Le processus de la photosynthèse nécessite l'énergie de la lumière solaire et, dans l’océan, se déroule essentiellement dans la couche euphotique. Outre les autres variables (à savoir la chlorophylle a et les paramètres photosynthétiques), une connaissance appropriée du champ lumineux en termes de rayonnement incident disponible sur la photosynthèse (PAR) à un emplacement, une profondeur et une heure et une date donnés, est requise par les modèles d'écosystème marin. Le travail inclus dans cette thèse examine comment des angles de zénith solaires plus grands et différentes conditions nuageuses caractéristiques des régions de haute latitude, en particulier dans l'Arctique, peuvent affecter la précision des estimations de l'éclairement de surface et dans la colonne d’eau. L’accent est également mis sur les variations du champs lumineux à haute fréquence liées à la nébulosité sur les estimations de la productivité primaire. Les PAR de surface estimés à partir de différents modèles ont été comparés à des mesures en série chronologique in situ à haute fréquence de données de PAR d'une bouée située en mer Méditerranée. Nous avons examiné comment les incertitudes dues aux angles de zénith solaires plus grands, en conditions nuageuses variables, pouvaient affecter la précision des estimations de l'éclairement de surface. La méthode de classement objectif a été utilisée pour identifier les meilleures méthodes. Le produit PAR de la NASA-Ocean Biology Processing Group (OBPG) a montré les meilleures performances globales, tandis que les PAR basées sur la méthode de la table de conversion (LUT) ont présenté les meilleures performances en termes de différence carrée moyenne, de biais sous ciel clair et également par temps couvert. D'autres méthodes basées sur des formulations empiriques ont montré la troisième meilleure performance par temps clair, tandis que par temps nuageux, elles présentaient de plus grandes incertitudes. Trois méthodes testées par faible ensoleillement ont montré des incertitudes allant jusqu'à 50% dans toutes les conditions du ciel. Les performances du modèle dépendent des propriétés et des produits de nuage... / The process of photosynthesis requires the energy from sunlight and takes place essentially in the euphotic layer of the oceans. In addition to other variables (i.e., chlorophyll a and photosynthetic parameters) a suitable knowledge of light field in terms of photosynthetically available radiation (PAR) at any given location, depth and time is an important input parameter required by marine ecosystem models. The work included in this thesis examines how larger solar zenith angles, different cloud conditions that are characteristic features of high latitude regions, especially in Arctic, might affect the accuracy of surface irradiance estimates. Further, main focus was on the effects of high frequency variations in the light field on primary production. Surface PAR estimated from different models were compared with high frequency in situ time series measurements of PAR a buoy located in Mediterranean Sea. It was examined how uncertainties due to larger solar zenith angles under varying cloud conditions might affect the accuracy of surface irradiance. Objective ranking method was used to identify the best methods. Methods tested under low sun elevations exhibited uncertainties as large as 50% under all sky conditions. Model performances were dependent on cloud properties and products. Accuracy of a semianalytical model for coefficient of vertical diffuse attenuation of surface irradiance (kd!) based on optical properties inherent to the water itself (absorption and scattering), and solar zenith angle was examined under larger solar zenith angels and cloud conditions. Extensive radiative transfer simulations were performed to quantify the uncertainties due to large solar zenith angles and clouds on the estimates of diffuse attenuation coefficient. The uncertainties under both these conditions are due to the variability in the proportions of direct and diffuse parts of the total irradiance reaching the surface and in the water column. Also, an improved model parameterization proposed to estimate !"# under large solar zenith angels and cloud conditions was evaluated with Arctic in situ data exhibited good performances...

