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Céline Vargel

 

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
Celine.Vargel@USherbrooke.ca

 

 


 
 
 

Projet de recherche

Paramétrisation du manteau neigeux et modélisation micro-onde: Applications au suivi de l’impact du réchauffement climatique sur la dynamique du couvert nival arctique, subarctique et antarctique

Le réchauffement climatique observé et anticipé dans les hautes latitudes nord a non seulement un impact sur la dynamique du couvert nival (précipitation, fonte) mais aussi sur ses propriétés physiques (densité, conductivité thermique, croute de glace, etc.). Ces changements des propriétés de la neige ont, en retour, un impact important sur l’environnement nordique, notamment sur les écosystèmes végétaux, le sol (gel/dégel, pergélisol) et l’hydrologie (ruissellement, crues printanières). En Antarctique, les couches superficielles de neige au Dôme C (sur le plateau continental de l'Antarctique de l'Est) semblent aussi évoluer vers une augmentation de densité, pour des raisons encore inconnues.

L’observation satellite dans le domaine des micro-ondes est un outil depuis longtemps utilisé pour suivre et cartographier la neige au sol, mais de façon encore peu quantitative (méthode semi-empirique) et avec de larges sources d’erreur selon les conditions du manteau (couche importante de givre de profondeur par exemple, croûtes de neige soufflée avec de forte densité). Le projet vise à améliorer l’extraction des paramètres géophysiques du couvert nivale à partir des observations micro-onde (Température de brillance, Tb) par satellite et mesures au sol, pour un meilleur suivi de son évolution en lien avec la variabilité climatique.

Le premier objectif spécifique sera de valider le nouveau modèle de transfert radiatif micro-onde SMRT, développé dans le cadre d'un projet de l'ESA par Ghislain Picard et ses collègues, étant donné que l'ancien modèle développé (DMRT-ML, http://lgge.osug.fr/~picard/dmrtml/) a montré des limites, en particulier concernant les métriques de microstructure de la neige considérées dans le modèle (taille des grains et cohésion). Un travail d'analyse de propagation d’erreur sera réalisé à partir de mesures au sol de radiométrie micro-onde dans une large gamme de fréquence (1.4, 10, 19 37 et 89 GHz) sur des neiges bien caractérisées in-situ.

Un deuxième objectif spécifique sera de coupler ce modèle SMRT avec le modèle de neige SURFEX/Crocus de Météo-France, de façon à pouvoir simuler des séries temporelles de températures de brillance pour différents types de neiges: 1) arctique (Cambridge Bay, Nunavut, Canada; Sodankyla, Finlande); 2) subarctique (Baie James, Nunavik, Canada); 3) boréale (Forêt Montmorency, Québec, Canada) et 4) Antarctique (Concordia, Dôme C). Ces analyses, validées par des mesures au sol des propriétés de la neige et du sol sous-jacent pour les sorties de Crocus et des mesures satellites et/ou au sol de radiométrie micro-onde pour les simulations de Tb, permettront d'une part d'améliorer certains processus d'évolution du couvert nival dans le modèle de neige, et d'autre part de permettre de caractériser l'impact d'un changement de climatologie hivernale sur les propriétés de la neige.

Ce travail a pour finalité l’application aux images satellites du suivi temporel de l’évolution du manteau neigeux dans l’Arctique en lien avec l’important réchauffement climatique actuel observé et aussi des couches superficielles de neige à Dôme C, depuis les 15 dernières années.

 
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