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L'étendue des glaces de mer vue par l'altimètrie

Le suivi par satellite des glaces de mer est un indicateur essentiel pour évaluer l’ampleur du changement climatique et informer de la réalité de la situation environnementale et climatique de notre planète.

Les satellites altimètres dont l’inclinaison  de l’orbite est importante permettent le survol des zones de hautes latitudes et donc de suivre l’évolution de la glace de mer de façon saisonnière et interannuelles. L’orbite répétitive de 35 jours d’abord suivie par ERS-1&2 à partir de 1991, puis d’Envisat à partir de 2002 et, maintenant par Saral permet d’assurer la continuité des mesures.

L’utilisation de la bande Ka sur le satellite SARAL, couplée à l’utilisation de la bande Ku sur le satellite européen Cryosat, offre de nouvelles opportunités. D’une part, elles permettent de dessiner la carte de fracturation qui nous informe sur l’état des glaces de mer et aide à mieux comprendre comment les glaces évoluent au cours du temps. Une glace fracturée fond en effet plus rapidement qu’une surface continue. En outre, l’altimétrie permet de déterminer l’épaisseur de glace (freeboard) grâce à la différence de hauteur mesurée entre la mer libre et les surfaces de glace.

Arctique

Depuis vingt ans, en relation avec le changement climatique, les glaces ont diminué considérablement en surface. La diminution de l'étendue des glaces de mer en Arctique est un problème notamment car la glace reflète l'énergie solaire. Sans glace, les rayonnements du Soleil sont absorbés par l'océan, ce qui renforce le réchauffement.

Le phénomène s’est amplifié à partir de 2006. Les cartes ci-dessous réalisées à partir des données d’Envisat, permettent de suivre ces évolutions. L’année 2007 a vu un premier record d’extension minimum. Selon les chiffres du centre national de données de glace et de neige américain (National Snow and Ice Data Center), ce minimum atteignait une surface de 4.1 millions de km². L’année 2011 montre un record comparable à celui de 2007. Pour la première fois, un satellite altimétrique a effectué des mesures sur de l'eau libre jusqu'à 82°N au nord-est de la Sibérie en septembre.

En septembre 2012, la superficie des glaces de mer a atteint son minimum jamais observé auparavant. Elle a été divisée par deux par rapport au mois de septembre des années 1970, descendant en dessous du seuil des 4 millions de km² (NSIDC).

Couverture de glaces de mer dérivées des mesures de RA-2, moyennées sur 1°x1° sur les mois de septembre 2007 (à gauche) septembre 2010 (au milieu) et septembre 2011 (à droite). Les zones blanches représentent l'eau libre. (Crédits CLS).

 

Plus récemment, à partir de 2013, le satellite Saral poursuit les mesures d’extension de glace de mer. Une analyse détaillée des formes d’onde de l’altimètre AltiKa et de ses caractéristiques ont permit de définir un nouvel algorithme pour distinguer les échos provenant de l’océan de ceux retournés par la glace de mer (animation ci-dessous).

En 2013 et 2014, la limite d’extension des glaces a augmenté par rapport à l’année catastrophique de 2012 mais la surface de 5 millions de km² est inférieure à la moyenne de ces trente dernières années. En 2015, cette surface chute encore jusqu’à un minimum de 4.4 millions de km².

Proportion de mesures identifiées comme glace de mer, selon la classification des formes d’onde de Saral/AltiKa, à partir du mois de mars 2013, sur les océans Arctique et Antarctique. La classification des formes d’onde, fonction de la forme de l’écho radar, permet de distinguer es échos provenant de l’océan de ceux retournés par la glace de mer. Crédits CLS/CNES.

Antarctique

Géographiquement parlant, l’environnement entre l’Arctique et l’Antarctique est très différent. Alors que l’Antarctique est entouré de glace de mer (en hiver austral), l’Arctique est entouré de terres. Les régimes de vents et de courants s’avèrent très différents. De même, les tendances d’extension de glaces de mer sont opposées.

L’animation réalisée à partir de la classification des formes d’onde d’AltiKa (ci-dessus) montre une extension importante des glaces de mer en octobre 2015. Selon les résultats du centre national de données de glace et de neige américain (National Snow and Ice Data Center), l’année 2014 a vu un record maximal d’extension de glace de mer en Antarctique avec une surface couverte de plus de 20 millions de km².

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