L’environnement lumineux de l’Océan Arctique est unique en raison d’interactions complexes entre la lumière et le couvert de glace de mer enneigé, et les oscillations de photopériodes extrêmes. Le succès des organismes photosynthétiques arctiques suggère donc des mécanismes de régulation flexibles qui permettent la survie lors de longues périodes d’obscurités, la capture de photons dans la pénombre sous la glace et la photoprotection rapide lors d’éclairements excessifs soudains. Les diatomées sont les producteurs primaires arctiques principaux. Elles exploitent le continuum de niches lumineuses induit par la transformation saisonnière de leur habitat au cours d’une succession de formes de vie sympagiques (glace) et planctoniques (eau). Lorsque la photosynthèse sature, les diatomées dissipent l’énergie lumineuse excessive en chaleur via le quenching non-photochimique (NPQ), principalement contrôlé par l’action du cycle des pigments xanthophylles (XC). Généralement, chez les diatomées, l’opération de ces mécanismes de photoprotection est finement adaptée à leur niche lumineuse. Cependant, peu d’études se sont intéressées aux souches arctiques, malgré les profonds contrastes de niches lumineuses qu’elles surmontent (glace, sous la glace, eaux de fontes, eaux libres). Ce manque de données entrave nos capacités à anticiper l’impact de l’intensification de l’environnement lumineux de l’océan Arctique, causée par la réduction de la superficie et de l’épaisseur du couvert neige-glace, sur l’intégrité écosystémique. Nous avons étudié les réponses à la lumière de cinq espèces de diatomées arctiques représentatives des différentes phases et habitats de leur succession saisonnière. Les espèces sympagiques ont exprimé une stratégie photoadaptative survivaliste, caractérisée par une croissance saturée à faible éclairement et un fort NPQ longuement maintenu à l’obscurité. Les espèces planctoniques ont montré une plus grande flexibilité d’exploitation de la lumière et une importante photoprotection activée par des éclairements intense et l’obscurité prolongée. Ces stratégies photoadaptatives divergentes gouverneront probablement des réponses hétérogènes à l’intensification de l’environnement lumineux arctique. / Over their highly productive seasonal succession, Arctic diatoms occupy shifting habitats and contrasted light climates defined by snow/ice cover dynamics and extreme photoperiod variations. These unique light environment features suggest Arctic diatoms are well adapted to survive prolonged darkness periods, exploit minimal light in snow-covered sea-ice and overcome spontaneous excessive, and potentially harmful, light exposures. Diatoms mitigate photooxidative damages by dissipating oversaturating light energy as heat via the non-photochemical quenching (NPQ), mainly regulated by the xanthophyll cycle (XC). How heterogeneous light niches influence Arctic diatoms photoadaptative traits remains largely unknown and a crucial missing link to apprehend Arctic Ocean’s response to shrinking sea-ice and increasing illumination. To address this question, we selected five Arctic diatoms species harbouring diverse life traits and representative of distinct phases across the seasonal light niche continuum: from snow-covered dimly lit bottom sea-ice to summer stratified waters. To access how Arctic diatoms cope with a heterogeneous light environment, we studied their acclimation to two light intensities and subsequent darkness incubations, and parametrized NPQ-XC induction upon light shifts. Our results highlight the sea-ice cover as a strong selective force shaping Arctic diatoms photoadaptative strategies. Ice-related species exhibited a survivalist photoadaptive strategy with growth saturating at low irradiance and strong photoprotective capabilities sustained even in darkness. Open-water species photophysiology was more dynamic, expressing flexible light utilisation capacities and great photoprotection capacities triggered by high light and darkness. Ice-edge species showed strong adaptation to light fluctuations and dark physiology fine-tuned depending upon light history. We argue that diverging photoadaptative strategies foster Arctic diatom success in their respective seasonal niches and will likely drive uneven responses to a transforming Arctic Ocean.

Avec les changements climatiques et le recul progressif de la banquise, l'Arctique s'ouvre doucement aux activités économiques. La pêche commerciale ne fait pas exception et l'exploitation commerciale des poissons arctiques pourrait avoir des conséquences fâcheuses pour les écosystèmes marins de cette région du monde. Il semble pertinent d'analyser la stratégie des acteurs politiques et économiques et leurs interactions dans le contexte de la pêche commerciale et de comprendre leurs volontés de développer ou non cette activité dans le cadre du développement durable. À partir des statistiques nationales, sous-nationales et régionales, des questionnaires aux compagnies de pêche, des entretiens avec les ministères fédéraux et territoriaux et les conseils de gestion autochtones ainsi qu'avec les autres États côtiers