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Laboratoire d’Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales

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2017

Par SEMSOU Dernière modification 11/10/2017 13:31

Septembre 2017

Kevin Guerreiro


Vendredi 22 Septembre à 10h00 en Salle Coriolis (Observatoire Midi-Pyrénées)

 

Titre: Améliorations des estimations d'épaisseur de glace de mer arctique par altimétrie spatiale

 

Résumé:

Les observations spatiales d’extension de glace de mer montrent que la banquise arctique a fortement réduit au cours des 40 dernières années, avec une nette tendance à l’accélération depuis la fin des années 1990. Bien que les processus expliquant cette fonte accélérée soient en partie compris, les modèles de banquise ne reproduisent pas clairement les variations d’extension observées. Cette mauvaise représentation des modèles est généralement attribuée à une méconnaissance des rétroactions climatiques. Parmi ces rétroactions, nous souhaitons nous intéresser à l’une d’entre elles en particulier : l’amincissement de la glace de mer. Cet amincissement est généralement associé à une fonte plus précoce et à une accélération de l’export de glace. L’amélioration de la représentation de l’épaisseur de banquise est donc nécessaire pour mieux comprendre les variations d’extension de banquise observées au cours des dernières décennies.

Contrairement aux données d’extension de banquise, il n’existe pas à l’heure actuelle de données d’épaisseur de glace à l’échelle du Bassin Arctique couvrant une longue période (> 20 ans). En revanche, de multiples études ont montré qu’il était possible d’estimer l’épaisseur de glace à l’échelle du Bassin Arctique à partir de l’altimétrie spatiale. Pour mesurer l’épaisseur de glace par altimétrie, on emploie généralement la technique du "franc-bord". Cette méthode consiste à estimer par altimétrie spatiale l’épaisseur de glace émergée (le franc-bord) et à convertir cette mesure en épaisseur totale en résolvant l’équation d’hydrostatique qui existe entre la glace recouverte de neige et l’océan. La méthode du franc-bord a été appliquée à diverses missions altimétriques (ERS-2, Envisat et CryoSat-2) depuis 1995 et devrait ainsi pouvoir fournir une série temporelle d’épaisseur de glace de plus de 20 ans. Cela dit, il n’existe à ce jour aucune série temporelle d’épaisseur de glace couvrant plus de 6 années. Cette absence d’une longue série temporelle est principalement due à un manque de continuité de la mesure du franc-bord liée à l’évolution des techniques radar (altimétrie conventionnelle/altimétrie SAR) ainsi qu’aux incertitudes liées à la conversion du franc-bord en épaisseur de glace. Dans ce contexte, cette thèse a pour objectifs d’analyser les biais inter-missions de franc-bord et d’améliorer la conversion du franc-bord en épaisseur de glace en exploitant au mieux la mesure altimétrique. Pour remplir ces objectifs, un travail de fond est réalisé sur l’interaction de la mesure radar avec l’environnement de la banquise (neige, rugosité, etc).

Les résultats de l’analyse de la mesure radar sur la banquise permettent d’établir la plus longue série temporelle d’épaisseur de glace de mer disponible à ce jour (2002-2016). L’analyse de cette série temporelle montre que la banquise s’est amincie en moyenne de 0.013(±0.09) m.an −1 au cours de la période 2002-2016. Cet amincissement est principalement attribué à la réduction de surface de glace pérenne ayant eu lieu au cours de la même période. La forte incertitude associée à cette tendance est quant à elle attribuée à l’importante variabilité inter-annuelle de l’épaisseur de banquise arctique.

 

Jury :

  • Marie-Noëlle Houssais, Directrice de Recherche CNRS (LOCEAN-IPSL) - Rapporteur

  • Jean Tournadre, Directeur de Recherche CNRS (IFREMER) - Rapporteur

  • Jérôme Weiss, Directeur de Recherche CNRS (IST) - Examinateur

  • Jean-Phillippe Gastellu-Etchegorry, Professeur UPS (CESBIO) - Examinateur

  • Juliette Lambin, Responsable du programme observation de la Terre (CNES) - Invitée

  • Alexei Kouraev, Maitre de Conférence (LEGOS) - Directeur de Thèse

  • Elena Zakharova, Chargé de Recherche (LEGOS) - Co-Directrice de Thèse

 

Mots clés : Arctique, banquise, neige, franc-bord, épaisseur de glace, altimétrie radar, Low Resolution Mode, Synthetic Aperture Radar.


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