽƌƉƟŽŶŽŶƚŚĞhsƉĂƌƚŽĨƚŚĞƐƉĞĐƚƌƵŵƉĞƌŵŝƚƐƚŽĞǀĂůƵĂƚĞƚŚĞ EKϯĐŽŶĐĞŶƚƌĂƟŽŶ͕ƵƐŝŶŐƚŚĞĞĞƌͲ>ĂŵďĞƌƚůĂǁ͘dŚĞ^hEƐĞŶƐŽƌŝƐƚŚĞŵŽƐƚƌĞĐĞŶƚůLJĚĞǀĞůŽƉĞĚĚĞǀŝĐĞĂŶĚƚŚĞŵĂŶƵĨĂĐƚƵƌĞƌƐƵŐŐĞƐƚĞĚŝƚ ĂƐŽƵƌƉƌŝŵĂƌLJĐŚŽŝĐĞ͘/ƚŝƐƐŵĂůůĞƌĂŶĚŵŽƌĞĐŽŵƉĂĐƚƚŚĂŶƚŚĞ/^h^͕ĂŶĚ͕ĐŽŶƐĞƋƵĞŶƚůLJ͕ĐŽƵůĚďĞŵŽƌĞĞĂƐŝůLJŝŶƚĞŐƌĂƚĞĚŽŶĂWZKsKZ͘&Žƌ ƚŚĞ /^h^ ŝŶƚĞŐƌĂƟŽŶ ŽŶ ĂŶ Wy͕ ŝŵƉŽƌƚĂŶƚ ŚĂƌĚǁĂƌĞ ŵŽĚŝĮĐĂƟŽŶƐ ǁĞƌĞ ƌĞƋƵŝƌĞĚ ;ƚŚĞ ŝŶƐƚƌƵŵĞŶƚ ǁĂƐ ƐƋƵĞĞnjĞĚ ĂŶĚ ƌĞĐŽŵďŝŶĞĚ ŝŶ ƚŚĞ ŝŶƚĞƌŝŽƌŽĨƚŚĞWyͿ͘ƐŝŵŝůĂƌŽƉĞƌĂƟŽŶǁĂƐƌĞƋƵŝƌĞĚƚŽŵŽƵŶƚĂŶ/^h^ŽŶĂWZKsKZ͕ŝŶĞǀŝƚĂďůLJŝŶĐƌĞĂƐŝŶŐƚĞĐŚŶŝĐĂůĚŝĸĐƵůƟĞƐĂŶĚĮŶĂů ĐŽƐƚƐ͘ƵƚƐŝŶĐĞƚŚĞ/^h^ŚĂƐĂůƌĞĂĚLJďĞĞŶŵŽƵŶƚĞĚŽŶĂƉƌŽĮůŝŶŐŇŽĂƚ;:ŽŚŶƐŽŶĞƚĂů͕͘ϮϬϭϬͿ͕ĐŽůůĞĐƟŶŐĚĂƚĂŽĨǀĞƌLJŚŝŐŚƋƵĂůŝƚLJ͕ǁŚŝůĞŶŽ ƐŝŵŝůĂƌĞdžƉĞƌŝĞŶĐĞƐĞdžŝƐƚĞĚŽŶƚŚĞ^hE͕ŝƚƐĚĞǀĞůŽƉŵĞŶƚƐĞĞŵĞĚŝŵƉŽƌƚĂŶƚ͘ ŽƚŚƐĞŶƐŽƌƐĂƌĞĞĂƐŝůLJŝŶƚĞŐƌĂƚĞĚǁŝƚŚƚŚĞWZKsKZƐŽŌǁĂƌĞ͕ŵŽƌĞƐƉĞĐŝĮĐĂůůLJƚŚĞǀĞƌƐŝŽŶŝŵƉůĞŵĞŶƚĞĚŽŶƚŚĞWZKs/K͘,ŽǁĞǀĞƌ͕ŽŶůLJƚŚĞ EKϯĐŽŶĐĞŶƚƌĂƟŽŶǁĂƐƚƌĂŶƐŵŝƩĞĚŽŶůĂŶĚ͕ŝŶƐƚĞĂĚŽĨƚŚĞĐŽŵƉůĞƚĞĂĐƋƵŝƌĞĚĂďƐŽƌƉƟŽŶƐƉĞĐƚƌƵŵ͘dŚŝƐǁĂƐƚŚĞŵĂŝŶĚŝīĞƌĞŶĐĞǁŝƚŚƚŚĞ WyƚĞĐŚŶŝĐĂůƐŽůƵƟŽŶĂŶĚƚŚĞŽŶĞŚĂǀŝŶŐƚŚĞŐƌĞĂƚĞƐƚŝŵƉĂĐƚŽŶƚŚĞĚĂƚĂƋƵĂůŝƚLJ͘tĞǁŝůůĚĞƐĞƌǀĞĂƐƉĞĐŝĮĐĚŝƐĐƵƐƐŝŽŶŝŶƚŚĞŶĞdžƚƉĂƌĂͲ ŐƌĂƉŚƐ͘ ŌĞƌĞdžĐŚĂŶŐĞƐǁŝƚŚŽƵƌŵĞƌŝĐĂŶĂŶĚĂŶĂĚŝĂŶĐŽůůĞĂŐƵĞƐ͕ĂŶĚĂŌĞƌƐŽŵĞ͕ƉƌĞůŝŵŝŶĂƌLJƚĞƐƚƐ͕ǁĞĚĞĐŝĚĞĚƚŽŝŵƉůĞŵĞŶƚƚǁŽǀĞƌƐŝŽŶƐŽĨ WZKEhd^͕ƚŚĞŽŶĞĞƋƵŝƉƉĞĚǁŝƚŚĂ^hE;WZKEhd^Ͳ^hEͿ͕ƚŚĞŽƚŚĞƌǁŝƚŚĂŶ/^h^;WZKEhd^Ͳ/^h^Ϳ͘/ŶƚŚĞĮƌƐƚĐĂƐĞ͕ƚŚĞƐĞŶƐŽƌǁĂƐƐŝŵƉůLJ



 Mercator Ocean—Coriolis Quarterly Newsletter - Special Issue

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The North Western Mediterranean Deployment ƵƌŝŶŐƚŚĞƐƵŵŵĞƌϮϬϭϭ͕ƚŚĞƚǁŽWZKEhd^ǁĞƌĞĚĞƉůŽLJĞĚŝŶƚŚĞŽƉĞŶEŽƌƚŚtĞƐƚĞƌŶDĞĚŝƚĞƌƌĂŶĞĂŶ;&ŝŐƵƌĞϮͿ͕ŝŶƚŚĞĨƌĂŵĞǁŽƌŬŽĨƚŚĞ DĞĚŝƚĞƌƌĂŶĞŶKĐĞĂŶKďƐĞƌǀŝŶŐ^LJƐƚĞŵĨŽƌƚŚĞŶǀŝƌŽŶŵĞŶƚŽďƐĞƌǀŝŶŐƐLJƐƚĞŵ;DKK^ͿĚƵƌŝŶŐƚŚĞDKK^Ͳ'ĐƌƵŝƐĞ;W/W͘dĞƐƚŽƌͿ͘dŚĞĂƌĞĂ ǁĂƐƐĞůĞĐƚĞĚĨŽƌƚǁŽŵĂŝŶƌĞĂƐŽŶƐ͗

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 Mercator Ocean—Coriolis Quarterly Newsletter - Special Issue