arctiques, il s'agit de comprendre le développement de la pêche et l'évolution de sa gestion durable dans l'Arctique canadien et dans la haute mer arctique. La volonté d'exploiter les stocks de poissons est indéniable de la part des acteurs politiques et des compagnies de pêche, mais de nombreux obstacles d'ordre technique, économique, scientifique et juridique semblent limiter l'augmentation et l'expansion de la pêche commerciale. Dans l'Arctique canadien, les différends entre les pêcheurs concernant les droits d'exploitation des ressources, le manque de connaissances scientifiques et d'infrastructures, et une faible productivité dans l'Arctique canadien laissent à penser que la pêche commerciale se limite à la baie de Baffin. À l'échelle internationale, la réglementation permet un accès libre aux ressources de la haute mer arctique encore recouverte de glace, mais les différentes stratégies des États côtiers arctiques et les faibles possibilités de pêche n'incitent pas à la mise en place d'un cadre durable dans cette région du monde. Néanmoins, le principe de précaution voudrait qu'un cadre de gestion durable des pêches soit mis en place avant que le retrait de la banquise permette un début de pêche commerciale. Nous n'assistons donc pas à une course vers un eldorado arctique ni à une interdiction totale de pêcher dans l'Arctique. Les possibilités de pêche sont faibles et l'activité se développe lentement, mais la durabilité de la pêche commerciale n'est pas encore assurée. Mots-clés : Arctique, changements climatiques, cogestion, pêche commerciale, gouvernance, Organisation Régionale de Gestion de la Pêche, développement durable / According to climate change and retreat of sea ice, Arctic becomes progressively opened to human activities which include commercial fishing and marine biological resources should have negative consequences for Arctic marine ecosystems. It seems relevant to analyze political and economic actor’s strategy and their interplay within the framework of commercial fishing and to understand their wishes to develop this commercial activity within the framework of sustainable development. Based on national, international and subnational statistics, a questionnaire was sent to fishing companies, meetings with federal and territorial ministries, management boards and other arctic coastal states. I would like to understand the development of commercial fishing and sustainable fishing evolution in Canadian Arctic and Arctic high sea. The wishes of economic and political actors to exploit fish stocks are incontestable but some technical, scientific, economic and legal obstacles limit commercial fishing expansion and increasing. In Canadian Arctic, disagreements between southern and northern fishers regarding resources exploitation, lack of scientific knowledge and infrastructures, and low productivity suggests that commercial fishing is limited in Baffin Bay. Within Arctic Ocean, different strategies of Arctic coastal states and low commercial fishing perspectives do not encourage a sustainable framework of commercial fishing. However, precautionary principles request commercial fishing framework implementation before sea ice retreat allows a commercial fishing beginning. So, we are not witnessing a race to fishing Eldorado nor a ban of Arctic fishing. Fishing perspectives are low and commercial fishing development is slow but commercial fishing sustainability is not ensured. Keywords: Arctic, climate change, comanagement, commercial fishing, governance, Regional Fishing Management, sustainable development

An important goal, within the context of improving climate change modelling, is to enhance our understanding of aerosols and their radiative effects (notably their indirect impact as cloud condensation nuclei). The cloud optical depth (COD) and average ice particle size of thin ice clouds (TICs) are two key parameters whose variations could strongly influence radiative effects and climate in the Arctic environment. Our objective was to assess the potential of using multi-band thermal radiance measurements of zenith sky radiance for retrieving COD and effective particle diameter (Deff) of TICs in the Arctic. We analyzed and quantified the sensitivity of thermal radiance on many parameters, such as COD, Deff, water vapor content, cloud bottom altitude and thickness, size distribution and shape. Using the sensitivity of IRT to COD and Deff, the developed retrieval technique is validated in comparison with retrievals from LIDAR and RADAR. Retrievals were applied to ground-based thermal infrared data acquired for 100 TICs at the high-Arctic PEARL observatory in Eureka, Nunavut, Canada and were validated using AHSRL LIDAR and MMCR RADAR data. The results of the retrieval method were used to successfully extract COD up to values of 3 and to separate TICs into two types : TIC1 characterized by small crystals (Deff < 30 [micro]m) and TIC2 by large ice crystals (Deff > 30 [micro]m, up to 300 [micro]m). Inversions were performed across two polar winters. At the end of this research, we proposed different alternatives to apply our methodology in the Arctic.

