Bilan PIRATA 1997-2000

1-	Contexte international
Recommandé et soutenu au niveau international par les instances de CLIVAR et de GOOS/COI, PIRATA est un programme international d’océanographie à caractère pré-opérationnel. Outre la France (principalement l’IRD), les autres pays participants sont le Brésil (INPE et DHN) et les USA (NOAA). Il s’agit de mettre en œuvre un réseau météo-océanique de surveillance en temps réel du climat sur une douzaine de points clés dans l’Atlantique tropical. Le schéma d’implémentation a été choisi de manière à rendre compte au mieux (compte-tenu des contraintes matérielles) des deux principaux modes de variabilité climatiques de l’Atlantique tropical, à savoir le mode méridien (« dipole ») et le mode équatorial (similaire à l’El Niño). Ces deux modes représentent à eux deux à peu près la moitié de la variance climatique interannuelle du bassin tropical. Cette surveillance devrait apporter des éléments complémentaires au diagnostique et à la prévision saisonnière du système couplé océan-atmosphère dans cette région. Par assimilation des données de ce système d’observations in-situ dans des modèles couplés GCM on devrait ainsi pouvoir mieux anticiper la variabilité du climat sur les régions continentales avoisinantes (pourtour du Golfe de Guinée, Sahel, Nordeste, …). Le partage des travaux pour la mise en œuvre et le maintien du réseau, ainsi que pour le traitement et l’accessibilité des données, se fait de manière coordonnée entre les divers partenaires, en fonction de leurs compétences et leur disponibilité sur le terrain. Une première période test de 3 ans (fin 1997 – fin 2000) se poursuit actuellement par une seconde période dite de « consolidation » de 5 ans (2001 – 2005).

2-	Actions accomplies et résultats obtenus
Le réseau PIRATA original comporte 12 sites de bouées ATLAS répartis entre 15°N et 10°S et entre 38°W et 0°E. La durée nominale d’acquisition des données pour chacun des systèmes est de 12 mois, puis retour au laboratoire pour remise en état et calibration, et ré-utilisation sur le terrain. Durant la phase pilote de PIRATA, le financement d’une vingtaine de systèmes ATLAS a été assuré pour moitié par les USA (NOAA), pour le quart par le Brésil (INPE) et pour le quart par la France (IRD, avec des apports complémentaires de Météo-France et du CNRS). L’implémentation et la maintenance de la moitié orientale des sites du réseau PIRATA est sous la responsabilité de la France (IRD), l’autre moitié, occidentale, est sous la responsabilité du Brésil (INPE et DHN). Le PMEL/NOAA est principalement chargé de la fourniture des bouées ATLAS, ainsi que du pré-traitement des données, leur archivage et la mise à disposition à la communauté scientifique. Depuis fin 1997, c’est plus de 30 systèmes ATLAS qui ont ainsi été mis à l’eau dans l’Atlantique tropical, dont la moitié par la France et l’autre moitié par le Brésil. Coté français, entre septembre 1997 et décembre 2000, nous avons effectué 8 campagnes océanographiques (5 sur le N/O Antéa, 1 sur le N/O Le Suroît, 1 sur le N/O La Thalassa et 1 sur le N/O L’Atalante) d’environ deux semaines chacune, la plupart de ces campagnes à partir de notre base PIRATA-France située à Abidjan (Côte d’Ivoire). Les données PIRATA acquises en mode opérationnel à cadence journalière (transmission Argos) et celles acquises en mode différé à cadence 10 minutes (après relevage annuel des systèmes ATLAS) sont disponibles sur http://www.brest.ird.fr/pirata/piratafr.html. C’est donc toute la communauté climatique mondiale qui peut bénéficier de cette information pour tous travaux d’ordre diagnostique et/ou systématique (voir liste biblio en Annexe, non exhaustive).

