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Julien Meloche

 

Étudiant 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
julien.meloche@usherbrooke.ca

 

 


 
 
 

Projet de recherche

Caractérisation de la variabilité spatiale à l'échelle locale de la neige arctique par outil de télédétection afin d'améliorer les modélisations à l'échelle globale

Introduction

Le réchauffement climatique affecte le globe en entier, mais est plus prononcé dans les régions polaires où les températures de l’air s’accélèrent depuis les 30 dernières années à cause d’un phénomène appelé l’effet d’amplification arctique. Cet effet est principalement dû à la perte significative de glace de mer et la diminution d’enneigement menant à une rétroaction positive de l’albédo. Le couvert de neige est donc une variable clé gouvernant les processus climatiques dans les régions polaires. Cependant, beaucoup d’incertitudes existent sur la variabilité spatio-temporelle des propriétés du couvert nival ce qui entraîne encore plus d’incertitudes dans les prédictions climatiques. Il est donc primordial d’améliorer et continuer le suivi du couvert nival surtout dans cette période de crise climatique. La télédétection satellitaire micro-ondes permet le suivi à grande échelle des propriétés du couvert nival et est l’outil principal pour le suivi dans les régions vastes du Québec et du Canada.

Objectifs

L’objectif global de mon projet est donc d’analyser la variabilité spatiale de la neige avec des outils de télédétection pour diminuer l’incertitude liée à l’hétérogénéité de la neige dans l’estimation du SWE à grande échelle, mais aussi améliorer la compréhension des processus locaux qui affectent la hauteur et les propriétés du couvert nival.
Les objectifs spécifiques de mon projet sont de:

  1. quantifier la variabilité spatiale de l’épaisseur de neige et des couches principales (plaque à vent et le givre de profondeur) à l’aide d’imagerie drone, de photo infrarouge et de radar portatif;
  2. utiliser ces relations pour améliorer les algorithmes d’assimilation micro-ondes, mais aussi pour obtenir des informations sur la variabilité des couches à partir de ces mêmes données.

Sites d'études

Le site d’étude principal se trouve à Cambridge Bay, Nunavut, et permettra de caractériser la neige en toundra arctique. D’autres sites seront peut-être nécessaires, mais demeurent inconnus pour le moment.

Matériel et méthodes

Premièrement, pour quantifier la variabilité spatiale de la neige, des cartes de hauteur de neige acquises par imagerie drone seront analysées avec des orthomosaïques d’indice de végétation normalisée (NDVI) et une carte écosystémique afin d’analyser l’impact de la topographie et de la végétation sur l’épaisseur totale. Des tranchées de neige combinées à de l’imagerie infrarouge ainsi que de mesures à l’aide d’un radar à ondes continues modulées en fréquence à 24 GHz permettront d’analyser le ratio de plaque à vent et du givre de profondeur. Ces relations seront alors utilisées lors de processus d’assimilation de SWE pour restreindre l’hypothèse initiale sur les couches du manteau neigeux. Finalement, un algorithme de détection du ratio de la plaque à vent et du givre de profondeur sera développé en micro-ondes passives en utilisant différentes fréquences (11, 19, 37, 89 GHz) et un ratio de polarisation.

Résultats attendus

Les résultats escomptés sont en premier lieu une amélioration de notre compréhension des processus locaux en corrélant la variabilité de l’épaisseur et des ratios des couches principales à la topographie, type de sols et végétation. En deuxième lieu, ces relations permettront une amélioration des estimations de SWE en arctique puisqu’ils seront liés à des types produits pouvant être mis à l’échelle globale (satellite) comme des cartes de type de sol, produits NDVI et MNS qui pourront être utilisés dans l’assimilation. L’algorithme de détection du ratio du givre de profondeur permettra de faire une analyse temporelle de l’évolution du givre de profondeur affectant l’isolation de pergélisol en contexte de changement climatique.

 
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