La fonte des glaces dans l'Arctique laisse entrevoir l'ouverture d'une nouvelle voie maritime au Nord-Ouest du globe, facilitant dès lors l'accès aux potentiels industriels de cette région. Les intérêts économiques liés à l'entrée de l'Arctique dans la mondialisation se heurtent de front à la qualité de vie, aux valeurs culturelles et aux intérêts des communautés nordiques et à la souveraineté canadienne dans l'Arctique. Le gouvernement canadien a choisi à travers le programme canadien des Réseaux de centres d'excellence de faire de l'économie fondée sur le savoir, par le transfert des connaissances et la collaboration entre les acteurs du conflit, son « cheval de bataille ». Le Réseau de centres d'excellence ArcticNet a le mandat de diffuser l'ensemble des connaissances et de recourir à l'innovation en vue d'élaborer des stratégies et des politiques nationales qui répondent aux intérêts de chacun dans l'Arctique. Les activités de R&D de l'entreprise à but non lucratif, ArcticNet, sont principalement financées par le programme canadien des Réseaux de centres d'excellence, dont les critères d'excellence, inspirés des différents modèles de l'économie du savoir (Triangle de Sabato, Système nationaux d'innovation et Triple Hélice), reposent sur l'interdisciplinarité et la gestion d'un réseau interinstitutionnel. ArcticNet, dont le siège social est situé à l'Université Laval, est ainsi gérée depuis 2003 par des représentants universitaires, gouvernementaux, industriels et Inuit. Ce mémoire basé sur une étude exploratoire a pour objectif de déterminer la dynamique d'innovation, tant sociale que technique, du Réseau de centres d'excellence ArcticNet, oeuvrant dans le domaine des sciences de l'environnement. Notre enquête par questionnaire tente de traduire l'engagement des institutions publiques et privées partenaires de l'organisation, de déterminer les facteurs qui influencent leurs contributions, ainsi que leur perception quant au Réseau ArcticNet et aux problématiques relatives aux changements climatiques dans l'Arctique. Au regard des résultats que nous avons obtenus, nous émettons l'hypothèse selon laquelle ArcticNet prend place dans un modèle d'innovation élargi aux milieux immédiat et global de cette entreprise du savoir. Au-delà de l'interaction UniversitéGouvernement- Industrie, ArcticNet intégrerait dès lors l'influence et les enjeux propres au milieu de production et de diffusion de l'innovation. Ce système intégré suppose que l'innovation doit répondre à de nombreux défis, notamment relatifs à l'innovation organisationnelle soutenue par la participation des Inuit, d'un conflit entre les sciences sociales et les sciences naturelles et des difficultés relationnelles entre le système scientifique et l'Industrie. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : L'économie fondée sur le savoir, Réseau de centres d'excellence ArcticNet, Le passage du Nord-Ouest.

Le comportement de mise en réserve de nourriture a évolué chez plusieurs espèces comme une adaptation pour faire face à des périodes de pénurie alimentaire. Les mammifères terrestres de l'Arctique sont sujets à des variations importantes en abondance de nourriture. Le renard arctique (Alopex lagopus) est reconnu pour son habitude à cacher de la nourriture, particulièrement dans les colonies d'oies où les oeufs sont très abondants durant une période très brève (saison de nidification). L'hypothèse générale de ce projet est que le renard de l'île Bylot maximise son accès aux oeufs de la grande oie des neiges (Chen caerulescens atlantica) via la mise en réserve de nourriture. Des observations comportementales ont été effectuées durant 8 saisons de nidification couvrant deux cycles complets de lemmings. Le taux d'acquisition en oeufs des renards était très élevé durant la ponte et a diminué tout au long de la saison de nidification, tout comme le taux de cache, puisque les oeufs ont été cachés en proportions de leur acquisition indépendamment de la variation saisonnière en abondance d'oeufs. La proportion d'oeufs cachés a plutôt varié annuellement en lien avec l'abondance de lemmings; les renards ont caché la majorité des oeufs (>90%) durant les années de forte abondance de lemmings et durant les deux années suivantes. Cette proportion a diminué à 40% durant la troisième année après le pic de lemmings, probablement parce que les renards ont dû consommer une plus grande proportion des oeufs qu'ils obtenaient. Le taux avec lequel les renards ont récupéré les oeufs cachés a varié en fonction de l'abondance des oeufs dans les nids et l'abondance de la réserve en oeufs cachés. La périssabilité et le temps de consommation sont deux facteurs ayant un effet sur les décisions de cache du renard arctique. Parmi les proies les plus importantes (oeuf, oison et lemming) pour les renards à Bylot, l'oeuf est la moins périssable et est celle qui requiert le plus de temps à manger. La théorie prédit que les oeufs devraient donc être cachés en plus grande proportion et c'est ce qui a été observé dans cette étude. Les deux facteurs pourraient être importants puisque la saison de nidification des oies est courte et que les renards doivent se faire une réserve potentiellement utile à long terme. Le comportement de mise en réserve des renards a été quantifié à un niveau inégalé à l'aide de l'utilisation d'une technique de suivis télémétriques des oeufs cachés. L'hypothèse de la séquestration rapide a ainsi pu être testée pour expliquer pourquoi les renards recachent les oeufs d'oies. Les renards utiliseraient une stratégie de mise en réserve en deux étapes; d'une part, pour maximiser la récolte d'une ressource abondante, mais éphémère et d'autre part, pour relocaliser les oeufs dans des endroits plus sécuritaires. Cette étude fait aussi état d'une première mention à propos d'interactions interspécifiques entre le renard arctique et le grand corbeau (Corvus corax). Ce dernier peut prélever efficacement les réserves faites par les renards. Somme toute, en utilisant de simples données à long terme combinées à des observations plus détaillées et à une technique originale, ce projet nous informe sur les mécanismes comportementaux ayant évolué chez le renard arctique pour maximiser son accès aux oeufs d'oies. Ceci peut potentiellement éclairer certains patrons observés à l'échelle de la population et de la communauté de l'île Bylot. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Mise en réserve, Décisions de cache, Périssabilité, Hypothèse de la séquestration rapide, Alopex lagopus, Chen caerulescens atlantica, Corvus corax, Île Bylot.

