Pertes de masses des calottes polaires, Antarctique et Groenland. Nouvelles contraintes à partir de l’imagerie stéréoscopique et l’altimétrie laser.

Date de début: 01 Octobre 2023

Date limite de candidature: La date limite de candidature à l’école doctorale est le 12 mai 2023 à minuit, mais les candidats sont encouragés à contacter le directeur de thèse dès que possible.

Directeur de thèse: Etienne Berthier

Financement: Concours pour un contrat doctoral

Résumé

Avec les glaciers, les calottes polaires sont un fort contributeur à la hausse du niveau de la mer et leurs pertes s’accélèrent au cours des dernières années (e.g., 1). Elles sont même la principale d’incertitude dans les projections de cette hausse, et font qu’une hausse aussi dramatique qu’1.5m en 2100 ne peut pas être exclue. Depuis 2012, des exercices d’intercomparaison ont permis de combiner les estimations des changements de masse des calottes polaires issues de diverses méthodes (2–4). Ces travaux s’appuient sur les données gravimétriques des missions GRACE et GRACE-FO (e.g., 5), des missions altimétriques (radar ou laser) (e.g., 6, 7), ou des cartes de vitesses issues de l’interférométrie radar et de la corrélation d’images (e.g., 8). Cependant, le consensus affiché dans ces inter-comparaisons cache des divergences parfois fortes entre ces différentes méthodes car chacune présente des inconvénients. En particulier, la méthode altimétrique, qu’elle s’appuie sur des mesures radar ou laser, affiche une résolution au mieux kilométrique. Cette résolution, si elle est adaptée dans les zones centrales et plates des calottes polaires, ne permet pas de résoudre la complexité des changements d’altitude des glaciers côtiers, tout particulièrement le long des côtes pentues de la Péninsule Antarctique et du Groenland. C’est pourtant là que les glaciers répondent dynamiquement à la hausse des températures atmosphériques et océaniques. L’objectif de la thèse est de construire des estimations haute résolution des changements d’altitude de la périphérie des calottes.

Il s’agira d’exploiter une archive de couples stéréoscopiques acquise par le capteur SPOT5-HRS (9) durant l’année polaire internationale (IPY, 2007-2009) afin de construire une topographie de la périphérie des calottes polaires. Un recalage altimétrique fin de chaque topographie sera réalisé à partir des profils d’élévation, en partie simultanés, du laser altimétrique ICESat-1 (2003-2009). Cette topographie IPY servira alors de référence pour estimer plus de 15 ans de changements de volume par comparaison avec les mesures des missions récentes, en particulier ICESat-2 (6).

Dans un premier temps, la Péninsule Antarctique sera un site de choix pour valider la méthodologie puis l’appliquer pour estimer 15 ans d’évolution (10). C’est justement une des régions où les estimations récentes des pertes de masse divergent le plus et où la dynamique glaciaire est complexe. Dans un second temps, la méthodologie sera déployée à toutes les marges des calottes glaciaires. Des changements de volume totaux seront obtenus en combinant nos nouvelles estimations pour les régions côtières avec des estimations basées purement sur l’altimétrie laser pour les parties centrales des calottes.

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