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Caroline Dolant

 

Étudiante 3è cycle

Département de géomatique appliquée, Université de Sherbrooke

Campus de Sherbrooke
2500, boul. de l'Université
Université de Sherbrooke
Sherbrooke
Québec, Canada
J1K 2R1

819. 821.8000 poste 62506
Caroline.Dolant@usherbrooke.ca

 

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Projet de recherche

Détection et modélisation des évènements de pluie sur neige dans l'Arctique canadien à partir de données micro-onde passives

Les premiers et plus forts signes de changements et variations climatiques ont été observés en arctique au cours des trente dernières années grâce à une grande variété de mesures. Les modèles spatiaux des volumes de neige, glace de mers et de calotte glacière montrent une tendance statistiquement importante vers des anomalies négatives. Ces motifs ont un impact signifiant sur la réponse de la cryosphère aux changements climatiques à différentes échelles ainsi que sur la révélation de nouveaux défis pour les communautés nordiques qui sont maintenant confrontés aux transports, problèmes de santé et économiques, provenant de ces changements. L’intérêt particulier du manteau neigeux saisonnier joue un rôle important sur la balance de l’énergie de surface à travers son haut albédo et sa basse conductivité thermique, c’est une variable hydrologique clé, étant un important réservoir d’eau douce pour la production hydroélectrique tout en ayant des enjeux majeurs pour le régime du permafrost. Une conséquence directe du réchauffement climatique dans les latitudes nordiques est l’augmentation de la fréquence d’évènements hivernaux extrêmes comme les pluies sur neige (ROS en anglais pour Rain On Snow). Très peu de choses sont connues sur les ROS dans les régions du nord et encore moins sur leur impacts cumulés sur la balance de l’énergie de surface. L’infiltration des eaux du ROS conduit à une accumulation significative de l’eau au fond du manteau neigeux qui se transforme en glace. Ce processus est connu pour affecter la survie des ongulés en bloquant leur accès à la nourriture. Cela modifie également les mécanismes de transfert énergétique de par la plus grande conductivité thermique de l’eau, conduisant à des imprécisions dans les projections de permafrost puisque le transport de la chaleur à travers les flux d’eau verticaux sont négligés dans les modèles. Étant donné les alertes de réchauffement émises actuellement dans les régions nordiques, des ROS plus fréquents peuvent être attendus. Les travaux de modélisation récents ont montré le potentiel en rapportant certaines incertitudes quantifiant l’impact de l’épaisseur et la localisation des croutes de glace à l’aide de température de brillance. Ces approches peuvent être développées en usant les micro-ondes passives (disponibles à l’université de Sherbrooke), elles vont développer notre compréhension des liens entre les propriétés neigeuses et la température de brillance. Donc, ces recherches vont se focaliser sur la détection et la répétitivité des ROS à la fois à des échelles au sol (in-situ) et satellites. Les relations empirique entre Tb et ROS (qui change les propriétés neigeuses) seront développées et validées à l’échelle régionale. Les mesures météorologiques coïncidentes obtenues avec une station dédiée à la neige permettra la modélisation physique des propriétés neigeuses en utilisant le modèle suisse SNOWPACK, lequel sera couplé à des modèles d’émissions micro-ondes pour les couches de manteau neigeux (MEMLS). Le couplage permettra une caractérisation du premier ordre des tendances futures des fréquences des ROS. De plus, en utilisant les historiques de satellites de micro-ondes passives depuis 1978 (SSMR, SSM/I, AMZR-E et AMSR2), le motif spatial et temporel dans les apparitions des ROS seront analysées. Cela apportera des données additionnelles sur les modèles climatiques et aidera la compréhension des incertitudes climatiques pour les scénarios des modèles de neige et aidera le modélisation des surfaces de neiges jusqu’en 2100.

 
 

Communications scientifiques

Dolant, C., Langlois, A., Brucker, L., Royer, A., Roy, A.R., Montpetit, B., 2017. Meteorological inventory of rain-on-snow events in the Canadian Arctic Archipelago and satellite detection assessment using passive microwave data. Physical Geography(published online first). DOI: 10.1080/02723646.2017.1400339.

Langlois, A., Johnson, C.-A., Montpetit, B., Royer, A., Blukacz-Richards, E.A., Neave, E., Dolant, C., Roy, A.R., Arhonditsis, G., Kim, D.-K., Kaluskar, S., Brucker, L., 2017. Detection of rain-on-snow (ROS) events and ice layer formation using passive microwave radiometry: A context for Peary caribou habitat in the Canadian Arctic. Remote Sensing of Environment, 189: 84-95. DOI: 10.1016/j.rse.2016.11.006.

Dolant, C., Langlois, A., Montpetit, B., Brucker, L., Roy, A.R., Royer, A., 2016. Development of a rain-on-snow detection algorithm using passive microwave radiometry. Hydrological Processes, 30(18): 3184-3196. DOI: 10.1002/hyp.10828.

 
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