Télédétection micro-onde de surfaces enneigées en milieu arctique PDF Download
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Book Description
La région de l'archipel canadien, située en Arctique, connaît actuellement d'importants changements climatiques, se traduisant notamment par une augmentation des températures, une réduction de l'étendue de la banquise marine et du couvert nival terrestre ou encore une perte de masse significative des calottes glaciaires disséminées sur les îles de l'archipel. Parmi ces calottes glaciaires, la calotte Barnes, située en Terre de Baffin, ne fait pas exception comme le montrent les observations satellitaires qui témoignent d'une importante perte de masse ainsi que d'une régression de ses marges, sur les dernières décennies. Bien que les calottes glaciaires de l'archipel canadien ne représentent que quelques dizaines de centimètres d'élévation potentielle du niveau des mers, leur perte de masse est une composante non négligeable de l'augmentation actuelle du niveau des mers. Les projections climatiques laissent à penser que cette contribution pourrait rester significative dans les décennies à venir. Cependant, afin d'estimer les évolutions futures de ces calottes glaciaires et leur impact sur le climat ou le niveau des mers, ils est nécessaire de caractériser les processus physiques tels que les modifications du bilan de masse de surface. Cette connaissance est actuellement très limitée du fait notamment du sous-échantillonnage des régions arctiques en terme de stations météorologiques permanentes. Une autre particularité de certaines calottes de l'archipel canadien, et de la calotte Barnes en particulier, est de présenter un processus d'accumulation de type glace surimposée, ce phénomène étant à prendre en compte dans l'étude des processus de surface. Pour palier au manque de données, l'approche retenue a été d'utiliser des données de télédétection, qui offrent l'avantage d'une couverture spatiale globale ainsi qu'une bonne répétitivité temporelle. En particulier les données acquises dans le domaine des micro-ondes passives est d'un grand intérêt pour l'étude de surfaces enneigées. En complément de ces données, la modélisation du manteau neigeux, tant d'un point de vue des processus physiques que de l'émission électromagnétique permet d'avoir accès à une compréhension fine des processus de surface tels que l'accumulation de la neige, la fonte, les transferts d'énergie et de matière à la surface, etc. Ces différents termes sont regroupés sous la notion de bilan de masse de surface. L'ensemble du travail présenté dans ce manuscrit a donc consisté à développer des outils permettant d'améliorer la connaissance des processus de surface des calottes glaciaires du type de celles que l'on rencontre dans l'archipel canadien, l'ensemble du développement méthodologique ayant été réalisé sur la calotte Barnes à l'aide du schéma de surface SURFEX-CROCUS pour la modélisation physique et du modèle DMRT-ML pour la partie électromagnétique. Les résultats ont tout d'abord permis de mettre en évidence une augmentation significative de la durée de fonte de surface sur la calotte Barnes (augmentation de plus de 30% sur la période 1979-2010), mais aussi sur la calotte Penny, elle aussi située en Terre de Baffin et qui présente la même tendance (augmentation de l'ordre de 50% sur la même période). Ensuite, l'application d'une chaîne de modélisation physique contrainte par diverses données de télédétection a permis de modéliser de manière réaliste le bilan de masse de surface de la dernière décennie, qui est de +6,8 cm/an en moyenne sur la zone sommitale de la calotte, qui est une zone d'accumulation. Enfin, des tests de sensibilité climatique sur ce bilan de masse ont permis de mettre en évidence un seuil à partir duquel cette calotte voit disparaître sa zone d'accumulation. Les modélisations effectuées suggèrent que ce seuil a de fortes chances d'être atteint très prochainement, pour une augmentation de température moyenne inférieure à 1°C, ce qui aurait pour conséquence une accélération de la perte de masse de la calotte.