Entre 1896 et 1911, le gouvernement de Wilfrid Laurier a envoyé dans l’archipel arctique sept expéditions pour affirmer la souveraineté du dominion sur cette région. Le Canada craignait que les États-Unis décident de revendiquer des droits souverains en Arctique puisque des pêcheurs américains y étaient établis. Cette thèse s’intéresse aux actions entreprises par le gouvernement Laurier et démontre que ces actions étaient liées à la pensée nationaliste et autonomiste de Wilfrid Laurier. Ce lien apparait clairement après le jugement sur la définition des frontières de l’Alaska. Il devint alors clair pour Wilfrid Laurier que son gouvernement était le mieux placé pour défendre les intérêts du dominion. C’est pourquoi il décida d’envoyer annuellement des expéditions en Arctique afin qu’une situation semblable à celle qui venait avec les frontières de l’Alaska ne se reproduise plus jamais. Il choisit d’agir seul, sans demander l’aide de la Grande-Bretagne. Pour Wilfrid Laurier, toutes ces actions étaient préventives.

Thèse (Ph.D. )--Université Laval, 2009. / Titre de l'écran-titre (visionné le 16 juin 2009). Bibliogr.

Entre 1896 et 1911, le gouvernement de Wilfrid Laurier a envoyé dans l’archipel arctique sept expéditions pour affirmer la souveraineté du dominion sur cette région. Le Canada craignait que les États-Unis décident de revendiquer des droits souverains en Arctique puisque des pêcheurs américains y étaient établis. Cette thèse s’intéresse aux actions entreprises par le gouvernement Laurier et démontre que ces actions étaient liées à la pensée nationaliste et autonomiste de Wilfrid Laurier. Ce lien apparait clairement après le jugement sur la définition des frontières de l’Alaska. Il devint alors clair pour Wilfrid Laurier que son gouvernement était le mieux placé pour défendre les intérêts du dominion. C’est pourquoi il décida d’envoyer annuellement des expéditions en Arctique afin qu’une situation semblable à celle qui venait avec les frontières de l’Alaska ne se reproduise plus jamais. Il choisit d’agir seul, sans demander l’aide de la Grande-Bretagne. Pour Wilfrid Laurier, toutes ces actions étaient préventives.

