Les scientifiques peuvent désormais surveiller l’amincissement de la glace de mer toute l’année


Une nouvelle méthode scientifique pourrait permettre aux chercheurs de mieux surveiller la fonte de l’Arctique. Pour la première fois, des scientifiques ont mis au point une technique pour surveiller l’épaisseur de la banquise arctique toute l’année, même en été, lorsque c’est le plus difficile à faire.

La nouvelle méthode, décrite dans un papier publié mercredi dans la revue La naturepeut aider à combler une lacune de longue date dans les enregistrements satellitaires en ce qui concerne l’épaisseur de la glace de mer.

Depuis 1979, les scientifiques utilisent des satellites pour surveiller en permanence la banquise arctique. Les images satellites, recueillies tout au long de l’année, montrent comment la superficie totale de la couverture de glace de mer a régulièrement diminué à mesure que la planète s’est réchauffée.

Des instruments radar spéciaux embarqués sur des satellites peuvent également mesurer l’épaisseur de la glace de mer lorsqu’elle flotte au-dessus de l’océan. Ces enregistrements suggèrent que la glace de mer s’amincit avec le temps, car une grande partie de la glace la plus ancienne et la plus épaisse de l’Arctique succombe au réchauffement climatique.

Mais il y a un problème majeur avec le record d’épaisseur. Il exclut largement les mois d’été.

Pendant la période la plus chaude de l’année, la glace de mer commence à fondre et l’eau liquide commence à s’accumuler à sa surface. Ces étangs de fonte confondent les systèmes radar, ce qui rend difficile pour eux de différencier la glace de l’océan et de mesurer avec précision l’épaisseur des banquises.

Il existe d’autres façons pour les scientifiques de mesurer l’épaisseur de la glace pendant l’été. Ils peuvent piloter des avions spécialement équipés au-dessus de l’océan Arctique ou envoyer des chercheurs sur le terrain à bord de navires pour prendre les mesures en personne. Il y a même des bouées scientifiques spéciales dispersées dans tout l’Arctique qui peuvent aider à garder un œil sur l’évolution de la glace.

Mais aucune de ces méthodes ne fournit le genre d’image complète et continue de l’ensemble de l’océan Arctique que les satellites fournissent. Cela signifie qu’il y a toujours un écart dans le record d’épaisseur pendant l’été.

C’est un problème d’un point de vue scientifique. Des enregistrements complets et continus sont la référence pour comprendre comment l’Arctique réagit au changement climatique et pour construire des modèles climatiques capables de faire des prédictions à long terme sur son avenir.

C’est un problème auquel Jack Landy, auteur principal de la nouvelle étude, réfléchit depuis plusieurs années maintenant.

Après avoir terminé son doctorat au Canada, Landy cherchait de nouveaux projets à entreprendre. Il venait de rentrer au Royaume-Uni et constatait qu’il y avait moins d’opportunités pour le type de recherche sur le terrain qu’il avait menée pendant qu’il était à l’étranger. Il a commencé à penser à des problèmes qui pourraient être résolus à distance.

“C’était l’une des lacunes les plus évidentes dans les connaissances que nous avions”, a déclaré Landy, actuellement scientifique à l’Université de Tromsø – l’Université arctique de Norvège. « Il y a eu, depuis plus de 20 ans, cet écart dans les observations d’épaisseur estivale que nous obtenons de l’altimétrie satellitaire. Cela semblait donc être un projet vraiment intéressant et passionnant à cibler.

Cela s’est également avéré un défi majeur.

“La raison pour laquelle cela a pris si longtemps est que c’est un projet très difficile pour obtenir de bons résultats”, a déclaré Landy.

Au cours des dernières années, de plus en plus de collaborateurs se sont impliqués dans le projet. Le nouvel article, publié cette semaine, comprend une douzaine d’auteurs d’institutions d’Europe et d’Amérique du Nord.

L’équipe s’est tournée vers l’apprentissage automatique, une sorte d’intelligence artificielle, pour trouver la solution. L’un des défis fondamentaux pour mesurer l’épaisseur de la glace en été est de différencier les bassins de fonte sur la glace et l’océan lui-même. Les chercheurs ont appliqué une technique d’apprentissage automatique aux données satellitaires pour distinguer les banquises.

Ils ont également construit un modèle de la réponse du système radar à la fonte des glaces et l’ont comparé aux données satellitaires réelles – une technique qui leur a permis d’apporter des corrections aux mesures du système radar si nécessaire. Cette méthode les a finalement aidés à établir un relevé précis de l’épaisseur de la glace de mer en été.

En examinant l’enregistrement complet tout au long de l’année, les scientifiques ont découvert que l’épaisseur de la glace de mer est un bon prédicteur de l’étendue de la glace de mer ou de la superficie totale qu’elle couvre à la surface de l’océan. La glace plus fine, sans surprise, fond et disparaît plus rapidement.

L’étude suggère que les données sur l’épaisseur de la glace de mer pendant l’été peuvent aider à prédire la surface totale de glace qui reste en septembre, à la fin de l’été. C’est utile pour faire des prévisions de trafic maritime.

La nouvelle méthode pourrait également s’avérer utile à d’autres égards.

Cela peut aider à améliorer les simulations de modèles que les scientifiques utilisent pour faire des projections sur l’avenir de l’Arctique. La fonte de la banquise affecte l’écosystème délicat de l’Arctique et les sociétés humaines qui en dépendent. Cela affecte également la vitesse à laquelle l’Arctique se réchauffe. Et la vitesse du réchauffement de l’Arctique, selon des études, peut affecter les conditions météorologiques et climatiques ailleurs dans le monde. Cela rend ces projections importantes non seulement pour les collectivités de l’Arctique, mais pour le monde entier.

L’amélioration des modèles est “l’un des impacts potentiels les plus excitants” de l’étude, selon Landy. Jusqu’à présent, une grande partie des données sur l’épaisseur de la glace qui ont été utilisées pour construire les modèles proviennent d’observations hivernales. La nouvelle méthode ouvre la possibilité d’utiliser les meilleures données de toute l’année.

“Tous les processus qui contrôlent la façon dont la glace se brise en été n’ont eu aucune donnée d’épaisseur à tester”, a déclaré Landy. “Le taux de fonte de la glace de mer, à quel point elle se brise, se brise et s’amincit – toutes ces choses ont manqué d’observations.”

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