3-	Interfaces et recommandations pour le futur
Au niveau international le programme PIRATA se situe entre les prérogatives de CLIVAR et celles de GOOS. Il s’agit donc d’un programme de recherche avec une forte connotation opérationnelle. Au niveau français, le programme PIRATA-France est l’une des composantes du programme ECLAT, qui est lui-même la composante française de CLIVAR sur l’Atlantique tropical. C’est ainsi que PIRATA est fortement associé au programme Equalant, une autre composante d’ECLAT, notamment par une interface courantométrique, avec l’adjonction de mouillages de subsurface le long de l’équateur.
Durant la période de consolidation du programme PIRATA (2001-2005), ce sont les mêmes partenaires français (notamment l’IRD et Météo-France), brésiliens et américains qui prendront en charge le maintien du réseau original, limité à 10 sites. A ce programme original devraient se joindre à partir de 2002-2003 deux expériences pilotes d’extension du réseau vers l’Afrique (avec la participation du Maroc, de L’Afrique du Sud, du Sénégal, …) et une extension vers le continent américain. A terme, vers 2005, le réseau PIRATA complet (une vingtaine de sites) et unifié devrait faire partie du système associé aux programmes d’océanographie opérationnelle GOOS/Argo. Il devrait pouvoir être assuré de manière internationale par un N/O dédié qui serait basé à Natal (Brésil).
Le plus gros problème rencontré lors du programme PIRATA est lié à des actes de vandalismes, vraisemblablement perpétrés par des navires de pêche (3 mouillages entièrement perdus, 5 mouillages sectionnés et récupérés en dérive depuis le début du programme sur l’ensemble du réseau). C’est en raison de ce problème que nous avons interrompu l’acquisition des données sur 2 sites particulièrement exposés aux actes de vandalisme (2°N-10°W et 2°S-10°W). Un navire dédié, avec une disponibilité élevée pouvant assurer une visite des sites selon une fréquence au minimum bi-annuelle (ainsi que cela se fait pour le réseau similaire TAO/TRITON dans le Pacifique) serait l’une des solutions les plus efficaces pour maintenir le réseau dans toute son intégralité.

Annexe

Bibliographie PIRATA (non exhaustive)

1) Publications avec référés :
Pailler, K., Bourlès, B., and Gouriou, Y., 1999 : The barrier layer in the western tropical Atlantic Ocean. Geophysical Research Letter, 2069-2072.
Segschneider, J., Balmaseda, M., Anderson, D. L. T., and Alves, O., 1999 : Global ocean analyses for seasonal forecast: Limitations and possible improvements. Accepted Geophysical Research Letter.
Servain, J., Busalacchi, A. J., McPhaden, M. J., Moura, A. D., Reverdin, G., Vianna, M., and Zebiak, S.E., 1998a : A pilot research moored array in the tropical Atlantic (PIRATA). The Bulletin of the American Meteorological Society., Vol. 79, No. 10, 2019-2031.
Wentz, F. J., C. Gentemann, D. Smith, and D. Chelton, 2000: Satellite measurements of sea surface temperature through clouds. Science, 288, 847-850
K. Belyaev, J.J. O'Brien, and P. Nobre - A data assimilation method based on Kalman-Filter theory and its application to the tropical Atlantic. Accepted in Math. Science, 2000
K. Belyaev, C. Tanajura, J.J. O'Brien - A data assimilation method with an ocean circulation model and its application to data assimilation of the PIRATA experiment. To be submitted.
Planton, S and Caniaux G., 2000 : Study of the variability of momentum and energy air-sea exchanges in the Tropical Atlantic. Manuscript in progress.

2) Publications sans référés, “meeting proceedings” et rapports scientifiques :
Clauzet, G. é Wainer I., 2000 : Escalas de variabilidade no Atlantico tropical inferidas apartir da rede de boias PIRATA – Resultados preliminares. IOUSP, São Paulo, Brésil.
Dubranna, J., 2000 : Comparaison des flux à l’interface air-mer entre les observations du réseau PIRATA, le modèle ECMWF et les mesures Equalant-99. Rapport de stage d’Elève Ingénieur ENSEEIHT, IRD-Brest, 35 pp.
Faure V., 2000 : Première évaluation de l’apport des données PIRATA dans l’étude de la variabilité de l’Atlantique tropical. Rapport DEA, Université de Brest – IRD-Brest, 23 pp + Annexes.
Gendrier, L., 1999 : Inversion des sondages atmosphériques réalisés par l'ATOVS (NOAA15). Mise en place du logiciel ICI. Validation des inversions faites en zone tropicale. Rapport de Stage de DEA "Méthodes Physiques et Télédétection", Université de Paris 7 - Antenne IRD auprès du C.M.S. de Météo-France, Lannion. 96 pp.
Groupe PIRATA, 1996 : Pilot Research Moored Array in the Tropical Atlantic (PIRATA) : Science and implementation plan for an observing system to support tropical Atlantic climate studies 1997-2000. Edition du Centre ORSTOM de Brest, 59 pp.
McPhaden, M. J., Freitag, P., Servain, J., and Josse, E., 1999 : Effects of fishing activity on tropical moored buoy arrays. Proceeding "Pêche thonière et dispositifs de concentration de poissons", 15-19 octobre 1999, La Martinique, p. 154.
Vianna, M. L., Servain, J., and Busalacchi, A. J., 1999 : PIRATA: Recent results and future perspectives. CLIVAR-Exchanges, N° 13, 17-26.
Vianna M. L., Servain, J., and Busalacchi, A.J. : The PIRATA Program: Monitoring the tropical Atlantic with ATLAS moorings and islands stations. Sea & Technology, Vol. 40, N° 10, 10-15.