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Conclusions and Perspectives ƚ ƚŚĞ ƉƌĞƐĞŶƚ ĚĂLJ ;&ĞďƌƵĂƌLJ ϮϬϭϮͿ͕ ƚŚĞ ƚǁŽ WZKEhd^ ĂƌĞ ƐƟůů ŽƉĞƌĂƟŽŶĂů͕ ĂŶĚ ƚŚĞ ĂĐƋƵŝƌĞĚ ĚĂƚĂ ĂƌĞ ǀŝƐŝďůĞ ŝŶ ƌĞĂůͲƟŵĞ ŽŶ ƚŚĞ ǁĞď ;ŚƩƉ͗ͬͬ ǁǁǁ͘ŽĂŽ͘ŽďƐͲǀůĨƌ͘ĨƌͬƉƌŽŶƵƚƐͬƉƌŽŶƵƚƐ͘ŚƚŵůͿ͘ĞƐƉŝƚĞƐŽŵĞƚĞĐŚŶŝĐĂůƉƌŽďůĞŵƐ ;ŝŶƉĂƌƟĐƵůĂƌŽŶƚŚĞWZKEhd^Ͳ/^h^Ϳ͕ďŽƚŚƉƌŽƚŽƚLJƉĞƐƐƵĐĐĞƐƐĨƵůůLJĐĂƌƌŝĞĚŽƵƚ ƚŚĞŝƌ ŵŝƐƐŝŽŶ͘ dŚĞ ĐĂůŝďƌĂƟŽŶ ƉƌŽĐĞĚƵƌĞ͕ ĂůƚŚŽƵŐŚ ŶŽƚ ƉĞƌĨĞĐƚ͕ ƐĞĞŵƐ ƚŽ ĂĐͲ ĐŽŵƉůŝƐŚƚŚĞĮƌƐƚͲŽƌĚĞƌŽƵƐƐĐŝĞŶƟĮĐƌĞƋƵŝƌĞŵĞŶƚƐ;ŝ͘Ğ͘ĚĞƉƚŚƐŽĨŶŝƚƌĂĐůŝŶĞƐͿ͕ ĂŶĚĂƉƉĞĂƌƐĂƐĂƉƌŽŵŝƐŝŶŐŵĞƚŚŽĚǁŚĞŶĂďƐŽƌƉƟŽŶƐƉĞĐƚƌƵŵĚĂƚĂĂƌĞŶŽƚ ĂǀĂŝůĂďůĞ͘,ŽǁĞǀĞƌ͕ƚŚĞƐƚƌŽŶŐŵŝdžŝŶŐĞǀĞŶƚŽďƐĞƌǀĞĚďLJƚŚĞWZKEhd^Ͳ/^h^͕ ŵŽĚŝĨLJŝŶŐƚŚĞEKϯĐŽŶĐĞŶƚƌĂƟŽŶƐŽǀĞƌƚŚĞǁŚŽůĞǁĂƚĞƌĐŽůƵŵŶ͕ĐŽƵůĚŽǀĞƌͲ ƌƵůĞŽƵƌĮƌƐƚĐĂůŝďƌĂƟŽŶŚLJƉŽƚŚĞƐŝƐ͘ĮƌƐƚĐŚĞĐŬŽĨƚŚĞƋƵĂůŝƚLJŽĨƚŚĞŵĞƚŚŽĚ ǁŝůůďĞƉŽƐƐŝďůĞĂƚƚŚĞĐŽŵŝŶŐďĂĐŬŽĨŽůŝŐŽƚƌŽƉŚŝĐĐŽŶĚŝƟŽŶƐ;ŝ͘Ğ͘:ƵŶĞ͕:ƵůLJͿ͕ ǁŚĞŶƐƵƌĨĂĐĞEKϯĐŽŶĐĞŶƚƌĂƟŽŶǀĂůƵĞƐƐŚŽƵůĚďĞĐůŽƐĞƚŽnjĞƌŽĂŐĂŝŶ͘ůƚĞƌͲ ŶĂƟǀĞůLJ͕ ƚŚĞ ƌĞĐŽǀĞƌLJ ŽĨ ƚŚĞ ƉƌŽƚŽƚLJƉĞƐ ŝƐ ĐŽŶƐŝĚĞƌĞĚ͘ dŚŝƐ ŽƉĞƌĂƟŽŶ͕ ĂůƚͲ ŚŽƵŐŚĂůǁĂLJƐƉŽƚĞŶƟĂůůLJƌŝƐŬLJ͕ĐŽƵůĚĂůůŽǁƚŽĞǀĂůƵĂƚĞƚŚĞĚĞŐƌĞĞŽĨĚĞŐƌĂĚĂͲ ƟŽŶŽĨƚŚĞƚǁŽƉƌŽƚŽƚLJƉĞƐĂŶĚŽĨƚŚĞƐĞŶƐŽƌƐ͘ dŚĞĞdžƉĞƌŝĞŶĐĞĂŶĚƚŚĞŬŶŽǁͲŚŽǁĂĐƋƵŝƌĞĚĚƵƌŝŶŐƚŚĞWZKEhd^ƉƌŽũĞĐƚǁŝůů ďĞƐƚƌŽŶŐůLJĐĂƉŝƚĂůŝnjĞĚŝŶƚŚĞŶĞdžƚLJĞĂƌƐ͘dǁŽŝŵƉŽƌƚĂŶƚĨƵŶĚĞĚƉƌŽũĞĐƚƐ;ƚŚĞ EK^ Yh/Wy͕ W/ Wz >ĞdƌĂŽŶ͕ ŚƩƉ͗ͬͬǁǁǁ͘ŶĂŽƐͲĞƋƵŝƉĞdž͘Ĩƌͬ>ĞͲWƌŽũĞƚ͕ ĂŶĚ ƚŚĞ ƌĞŵKĐĞĂŶ Z ĚǀĂŶĐĞĚ 'ƌĂŶƚ͕ W/ ,͘ ůĂƵƐƚƌĞ͕ ŚƩƉ͗ͬͬǁǁǁ͘ŽĂŽ͘ŽďƐͲ ǀůĨƌ͘ĨƌͬƉƌŽũĞĐƚƐƐŵͬŽŶŐŽŝŶŐͲůĂƌŐĞͲƉƌŽũĞĐƚƐƐŵͿ ƉůĂŶ ƚŽ ĚĞƉůŽLJ ŵŽƌĞ ƚŚĂŶ ϲϬ ďŝŽŐĞŽĐŚĞŵŝĐĂůƉƌŽĮůŝŶŐŇŽĂƚƐŝŶŬĞLJĂƌĞĂƐŽĨƚŚĞǁŽƌůĚŽĐĞĂŶ;EŽƌƚŚƚůĂŶͲ ƟĐ͕DĞĚŝƚĞƌƌĂŶĞĂŶ͕ƌĐƟĐͿĚƵƌŝŶŐƚŚĞƉĞƌŝŽĚϮϬϭϮͲϮϬϭϱ͘dŚĞƉŽŽůŽĨƚŚĞEͲ K^ĂŶĚƌĞŵKĐĞĂŶďŝŽŐĞŽĐŚĞŵŝĐĂůƉƌŽĮůŝŶŐŇŽĂƚƐǁŝůůƉĂƌƟĂůůLJŝŶĐůƵĚĞĂŶĞǁ ǀĞƌƐŝŽŶ ŽĨ WZKs/K͘ dŚŝƐ ŶĞǁ ǀĞƌƐŝŽŶ ǁŝůů ďĞ ĞƋƵŝƉƉĞĚ ǁŝƚŚ ƚŚĞ ͞ƐƚĂŶĚĂƌĚ͟ WZKs/K ƐĞŶƐŽƌƐ ƐƵŝƚĞ ;d͕ ďĂĐŬƐĐĂƩĞƌŽŵĞƚĞƌƐ͕ ŝƌƌĂĚŝĂŶĐĞ ƐĞŶƐŽƌƐ͕ ŇƵŽͲ ƌŽŵĞƚĞƌƐ ĨŽƌ Śů ĂŶĚ KD͕ ŽƉƚŽĚĞƐ ĨŽƌ ŽdžLJŐĞŶͿ ƉůƵƐ Ă EKϯ ĐŽŶĐĞŶƚƌĂƟŽŶ ƐĞŶƐŽƌ;ŵŽƐƚůŝŬĞůLJĂ^hEͿ͘ EŽŵŽƌĞWZKEhd^ǁŝůůďĞƉƌŽĚƵĐĞĚ͘dŚĞƚǁŽƉƌŽƚŽƚLJƉĞƐĚĞŵŽŶƐƚƌĂƚĞĚƚŚĞ ĨĞĂƐŝďŝůŝƚLJŽĨƚŚĞWZKsKZďĂƐĞĚŽďƐĞƌǀĂƟŽŶƐŽĨEKϯĐŽŶĐĞŶƚƌĂƟŽŶƐĂŶĚƚŚĞ ŶĞdžƚƐƚĞƉŝƐŶŽǁƚŽĐŽƵƉůĞƐƵĐŚƉŚLJƐŝĐĂůĂŶĚĐŚĞŵŝĐĂůŽďƐĞƌǀĂƟŽŶƐǁŝƚŚďŝŽͲ ůŽŐŝĐĂůŽŶĞƐ͘