L’Océan Arctique (OA) est hétérogène et se compose de plusieurs écorégions influencées par des conditions environnementales saisonnières extrêmes. L’Arctique est particulièrement vulnérableaux changements climatiques et montre un réchauffement plus rapide que la plupart des régions sur Terre. Cette thèse se concentre sur l’étude de deux régions (golfe d’Amundsen et baie de Baffin (BB)) à différentes échelles spatiales et temporelles. D’abord, nous utilisons des approches moléculaires, incluant la métagénomique et le séquençage à haut débit d’un marqueur taxonomique pour examiner la diversité microbienne eucaryote, puis nous appliquons des approches basées sur l’assemblage de pigments et les paramètres photosynthétiques afin de mieux définir les communautés. Sur la base d’échantillons prélevés durant 8 mois dans le golfe d’Amundsen (novembre 2007 à juillet 2008), nous documentons la saisonnalité d’espèces microbiennes eucaryotes clé dans l’Arctique. Nous montrons que les prasinophytes survivent pendant la Nuit Polaire et que Micromonas était probablement sujet à une lyse virale en hiver. Deuxièmement, nous décrivons une variabilité spatiale importante dans la BB à la mi-août 2013 et montrons qu’il ne s’agit pas d’une seule écorégion. L’absence de maximum de chlorophylle sous-surface (SCM) du côté canadien était contrastée avec la présence d’un SCM marqué du côté Groenland. Les différences océanographiques physiques de chaque côté semblent également influencer la composition en espèces, avec des communautés de diatomées dominées par Chaetoceros aff. gelidus du côté du Canada, tandis que du côté du Groenland, ce sont les diatomées potentiellement nocives pour les vertébrés marins Pseudo-nitzschia spp., qui étaient les plus abondantes. Enfin, nous montrons que les capacités photosynthétiques et les teneurs en pigments présentent une variabilité verticale, spatiale et temporelle dans le Nord de la Baie de Baffin. Nous décrivons la forte variabilité apparente de la communauté photosynthétique du côté du Canada, comparé à des changements plus progressifs de l’autre côté. Du côté Groenlandais, la dominance des communautés alternent entre les diatomées et les algues vertes, avec un retour aux conditions initiales après 24 h reflétant bien les patrons de signatures pigmentaires. Le remplacement rapide des groupes photosynthétiques du côté du Canada est associé à un manque d’accumulation de biomasse à court terme, suggérant un équilibre entre croissance et processus de perte au cours des 24 h. À long terme, les différences entre les deux parties pourraient se refléter dans les transferts d’énergie aux réseaux alimentaires pélagiques par rapport à l’exportation de carbone vers le benthos. Par l’utilisation d’échelles spatiales et temporelles variées, cette thèse se concentre sur deux régions historiquement productives de l’Arctique et les résultats obtenus ont contribué à l’avancement des connaissances dans le domaine de l’écologie microbienne arctique, en mettant particulièrement l’accent sur la survie pendant la nuit polaire et sur les effets potentiels du changement climatique sur l’accumulation de biomasse photosynthétique et les capacités photo physiologiques associées. / The Arctic Ocean (OA) is heterogeneous and composed of multiple eco-regions that are influenced by extreme seasonal environmental conditions. The Arctic is particularly vulnerable to climate change and warms faster than most regions on Earth. This thesis focuses on two regions of the Arctic (Amundsen Gulf and Baffin Bay (BB)) at different spatial and temporal scales. First, we used molecular approaches including metagenomics and high-throughput sequencing of a taxonomic marker to examine eukaryotic microbial diversity, and then we applied pigment assemblage-based approaches and examined photosynthetic parameters to further define communities. Based on samples collected over 8 months in the Amundsen Gulf (November 2007 - July 2008), we document the seasonality of key microbial eukaryote species in Arctic. We show that prasinophytes survive during the Polar Night and that Micromonas was likely subject to viral lysis in winter. Second, we describe high spatial variability in BB in mid-August 2013 and show the presence of several regions. The absence of a subsurface chlorophyll maximum (SCM) on the Canadian side was in contrast with a marked SCM on the Greenland side. Physical oceanographic differences on each side also influenced the species composition, with diatom communities dominated by Chaetoceros aff. gelidus on the Canadian side, while on the Greenland side, Pseudo-nitzschia spp., which are potentially harmful to marine vertebrates, were the most abundant diatoms. Finally, we highlighted a vertical, spatial and temporal variability of the photosynthetic capacities and the pigment contents in Northern Baffin Bay. We describe the apparent high variability of the photosynthetic community on the Canadian side, which was in contrast with more gradual changes on the Greenland side, where communities switched from diatoms to green algae and back over 24 h reflecting photoprotection and light capture pigment signatures. The rapid species replacement of photosynthetic groups on the Canadian side was in conjunction with a lack of short term biomass accumulation, suggesting balanced growth and loss processes over the 24 h. In the long term, differences on the two sides would be reflected in the energy transfers to pelagic food webs versus export of carbon toward the benthos. Focusing on two contrasting but historically productive regions of the Arctic over different spatial and temporal scales, results produced within this doctoral project contributed to the advancement of knowledge in the field of arctic microbial ecology, with particular emphasis on the survival during the Polar Night, and potential consequences of climate change on the accumulation of photosynthetic biomass and their photo physiological capacities.