Book Description
La région de l'archipel canadien, située en Arctique, connaît actuellement d'importants changements climatiques, se traduisant notamment par une augmentation des températures, une réduction de l'étendue de la banquise marine et du couvert nival terrestre ou encore une perte de masse significative des calottes glaciaires disséminées sur les îles de l'archipel. Parmi ces calottes glaciaires, la calotte Barnes, située en Terre de Baffin, ne fait pas exception comme le montrent les observations satellitaires qui témoignent d'une importante perte de masse ainsi que d'une régression de ses marges, sur les dernières décennies. Bien que les calottes glaciaires de l'archipel canadien ne représentent que quelques dizaines de centimètres d'élévation potentielle du niveau des mers, leur perte de masse est une composante non négligeable de l'augmentation actuelle du niveau des mers. Les projections climatiques laissent à penser que cette contribution pourrait rester significative dans les décennies à venir. Cependant, afin d'estimer les évolutions futures de ces calottes glaciaires et leur impact sur le climat ou le niveau des mers, ils est nécessaire de caractériser les processus physiques tels que les modifications du bilan de masse de surface. Cette connaissance est actuellement très limitée du fait notamment du sous-échantillonnage des régions arctiques en terme de stations météorologiques permanentes. Une autre particularité de certaines calottes de l'archipel canadien, et de la calotte Barnes en particulier, est de présenter un processus d'accumulation de type glace surimposée, ce phénomène étant à prendre en compte dans l'étude des processus de surface. Pour palier au manque de données, l'approche retenue a été d'utiliser des données de télédétection, qui offrent l'avantage d'une couverture spatiale globale ainsi qu'une bonne répétitivité temporelle. En particulier les données acquises dans le domaine des micro-ondes passives est d'un grand intérêt pour l'étude de surfaces enneigées. En complément de ces données, la modélisation du manteau neigeux, tant d'un point de vue des processus physiques que de l'émission électromagnétique permet d'avoir accès à une compréhension fine des processus de surface tels que l'accumulation de la neige, la fonte, les transferts d'énergie et de matière à la surface, etc. Ces différents termes sont regroupés sous la notion de bilan de masse de surface. L'ensemble du travail présenté dans ce manuscrit a donc consisté à développer des outils permettant d'améliorer la connaissance des processus de surface des calottes glaciaires du type de celles que l'on rencontre dans l'archipel canadien, l'ensemble du développement méthodologique ayant été réalisé sur la calotte Barnes à l'aide du schéma de surface SURFEX-CROCUS pour la modélisation physique et du modèle DMRT-ML pour la partie électromagnétique. Les résultats ont tout d'abord permis de mettre en évidence une augmentation significative de la durée de fonte de surface sur la calotte Barnes (augmentation de plus de 30% sur la période 1979-2010), mais aussi sur la calotte Penny, elle aussi située en Terre de Baffin et qui présente la même tendance (augmentation de l'ordre de 50% sur la même période). Ensuite, l'application d'une chaîne de modélisation physique contrainte par diverses données de télédétection a permis de modéliser de manière réaliste le bilan de masse de surface de la dernière décennie, qui est de +6,8 cm/an en moyenne sur la zone sommitale de la calotte, qui est une zone d'accumulation. Enfin, des tests de sensibilité climatique sur ce bilan de masse ont permis de mettre en évidence un seuil à partir duquel cette calotte voit disparaître sa zone d'accumulation. Les modélisations effectuées suggèrent que ce seuil a de fortes chances d'être atteint très prochainement, pour une augmentation de température moyenne inférieure à 1°C, ce qui aurait pour conséquence une accélération de la perte de masse de la calotte.
