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Saral mesure des trous dans la glace de mer

(à gauche) Variabilité spatiale de la puissance maximale de la forme d'onde (Maximal waveform Power - MP) le long de traces de Saral/AltiKa (trace 2 le 18 Avril 2013, trace 985 le 17 Avril 2013 et trace 918 le 15 Avril 2013) superposée à une image LandsatLook du 17 Avril 2013. 

(au milieu) Zoom de la zone contenue dans le rectangle rouge de la figure gauche. Variabilité spatiale du MP et du PP (Pulse Peakiness) dans une zone non couverte de glace de mer (le terme anglais d'une telle zone est "lead"): le paramètre PP est plus élevé sur les contours du "lead" que sur le milieu de la zone.

(à droite) La variation du paramètre MP le long de la trace suit le comportement du paramètre AGC (Automatic Gain Control), mais sans le décalage observé sur l'AGC. Le paramètre MP n'est pas saturé sur ces zones ouvertes telles que les "leads", il convient donc mieux que le paramètre PP pour détecter ces zones. Crédits Legos/CTOH.

 

La banquise, ou glace de mer, correspond à de l’eau de mer salée gelée qui couvre l’océan aux hautes latitudes (par opposition aux icebergs, formés d’eau douce). La superficie de la banquise dans l’océan Arctique s’est considérablement réduite ces dernières années (voir l'étendue des glace de mer). Or, les modèles numériques ne sont pas encore capables de reproduire cette tendance. Certains mécanismes, qui ne sont pas encore pris en compte dans ces modèles, pourraient certainement nous aider à expliquer l’écart observé entre les observations et les modèles. 

La glace de mer dérive à la surface de l’océan, sous l’effet des courants et des vents. Cette glace s’entrechoque, se déforme et se fissure parfois. Ces zones fissurées ouvrent des zones libres de glace appelées « leads » et polynies. Les « leads » ont plutôt des formes étroites formées selon des fissures linéaires tandis que les polynies peuvent atteindre plusieurs dizaines de kilomètres de large.

Ces zones d’eau libre représentent une surface plus sombre où le rayonnement solaire se réfléchit moins que sur les zones recouvertes de glace. Par conséquent, par ces « trous » dans la glace, l’océan absorbe davantage d’énergie, ce qui accélère leur réchauffement.

La glace de mer influence également la circulation océanique et donc le climat global. La densité de couches supérieures de l’océan augmente lorsque la glace de mer se forme (tout le sel de l’océan ne passe pas dans la glace de mer). Cette densité augmentée, ces eaux polaires salées plongent en profondeur, les amenant jusqu’à l’équateur (voir Circulation thermohaline).

Les satellites altimétriques, dont certains avec une orbite inclinée importante et donc capables de couvrir les zones de hautes latitudes, permettent de déterminer l'extension, l'épaisseur et le volume de la glace de mer. Saral/AltiKa, altimètre en bande Ka, offre de meilleures résolutions spatiales que les altimètres en bande Ku et donc, potentiellement, l'avantage de mieux distinguer les "leads" et polynies au milieu de la glace de mer.

Une analyse détaillée des formes d'onde (forme de l'écho radar) de l'altimètre AltiKa sur Saral et de ses caractéristiques (front de montée, largeur de la pente du flanc, coefficient de rétrodiffusion) a permit de définir  un nouvel algorithme basé sur la puissance maximale des formes d'onde pour distinguer les trous dans la glace de l'océan Arctique. Des images optiques sont utilisées pour valider les mesures et ajuster les seuils de détection de l'algorithme.

Les grandes zones d'eau libres montrent des coefficients de rétrodiffusion en bande Ka, inférieurs aux zones de petits "leads" telles que des zones d'eau étroites et calmes / recouvertes d'une mince couche de  glace. Les zones de leads et polynies qui ont regelé, montrent des formes d'onde très spéculaires et sont donc très bien suivis par l'atimètre.

Cette méthode, adaptée aux caractéristiques propres de Saral/AltiKa, montrent de bons résultats pour la détection de "leads" et polynies de petites tailles et tailles intermédiaires entre 200 m et 3-4 km. En outre, cet algorithme peut être appliqué du mois de décembre au mois de mai.

Voir aussi:

Références:

 

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