Supervision par :

Alexandre Roy (Membre régulier)

Description du projet de recherche

Utilisation de données satellitaires micro-onde bande L pour améliorer la modélisation des flux de carbone dans les régions Arctiques

Introduction: Le dégel du pergélisol en Arctique a le potentiel de libérer d'énormes quantités de carbone dans l'atmosphère, ce qui est considéré comme l'une des rétroactions potentielles les plus fortes sur le système climatique. Malgré l'importance des écosystèmes Arctiques dans le système climatique mondial, les modèles ont des difficultés à simuler les échanges de carbone entre la surface et l'atmosphère dans ces régions éloignées, en partie à cause du manque de données pour calibrer et valider la modélisation. Au cours des dernières décennies, deux missions satellitaires (SMAP et SMOS) ont été lancées afin de suivre l’évolution de l’humidité et de la température du sol à l’aide de radiomètres micro-ondes (bande L). Les observations de ces instruments sont sensibles à la quantité d’eau dans le sol et la végétation, qui joue un rôle important dans la dynamique des sols et le cycle du carbone. Les assimiler dans des modèles permettrait d’améliorer les estimations des flux de carbone en Arctique.Objectifs: L’objectif du projet est d’assimiler des données issues des satellites SMOS et SMAP dans un modèle écosystémique afin d'améliorer notre capacitée à surveiller les échanges de carbone entre la surface terrestre et l'atmosphère tout au long de l'année dans les régions Arctiques. Sites d'études: Les estimations de flux de carbone du modèle seront evaluées à l’aide des mesures terrain réalisées dans l’Arctique Canadien (Cambridge Bay, Nunavut, Trail Valley Creek, Northwest Territories and Kangiqsuallujuaq, Nunavik).Matériel et méthodes: Une première étape du projet consistera à évaluer les performances du produit carbone existant du satellite SMAP en été dans les régions Arctiques. Les mesures de flux CO2 de plusieurs sites d’eddy covariance implantés dans l’Arctique seront utilisées pour l’évaluation (Cambridge Bay, Nunavut, Trail Valley Creek, Northwest Territories et Kangiqsuallujuaq, Nunavik). Les produits SMAP n’étant pas calibrés pour l’Arctique, il est raisonnable de penser que la modélisation des flux de carbone puisse être améliorée. C’est pourquoi, dans un deuxième temps, un schéma d'assimilation des observations SMOS sera développé à l'aide du modèle NASA Land Information System (LIS) pour améliorer l’estimation de l'humidité du sol en été, de la température du sol en hiver, ainsi que la modélisation des flux de carbone tout au long de l’année. Dans un troisième temps, une analyse spatio-temporelle des échanges de carbone sera effectuée à partir du schéma d'assimilation adapté à l'Arctique.RéférencesMavrovic, A., et al. (2023). Reviews and syntheses: Recent advances in microwave remote sensing in support of arctic-boreal carbon cycle science. Hydrology and Earth System Sciences, DOI: https://doi.org/10.5194/egusphere-2023-137. In review. Natali, S., et al. (2019). Large loss of CO2 in winter observed across the northern permafrost region. Nature Climate Change, 9, 852-857. doi: 10.1038/s41558-019-0592-8 Schuur, E., et al. (2015). Climate change and the permafrost carbon feedback. Nature, 520, 171-179. doi: 10.1038/nature14338

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