Lagrangian analysis of multi-satellite data in support of open ocean Marine Protected Area design

• Published in: Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography
• Main Authors: Della Penna, Alice, Koubbi, Philippe, Cotté, Cédric, Bon, Cécile, Bost, Charles-André, d'Ovidio, Francesco
• Other Authors: CSIRO-UTAS Quantitative Marine Sciences PhD Program, University of Tasmania Hobart, Australia (UTAS)-Institute for Marine & Antarctic Studies, Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Institut méditerranéen d'océanologie (MIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Processus de couplage à Petite Echelle, Ecosystèmes et Prédateurs Supérieurs (PEPS), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'Études Biologiques de Chizé - UMR 7372 (CEBC), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-La Rochelle Université (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Biologie des Organismes et Ecosystèmes Aquatiques (BOREA), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA), ANR-11-BSV7-0022,MyctO-3D-MAP,Distribution et habitats en trois dimensions des poissons-lanternes: utilisation conjointe de données fournies par leurs prédateurs, l'écho-intégration et la modélisation(2011)
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2017
• Subjects: [SDE]Environmental Sciences; Southern Ocean; Indian; Eudyptes chrysolophus; Macaroni penguin
• Online Access: https://hal.science/hal-01503688; https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2016.12.014

International audience Compared to ecosystem conservation in territorial seas, protecting the open ocean has peculiar geopolitical,economic and scientific challenges. One of the major obstacle is defining the boundary of an open ocean MarineProtected Area (MPA). In contrast to coastal ecosystems, which are mostly constrained by topographicstructures fixed in time, the life of marine organisms in the open ocean is entrained by fluid dynamicalstructures like eddies and fronts, whose lifetime occurs on ecologically-relevant timescales. The position of thesehighly dynamical structures can vary interannually by hundreds of km, and so too will regions identified asecologically relevant such as the foraging areas of marine predators. Thus, the expected foraging locationssuggested from tracking data cannot be directly extrapolated beyond the year in which the data were collected.Here we explore the potential of Lagrangian methods applied to multisatellite data as a support tool for a MPAproposal by focusing on the Crozet archipelago oceanic area (Indian Sector of the Southern Ocean). Bycombining remote sensing with biologging information from a key marine top predator (Eudyptes chrysolophus,or Macaroni penguin) of the Southern Ocean foodweb, we identify a highly dynamic branch of theSubantarctic front as a foraging hotspot. By tracking this feature in historical satellite data (1993–2012) we areable to extrapolate the position of this foraging ground beyond the years in which tracking data are available andstudy its spatial variability.