&ŝŐƵƌĞ ϯ : &ŝƌƐƚ ƉƌŽĮůĞƐ ŽĨ EKϯ ĐŽŶĐĞŶƚƌĂƟŽŶ ĨƌŽŵ ƚŚĞ ƚǁŽ WZKͲ Ehd^ ƉƌŽƚŽƚLJƉĞƐ ;ďůĂĐŬ ůŝŶĞƐͿ ĂŶĚ ƚŚĞ ĐŽƌƌĞƐƉŽŶĚŝŶŐ ƐƚĂŶĚĂƌĚ ĚĞǀŝĂƟŽŶ;ŐƌĞLJůŝŶĞƐͿ͘ZĞĚĐƌŽƐƐĞƐŝŶĚŝĐĂƚĞƚŚĞEKϯĞƐƟŵĂƟŽŶƐďLJ ǁĂƚĞƌ ƐĂŵƉůĞƐ ĐĂƌƌŝĞĚ ŽƵƚ Ăƚ ƚŚĞ ĚĞƉůŽLJĞŵĞŶƚ ;Ϯϴ :ƵŶĞ ϮϬϭϭͿ͘ hƉƉĞƌƉĂŶĞůƐ͗WZKEhd^Ͳ/^h^͖ůŽǁĞƌƉĂŶĞůƐ͗WZKEhd^Ͳ^hE͘KŶ ƚŚĞůĞŌ͗ŶŽƚĐĂůŝďƌĂƚĞĚEKϯƉƌŽĮůĞƐ͖ƌŝŐŚƚ͗ĐĂůŝďƌĂƚĞĚƉƌŽĮůĞƐ͘ 

&ŝŐƵƌĞϰ: dŝŵĞƐƐĞƌŝĞƐŽĨƚŚĞEKϯĐŽŶĐĞŶƚƌĂƟŽŶĂƐĂĨƵŶĐƟŽŶŽĨ ƟŵĞĂŶĚĚĞƉƚŚ͘hƉƉĞƌƉĂŶĞůWZKEhd^Ͳ^hE͖ůŽǁĞƌƉĂŶĞůWZKͲ Ehd^Ͳ/^h^͘ dŚĞ ďůĂĐŬ ůŝŶĞƐ ŝŶĚŝĐĂƚĞ ƚŚĞ ŵŝdžĞĚ ůĂLJĞƌ ĚĞƉƚŚ͕ ĞƐƟͲ ŵĂƚĞĚĨƌŽŵdĂŶĚ^ƉƌŽĮůĞƐŽĨƚŚĞŇŽĂƚƐ͘dŚĞĂƌƌŽǁƐŝŶĚŝĐĂƚĞƚŚĞ ƟŵĞŽĨƚŚĞƉƌŽĮůĞƐ͘

Acknowledgments dŚĞWZKEhd^ƉƌŽũĞĐƚŝƐĂƉƌŽŐƌĂŵĐŽͲĨƵŶĚĞĚďLJƚŚĞ'DDĂŶĚďLJƚŚĞWƌĞŐŝŽŶ;ƉƌŽũĞĐƚ͞DKK^ͲZĂĚŇŽĂƚ͟Ϳ͘dŚĞW/D'DDƉƌŽũĞĐƚ ;W/&͛͘KƌƚĞŶnjŝŽͿĂůƐŽĐŽŶƚƌŝďƵƚĞĚƚŽƚŚĞWZKEhd^ĞdžƉĞƌŝŵĞŶƚ͘tĞǁŽƵůĚůŝŬĞƚŽƚŚĂŶŬƚŚĞĐƌĞǁŽĨƚŚĞZͬsdĞƚŚLJƐ//͕ƵƐĞĚĨŽƌƚŚĞWZKEhd^ ĚĞƉůŽLJŵĞŶƚƉŚĂƐĞƐ͘DĂŶLJƚŚĂŶŬƐĂůƐŽƚŽ