Confirmation de la robustesse des chutes de neige observées avec le satellite CloudSat en Antarctique
Publié par Isabelle le 04/04/2019 à 14:00
Source: CNRS-INSU
Les chercheurs d'une équipe internationale du projet international(1) APRES3 (Antarctic precipitation, remote sensing from surface and space) ont réalisé une nouvelle estimation des incertitudes associées aux mesures de chutes de neige du satellite CloudSat en Antarctique (L'Antarctique (prononcé [ɑ̃.taʁk.tik] Écouter) est le continent le plus méridional de la Terre. Situé au pôle Sud, il est entouré de l'océan Austral (ou...). Celle-ci confirme la robustesse de ces mesures. Considéré comme l'un des meilleurs pour sa qualité scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les...), ainsi que pour son impact potentiel et son intérêt pour les futures études sur les climats polaires, l'article publié par les chercheurs a été sélectionné comme un "highlight" par The Cryosphere.


Un des 4 profils verticaux de précipitations observés par le MRR à Dumont d'Urville (ligne rouge pleine, intervalle de confiance à 95 % en rouge transparent) et par le radar (Le radar est un système qui utilise les ondes radio pour détecter et déterminer la distance et/ou la vitesse d'objets tels que les avions,...) du satellite (Satellite peut faire référence à :) CloudSat (en bleu) lors de son survol de la station le 17/02/2016.

Le continent (Le mot continent vient du latin continere pour « tenir ensemble », ou continens terra, les « terres continues ». Au sens propre, ce terme désigne une vaste étendue continue de...) antarctique est un vaste désert (Le mot désert désigne aujourd’hui une zone stérile ou peu propice à la vie, en raison du sol impropre, ou de la faiblesse des précipitations (moins de 250 mm par an).), c'est la région la plus froide et la plus méconnue de notre planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre hydrostatique, c'est-à-dire sous...). Ce continent est caractérisé principalement par sa calotte glaciaire, le plus grand réservoir mondial d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) douce, qui pourrait être affectée par le réchauffement climatique (Le réchauffement climatique, également appelé réchauffement planétaire, ou réchauffement global, est un phénomène...) actuel. Or, la fonte de ce réservoir solide entraînerait une élévation considérable du niveau de la mer (Le niveau de la mer est la hauteur moyenne de la surface de la mer, par rapport à un niveau de référence adéquat.).

Afin de pouvoir étudier l'évolution et la vitesse (On distingue :) de la perte de glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) en Antarctique, il est essentiel de connaître le bilan de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la masse grave)....) de l'Antarctique, avec les chutes de neige (La neige est une forme de précipitation, constituée de glace cristallisée et agglomérée en flocons pouvant être ramifiés d'une infinité de façons. Puisque les flocons sont...) comme seul apport d'eau sur le continent. Les conditions de ces terres étant particulièrement inhospitalières, les campagnes de mesure ne peuvent se dérouler qu'autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les...) des stations. Le seul moyen de couvrir un espace deux fois plus large que l'Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de l’hémisphère Sud dont la superficie couvre la plus grande partie de l'Océanie. En plus de...) est donc de faire des mesures par satellite.

Le satellite CloudSat observe les chutes de neige depuis avril 2006 grâce à un radar embarqué, ce qui a permis de réaliser la première climatologie des précipitations en Antarctique. Cependant, les incertitudes associées aux mesures de ce satellite peuvent représenter jusqu'au double de ces mesures, de sorte que leur utilisation dans les études climatiques polaires demeure discutée. Afin de réestimer ces incertitudes, les chercheurs d'une équipe internationale du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une...) international APRES3 (Antarctic precipitation, remote sensing from surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet...) and space) ont comparé des profils verticaux de précipitations, enregistrés par ce radar embarqué, aux mesures effectuées par des radars au sol (micro-rain radars, MRR) au-dessus de deux stations antarctiques caractérisées par des climats radicalement différents.

Dumont d'Urville est une station côtière et les événements de précipitations qui y sont enregistrés sont importants, principalement issus de fronts océaniques chauds et humides rencontrant un air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les cabines des avions et autres...) froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) continental. L'autre, Princesse Élisabeth, est située à plus de 1000 mètres d'altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et biogéographique qui explique la répartition de la vie sur...) et à plus de 100 km des côtes, et présente un climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se...) typique de montagne (Une montagne est une structure topographique significative en relief positif, située à la surface d'astres de type tellurique (planète tellurique, satellites comme la Lune), et...). Pour chaque station, deux événements sont enregistrés simultanément par les deux types d'instruments (radar embarqué (CloudSat) et radar au sol (MRR), et pour chaque station le premier présente un climat typique de sa région, le second est un événement extrême dont la récurrence est beaucoup plus faible. Seuls ces 4 profils verticaux de précipitations ont été comparés.

Dans tous ces cas, la corrélation entre les mesures des deux types d'instruments s'est révélée quasi parfaite et une nouvelle plage (La géomorphologie définit une plage comme une « accumulation sur le bord de mer de matériaux d'une taille allant des sables fins aux blocs ». La plage ne se limite donc...) d'incertitude pour le produit CloudSat a été déterminée à partir de la différence entre une mesure CloudSat et la mesure correspondante du MRR.

Les résultats de cette comparaison confirment la robustesse des observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude...) des chutes de neige par CloudSat sur l'Antarctique. Ils justifient également la poursuite d'analyses complémentaires des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire,...) du satellite dans cette région du globe, où les chutes de neige sont critiques et mal connues.

Note:
(1) Les laboratoires français impliqués sont le Laboratoire de météorologie (La météorologie a pour objet l'étude des phénomènes atmosphériques tels que les nuages, les précipitations ou le vent dans le but de comprendre comment ils se forment et évoluent en fonction des...) dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) (LMD/IPSL, CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) / École Polytechnique / SU / ENS Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien, entre les confluents de la...) / École des ponts ParisTech) et l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for...) des géosciences de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à...) (IGE/OSUG, CNRS / IRD / UGA / Grenoble INP)

Référence publication:
Lemonnier, F., Madeleine, J.-B., Claud, C., Genthon, C., Durán-Alarcón, C., Palerme (Palerme (Palermu en sicilien, Palermo en italien) est une ville italienne, chef-lieu et plus grande ville de la région Sicile avec 720 000 habitants. Elle se situe dans une...), C., Berne, A., Souverijns, N., van Lipzig, N., Gorodetskaya, I. V., L'Ecuyer, T., and Wood, N.: Evaluation of CloudSat snowfall rate (La rate (en grec ancien σπλήν (splēn), en latin lien, d'où les adjectifs splénique et liénal) est un organe fragile, profond, situé dans l'hypochondre gauche en...) profiles by a comparison with in situ micro-rain radar observations in East Antarctica, The Cryosphere, 13, 943-954, https://doi.org/10.5194/tc-13-943-2019, 2019.


Contact chercheur:
Florentin Lemonnier, LMD/IPSL
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