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Laboratoire d’Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales

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Cryosphère

Par GOHS Dernière modification 12/09/2019 18:07

Au cœur des fragiles régions polaires ou à haute altitude, les glaciers et les calottes polaires jouent un rôle à la fois intégrateur et révélateur de la variabilité interannuelle et des changements du climat. Ils sont (et seront) d'importants contributeurs à la hausse passée, actuelle et future du niveau des mers. Cette sensibilité aux fluctuations de la température et des précipitations en fait une des icônes du changement climatique.

Objectifs scientifiques

Notre principal objectif scientifique est de réduire les incertitudes sur les pertes de masse décennales des glaciers depuis 2000 et, lorsque c'est possible, plus loin dans le passé à partir d'images d’archives. De plus, une nouvelle génération de satellites très haute résolution permet de compléter les observations in situ afin de mieux comprendre les processus contrôlant les gains/pertes de masse à différentes échelles temporelles. Pour la calotte Antarctique, très plate, l'outil privilégié est l'altimètrie radar qui offre de très jolies séries temporelles de changement de volume. Néanmoins, l’onde radar de l’altimètre pénètre plus ou moins dans la neige. Il est donc aussi important de bien comprendre les variations spatio-temporelles dues à cette erreur, à la fois pour améliorer la mesure altimétrique mais aussi pour obtenir des informations sur le manteau neigeux.

Nos observations des calottes comme des glaciers impliquent une expertise méthodologique pointue afin de tirer le meilleur parti des missions satellitaires passées, en cours et d'aider à la préparation des satellites du futur.

Faits marquants

  • Calotte Antarctique

Un résultat important est que les variations de hauteur sur l'Antarctique de l'Est sont surtout dues à des variations de forçage météorologique mais que certains glaciers notamment en Antarctique de l'ouest subissent de fortes pertes de masse. Les premières mesures d'Altika/SARAL (mission Franco-Indienne) montrent que cette accélération s'accentue et s'étend. Nous montrons aussi que la signature de l'onde circumpolaire détectée par l'équipe se voit nettement sur les variations de hauteurs. La concordance entre les mesures de masse et de volume, soit entre la gravimétrie et l’altimétrie, est excellente et nous offre ainsi la possibilité de cartographier la densité des pertes ou des gains.

  • Glaciers

Depuis 4-5 ans, une avancée majeure a été de passer d'estimations du bilan de masse d’un (ou quelques) glacier(s) à des régions englacées entières. Pour cela, nous avons exploité la vaste archive construite par le satellite ASTER depuis 2000. En exploitant la profondeur des séries temporelles ASTER, nous parvenons à construire des cartes d’évolution des altitudes des glaciers au cours de période de 10 ans (ou plus) avec une précision de 10 à 20 cm/an. Notre chaîne de traitement, ASTERIX, a été mise au point et évaluée sur le massif du Mont Blanc où les données in situ précises sont nombreuses grâce à l’ORE GLACIOCLIM (Berthier et al., 2016). Ensuite cette méthode a pu être déployée dans 3 contextes géographiques différents : les glaciers des hautes montagnes d’Asie (Brun et al., 2017), les glaciers andins (Dussaillant et al., 2019) et les glaciers d’Alaska et du Canada (Berthier et al., 2018), en générant typiquement plusieurs dizaines de milliers de MNT sur chaque zone. Nous mesurons ainsi des pertes de masse très fortes dans les régions maritimes (Alaska, Patagonie) alors que les pertes sont plus modérées dans les régions continentales, certaines gagnant même de la masse (Andes Centrales, Karakoram, West Kunlun). Ce résultat met en évidence, en plus de l’empreinte du changement climatique, l’importance de la sensibilité du bilan de masse des glaciers, très différente d’une région à l’autre. Nos estimations permettent aussi de préciser la contribution des glaciers à l’hydrologie régionale (Asie du Sud-Est, Andes) et à la hausse du niveau marin. 

Un second fait marquant a été l'exploitation plus systématique de l’imagerie stéréo haute résolution de Pléiades qui fournit des MNT complets et précis dans les zones enneigées. Nous sommes aujourd'hui en mesure de détecter des changements d'altitude de typiquement 0.5 à 1 m, ce qui permet d’accéder au bilan de masse saisonnier (été/hiver). Ainsi, la première mesure satellitaire d’un bilan de masse hivernal par la méthode géodésique a été réalisée sur un glacier islandais (Belart et al., 2017). La précision de ces MNTs haute résolution et la réactivité des satellites permettent aussi d'étudier les aléas en lien avec l'évolution des glaciers, comme la désintégration de deux glaciers sur le plateau du Tibet (Kääb et al., 2018).
 


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