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Janv. 2022 : Jason mesure la glace sur l'Ob

Image du mois - janvier 2022

 

Plus de la moitié des cours des fleuves et rivières de l'hémisphère nord (58 %) sont gelés à un moment donné de leur cycle saisonnier. Cela joue sur les écosystèmes, l'environnement ainsi que sur des applications humaines pratiques (hydroélectricité, navigation, pêche, etc.). Il est donc de la plus haute importance de connaître les conditions de glace, alors que les mesurer in situ peut être compliqué (et potentiellement risqué). Les satellites peuvent aider, même si les capteurs optiques ou infrarouges sont limités par la couverture nuageuse et la durée de la nuit dans le grand Nord. Les radars altimètres n'ont pas de telles limitations, et fournissent des mesures quelque que soit le temps, jour et nuit. Ici, on ne s'intérese pas tant aux hauteurs fournies par l'altimètre radar que par le coefficient de rétrodiffusion (la puissance des signaux radar collectés par rapport aux signaux émis), et par sa dynamique au cours de l'année.

Certaines études ont laissé entendre que, selon la fréquence utilisée, la réflexion du signal radar peut se faire à l'interface neige-glace ou à l'interface eau-glace, ce qui pourrait être utilisé pour estimer l'épaisseur de la glace. Cependant, ces études ont été réalisées sur de grands lacs boréals alors que les fleuves et rivières sont nettement plus petits. Certains événements saisonniers sont cependant aisément repérables et correspondent à des changements de coefficients de rétrodiffusion. Une forte augmentation est corrélée au gel, probablement en lien avec le fait que la glace qui se forme à la surface est d'abord très lisse, et réfléchit donc bien le signal radar vers l'altimètre. Le signal altimétrique, en bande Ku du moins, est également affecté par la diffusion au sein de la couche de glace, qui diminue la puissance du signal qui retourne directement vers l'altimètre. Ainsi, plus la glace est épaisse, plus la rétrodiffusion est faible. 
De telles considérations ont permis à une équipe internationale d'établir des algorithmes empiriques pour essayer d'estimer les données de gel, la croissance et l'épaisseur de la glace et les dates de débâcle au-dessus du fleuve Ob (Sibérie, Russie) en utilisant Jason-2 et 3. Les résultats sont prometteurs, avec une précision de 7 à 18% sur l'estimation de l'épaisseur de glace.

L'utilisation de la méthode avec plusieurs satellites - altimétriques, mais potentiellement aussi optiques ou SAR - pourrait étendre les résultats à d'autres rivières arctiques, et compléter la méthode et la couverture.

Voir aussi :

Référence:

  • Zakharova, E., S. Agafonova, C. Duguay, N. Frolova, A. Kouraev, 2021: River ice phenology and thickness from satellite altimetry: potential for ice bridge road operation and climate studies, The Cryosphere, 15, 5387–5407, 2021, https://doi.org/10.5194/tc-15-5387-2021
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