Entre vagues et glace de mer, l'impact est à double tranchant
Publié par Adrien le 29/05/2018 à 00:00
Source: CNRS-INSU
Des chercheurs du Laboratoire d'océanographie physique et spatiale (LOPS/IUEM, CNRS / UBO / Ifremer / IRD) viennent de mettre en évidence que les vagues peuvent être beaucoup plus rapidement atténuées par la glace de mer que ce qu'ils pensaient, cette atténuation (Perte d'intensité et amplitude d'un signal...), très variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle est utilisée pour marquer un rôle dans une formule, un prédicat ou un algorithme. En...), ne dépendant pas des caractéristiques des vagues hors glace (La glace est de l'eau à l'état solide.). Ils ont également montré que les vagues ont un impact profond sur l'étendue et l'épaisseur de la glace de mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.).


Plaques de glace de 5 à 20 m de côté telles que celles formées par l'effet de la houle sur la banquise (La banquise est une étendue de mer gelée. Elle se forme durant l'hiver polaire, lorsque la température de l'eau de mer descend en dessous de -1,9°C. Au cœur de l'hiver, l'épaisseur de glace peut atteindre 1,5 à 2 mètres, sans...). © H. Shen, Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment où les...) de Clarkson
La glace de mer de l'océan Austral (L'océan Austral ou océan Antarctique ou océan glacial Antarctique est l'étendue d'eau qui entoure l'Antarctique. C'est en surface le quatrième océan, et le dernier défini, puisque...) joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les mâchoires. On appelle aussi joue le muscle qui sert principalement à ouvrir...) un rôle clé dans la régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) de l'absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise par une autre entité, par exemple, un atome qui fait une transition entre deux niveaux d'énergie électronique. Le photon est...) de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) et de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) par l'océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau salée. En fait, il s'agit plutôt d'un volume, dont l'eau est en permanence renouvelée par des courants marins....) mondial.

On sait que les vagues ont des impacts sur la glace de mer dans la zone de glace marginale, y compris la débâcle (La débâcle, en météorologie, caractérise la fonte des glaces d'un fleuve ou de la mer.) et la formation de "pancakes" de glace. Ces processus expliquent les grandes différences dans les propriétés de la glace de mer entre l'Arctique (L’Arctique est la région entourant le pôle nord de la Terre, à l’intérieur et aux abords du cercle polaire. Elle se situe à l'opposé de l'Antarctique. L'Arctique inclut une partie du Canada, du...) et l'Antarctique (L'Antarctique (prononcé [ɑ̃.taʁk.tik] Écouter) est le continent le plus méridional de la Terre. Situé au pôle Sud,...). Les vagues océaniques exercent aussi une force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale...), dans leur direction de propagation, qui compacte la glace. À ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport...), ce forçage externe n'a pas pu être quantifié en raison du manque d'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 appropriés. Le plaisir...) à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et qui emporte...).

En utilisant une nouvelle méthode pour estimer les hauteurs de vagues dans la glace de mer à partir d'images satellite (Satellite peut faire référence à :), nous sommes en mesure aujourd'hui d'extraire des milliers d'observations 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 5 genres Erythrotriorchis, Kaupifalco,...) de tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) 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 terre...) antarctique et pour toutes les saisons. Pour la mesure des vagues, cet ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...) de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement,...) est plus riche que toutes les autres expériences de terrain combinées.


Eexemple d'image radar (en gris) acquise par le satellite Sentinel 1A et montrant une forte atténuation des hauteurs de vagues (en couleur).
Nous constatons que la dissipation de l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) des ondes peut être beaucoup plus rapide que précédemment mesurée. Plus important encore, elle est très variable et s'étend sur trois ordres de grandeur. Les images radar particulières montrent une désintégration radicale des vagues, avec des ondes de 1,5 m se réduisant à presque zéro (Le chiffre zéro (de l’italien zero, dérivé de l’arabe sifr, d’abord transcrit zefiro en italien) est un symbole marquant une position vide dans l’écriture des...) dans des images satellite de 20 km de couverture. Par conséquent, les conditions d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie...) hors glace ne déterminent pas l'atténuation des vagues pour tout le trajet d'un paquet d'ondes dans la glace de mer ; le même train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou de plusieurs wagons (pour transporter des marchandises), et peut être tracté par une...) d'ondes peut subir une faible atténuation sur des centaines de kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458 seconde.) et disparaître soudainement sur quelques kilomètres seulement.

Par ailleurs, lors de leur dissipation une force de poussée (En aérodynamique, la poussée est la force exercée par le déplacement de l'air brassé par un moteur, dans le sens inverse de l'avancement.) est exercée par les vagues sur la glace. Ainsi, l'autre résultat de cette analyse est que, en moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils étaient...), cette poussée est comparable à la contrainte du vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur Saturne. Il est...) agissant sur plus de 50 km de glace de mer. Sachant que le stress (Le stress (« contrainte » en anglais), ou syndrome général d'adaptation, est l'ensemble des réponses d'un organisme soumis à des contraintes environnementales. Dans...) du vent est connu pour être un forçage externe dominant, ceci suggère que le forçage des vagues a un impact profond sur l'étendue et l'épaisseur de la glace.
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