Confirmation de la robustesse des chutes de neige observées avec le satellite CloudSat en Antarctique

Les chercheurs d’une équipe internationale [1], comprenant le laboratoire IGE/ OSUG [2], du projet APRES3 (Antarctic precipitation, remote sensing from surface and space) ont réalisé une nouvelle estimation des incertitudes associées aux mesures de chutes de neige du satellite CloudSat en Antarctique. Celle-ci confirme la robustesse de ces mesures. Considéré comme l’un des meilleurs pour sa qualité scientifique, ainsi que pour son impact potentiel et son intérêt pour les futures études sur les climats polaires, l’article publié par les chercheurs a été sélectionné comme un "highlight" par The Cryosphere.



Le continent antarctique est un vaste désert, c’est la région la plus froide et la plus méconnue de notre planète. Ce continent est caractérisé principalement par sa calotte glaciaire, le plus grand réservoir mondial d’eau douce, qui pourrait être affectée par le réchauffement climatique actuel. Or, la fonte de ce réservoir solide entraînerait une élévation considérable du niveau de la mer.
Afin de pouvoir étudier l’évolution et la vitesse de la perte de glace en Antarctique, il est essentiel de connaître le bilan de masse de l’Antarctique, avec les chutes de neige comme seul apport d’eau sur le continent. Les conditions de ces terres étant particulièrement inhospitalières, les campagnes de mesure ne peuvent se dérouler qu’autour des stations. Le seul moyen de couvrir un espace deux fois plus large que l’Australie est donc de faire des mesures par satellite.

Le satellite CloudSat observe les chutes de neige depuis avril 2006 grâce à un radar embarqué, ce qui a permis de réaliser la première climatologie des précipitations en Antarctique. Cependant, les incertitudes associées aux mesures de ce satellite peuvent représenter jusqu’au double de ces mesures, de sorte que leur utilisation dans les études climatiques polaires demeure discutée. Afin de réestimer ces incertitudes, les chercheurs d’une équipe internationale du projet international APRES3 (Antarctic precipitation, remote sensing from surface and space) ont comparé des profils verticaux de précipitations, enregistrés par ce radar embarqué, aux mesures effectuées par des radars au sol (micro-rain radars, MRR) au-dessus de deux stations antarctiques caractérisées par des climats radicalement différents.

Un des 4 profils verticaux de précipitations observés par le MRR à Dumont d’Urville (ligne rouge pleine, intervalle de confiance à 95 % en rouge transparent) et par le radar du satellite CloudSat (en bleu) lors de son survol de la station le 17/02/2016.

Dumont d’Urville est une station côtière et les événements de précipitations qui y sont enregistrés sont importants, principalement issus de fronts océaniques chauds et humides rencontrant un air froid continental. L’autre, Princesse Élisabeth, est située à plus de 1000 mètres d’altitude et à plus de 100 km des côtes, et présente un climat typique de montagne. Pour chaque station, deux événements sont enregistrés simultanément par les deux types d’instruments (radar embarqué (CloudSat) et radar au sol (MRR), et pour chaque station le premier présente un climat typique de sa région, le second est un événement extrême dont la récurrence est beaucoup plus faible. Seuls ces 4 profils verticaux de précipitations ont été comparés.

Dans tous ces cas, la corrélation entre les mesures des deux types d’instruments s’est révélée quasi parfaite et une nouvelle plage d’incertitude pour le produit CloudSat a été déterminée à partir de la différence entre une mesure CloudSat et la mesure correspondante du MRR.
Les résultats de cette comparaison confirment la robustesse des observations des chutes de neige par CloudSat sur l’Antarctique. Ils justifient également la poursuite d’analyses complémentaires des données du satellite dans cette région du globe, où les chutes de neige sont critiques et mal connues.


Source

Evaluation of CloudSat snowfall rate profiles by a comparison with in situ micro-rain radar observations in East Antarctica , Lemonnier, F., Madeleine, J.-B., Claud, C., Genthon, C., Durán-Alarcón, C., Palerme, C., Berne, A., Souverijns, N., van Lipzig, N., Gorodetskaya, I. V., L’Ecuyer, T., and Wood, N, The Cryosphere, 13, 943-954, 2019,
doi : https://doi.org/10.5194/tc-13-943-2019

Contact scientifique local

- Claudio Durán-Alarcón , IGE / OSUG | claudio.duran-alarcon univ-grenoble-alpes.fr

► Cet article a initialement été publié par l’INSU

Publié le 1er avril 2019

[1Les laboratoires français impliqués sont le Laboratoire de météorologie dynamique (LMD/IPSL, CNRS / École Polytechnique / SU / ENS Paris / École des ponts ParisTech) et l’Institut des géosciences de l’environnement (IGE/OSUG, CNRS / IRD / UGA / Grenoble INP)

[2Unité mixte de recherche du CNRS, de Grenoble INP, de l’IRD et de l’Université Grenoble Alpes, l’Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE) est un des principaux laboratoires de l’Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble. L’IGE mène des recherches sur le climat, le cycle de l’eau, la cryosphère et les environnements naturels et anthropisés. Ces recherches visent à mieux comprendre les processus qui régissent le fonctionnement des différents environnements géophysique.