Classifier les neiges des calottes polaires grâce au satellite

Avec Envisat, satellite de l'ESA dédié à l'observation de la Terre, il est pour la première fois possible d'observer très finement les calottes polaires. Grâce à deux instruments bi-fréquence embarqués à son bord, un altimètre et un radiomètre, des chercheurs de la société Collecte localisation satellite (CLS) et du Laboratoire d'études en géophysique et océanographie spatiales (LEGOS/OMP) ont pu distinguer les divers types de neige ou de glace qui recouvrent par zone les calottes polaires du Groenland et de l'Antarctique. Un résultat prometteur car l'évolution dans le temps de l'étendue respective de ces différentes zones constitue un bon indicateur climatique de l'évolution de ces calottes.


La neige et la glace qui recouvrent les calottes polaires du Groenland et de l'Antarctique ont des caractéristiques variées et bien marquées, dont une première classification a été proposée pour le Groenland à partir de mesures de terrain.
Cette classification a servi à interpréter les observations satellite. Elle distinguait différentes zones: la zone de percolation où l'eau de fonte pénètre puis regel au sein du manteau neigeux, la zone humide, la zone de glace nue ou glace bleue où le vent balaie la neige en surface faisant apparaître la surface glacée, la zone de neige sèche, elle-même déclinable en différentes classes, etc.
L'étendue de ces zones dépendant des forçages météorologiques locaux (vent, précipitation ou température), il est clair que leur surveillance pourrait renseigner sur l'évolution climatique des régions polaires.

Dans ce contexte, parmi les instruments embarqués en 2002 à bord du satellite Envisat, deux d'entre eux ont intéressé les chercheurs: l'altimètre, qui observe les glaces polaires, et le radiomètre, qui estime le contenu en vapeur d'eau de la troposphère afin de corriger la mesure altimétrique des "effets" induits par cette humidité. Ces instruments fonctionnent en effet tous deux à deux fréquences, fournissant quatre observations différentes grâce auxquelles il est possible de distinguer depuis l'espace les différents types de neige et de glace à la surface des calottes polaires.

L'analyse des données a commencé en 2007, mais déjà les premiers résultats ont permis de classifier la surface des deux calottes polaires, jusqu'aux latitudes 82° Nord et Sud. Six classes différentes ont été distinguées sur le Groenland, parmi lesquelles celles proposées par la classification basée sur les mesures de terrain mais avec plus de nuance pour les différentes classes de neige sèche. Quant à l'Antarctique, il en montre sept, mais il n'est pas encore possible de les associer à un état physique précis de la couverture neigeuse.

Le court suivi de l'évolution dans le temps des zones des calottes correspondant à ces différentes classes montre déjà que certaines d'entre elles restent stables au cours des différentes saisons, tandis que d'autres évoluent, passant d'une classe à une autre. Même au coeur de l'Antarctique, peu touché par le réchauffement climatique, la neige change de classe de façon bien distincte en fonction de la saison.