Author: Ludovic Brucker Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 320
Book Description
The cryosphere has a key role in the climate system, among others because it reflects a significant fraction of solar energy reaching the Earth's surface and contains a large amount of fresh water in solid form. Because of the sensitivity of the cryosphere to climatic variables such as temperature and precipitation, the various elements of the cryosphere, such as the Antarctic ice cap and the seasonal snow over the subarctic regions, are indicators of global climate change. However, our knowledge of polar regions are limited by a lack of in situ observations reflecting the remoteness of these regions and the hard weather conditions. The analysis of these sparse observations can be enhanced through remote sensing to reduce uncertainties about climate trends observed at high latitudes. Indeed, remote sensing allows continuous and large-scale observations of polar and subpolar regions. Passive remote sensing, especially in the microwave domain is suitable to interpret and monitor the physical properties of the snowpack. Indeed, the microwave radiation emanates from the ground or snow itself, and then propagates to the surface. Thus, the emerging radiation contains information on vertical variations of snow properties, such as temperature and microstructure properties (grain size and density). These three properties determine the snow microwave emission of a dry snowpack. For wet snowpacks, the liquid water content is the property which dominate the emission. The temporal evolution and vertical variations of these different properties are defined by the metamorphism. Their link with the microwave emission is considered by the radiative transfer. This thesis aims at explaining the microwave emission from snow by forward modeling to understand the evolution of the main physical properties of snow. The radiative transfer in snow has been calculated with the multilayer model Microwave Emission Model of Layered Snowpack (MEMLS) and multilayered Dense Media Radiative Transfer (DMRT-ML), based on semi-empirical and theoretical approaches, respectively. The stratigraphic profiles of snow used as input were measured, randomly generated, modeled with a simple relationship of metamorphism or with the thermodynamic snow evolution model Crocus. These models and approaches have been applied on two types of snow, permanent (Antarctica) and seasonal (Quebec). In the first case, the temporal evolution of brightness temperatures has been modeled locally, at Dome C, from in situ measurements of snow properties. Using this approach, the emissivity is modeled from measurements and is therefore applicable locally. To model the emissivity across Antarctica, various synthetic profiles of grain size and density were tested. In all cases, the vertical variation of grain size appeared crucial to predict the emissivity in vertical polarization. This sensitivity was used to estimate, at the continental scale, the grain size profile, an important glaciological variable. The density profile and surface properties determine the difference between vertical and horizontal polarizations. The microwave emission of a seasonal snowpack in Quebec has also been discussed. The specificity of the study is to predict the timeseries of brightness temperatures with a coupled snow evolution-emission model, here Crocus-MEMLS. This approach allows to finely interpret the temporal evolution of the brightness temperatures measured with a surface based radiometer. In addition, this approach allows to doubt some physical relationships of Crocus. The results highlight the complexity of the microwave signal for snowpacks evolving rapidly at temperatures near the melting point.
Author: Bruno Voituriez Publisher: UNESCO ISBN: Category : Science Languages : en Pages : 132
Book Description
El Nino, caprice of the heavens, scapegoat for every calamity? The general public cannot really understand what is behind the El Nino phenomenon. The book offers a tour of the Earth's climate to understand one of its normal but extreme components.
Author: Canadian Polar Commission Publisher: ISBN: Category : Arctic regions Languages : fr Pages : 88
Book Description
Each Canadian research project was required to be relevant to the needs of northern communities, involve Northerners in planning and implementing the research and include an element of capacity building for students and communities. Indeed, unlike previous IPYs, IPY 2007-2008 included people from the circumpolar world in the planning and execution of research projects, a recognition that local populations in the circumpolar world now have more control over their lives through land claim settlements and self government."--Introduction.
Author: Atlantic Geoscience Society Publisher: Nimbus Publishing (CN) ISBN: Category : History Languages : en Pages : 220
Book Description
This book is about the history of the rocks and fossils of the Maritime Provinces of Canada (New Brunswick, Nova Scotia and PEI) over the last billion years. The book is beautifully illustrated in full colour, with original paintings of ancient vistas, over 150 photographs, and crisp explanatory diagrams and sketches.
Author: Florent Dupont
Author: Florent Dupont
Author: Ludovic Brucker
Author: 
Author: Bruno Voituriez
Author: 
Author: Canadian Polar Commission
Author: John Henry Feth
Author: Unesco
Author: Atlantic Geoscience Society
Author: Chevalier François Le