ECHOS: Étude de la Cryosphère et de l’Hydrosphère par Observations Spatiales

ECHOS: Étude de la Cryosphère et de l’Hydrosphère par Observations Spatiales

Éditeur: Direction – Mis à jour le 31/03/2021

Objectifs scientifiques

L’équipe ECHOS étudie les différentes composantes du cycle de l’eau des échelles régionale à globale, et comment celles-ci interagissent avec la variabilité climatique et la pression anthropique dans le contexte des changements globaux. L’équipe porte ses recherches sur deux thèmes principaux: 1) les variations de masses des glaciers et des calottes polaires et 2) l’hydrologie continentale à grande échelle et le cycle de l’eau continental.

ECHOS s’attelle plus spécifiquement aux questions scientifiques suivantes :

  • Comment les différentes composantes du cycle hydrologique continental, en particulier les stocks et les flux d’eau continentale varient aux différentes échelles spatio-temporelles, des échelles journalières à décennales, du régional au continental et à l’échelle globale ?
  • Comment le cycle de l’eau terrestre et la ressource en eau sont impactés par l’effet combiné de la variabilité climatique et la pression anthropique ?
  • Quels sont les changements récents du bilan de masse des glaciers et calottes polaires et leur lien avec la variabilité et les changements climatiques ?
  • Quel est l’impact des flux d’eau douce sur l’océan, en termes de niveau de la mer et d’océanographie physique (salinité, température) à travers le continuum (en lien avec l’équipe DynOTrop) ? 
  • Peut-on mieux caractériser les changements actuels et récents du cycle hydrologique et leurs liens possibles avec les événements extrêmes, tels que les sécheresses, les inondations fluviales et les inondations côtières (en lien avec l’équipe ECOLA et Littoral) ?

Stratégie et outils

Les données spatiales constituent l’ADN de l’équipe. Nous exploitons les données des missions altimétrique, l’imagerie optique (stéréo) ou micro-onde et la gravimétrie. Cette importance du spatiale est soulignée par diverses activités :

  1. Calibration/validation des données altimétriques radar sur les grandes surfaces de glace, les lacs et les fleuves.
  2. Développement et maintenance d’HydroWEB, service opérationnel d’observation du niveau des lacs et des fleuves par altimétrie radar satellitaire.
  3. L’accompagnement scientifique de missions spatiales comme SWOT (Surface Water and Ocean Topography, CNES/NASA/CSA/UKSA) ou SMASH (Small Altimetry Satellites for Hydrology).
  4. L’organisation et le suivi de campagnes d’acquisitions d’images au service de la communauté glaciologique comme SPIRIT (SPOT 5 stereoscopic survey of Polar Ice: Reference Images and Topographies) ou PGO (Pléiades Glacier Observatory).
Baikal © Alexei Kouraev

Projets et chantiers

L’équipe a développé des collaborations dans les pays du Nord (USA, Canada, Europe, Russie, Asie Centrale…) et du Sud (Amérique du Sud, Sous-continent Indien, Vietnam, Congo, Tchad, Niger…). ECHOS a des membres de l’équipe en affectation IRD (Stéphane Calmant 2020- en Guyane, Fabrice Papa, 2019-, Brésil) et la plupart de ses membres sont impliqués dans les activités des Laboratoires Mixtes Internationaux auxquels participe le LEGOS (OCE, CEFIRSE, LOTUS, TAPIOCA…) et dans le Groupement De Recherche International (GDRI) ScaHyLab (Swot Calval for Hydrology Laboratory).
Les membres de ECHOS sont impliqués dans le comité d’organisation de la série de conférences « South America Water from Space » (https://hydrologyfromspace.org/)

Les projets actuels de l’équipe se rapportent aux activités suivantes :

  • ECHOS utilise l’imagerie stéréo afin de mieux quantifier les changements de masse des glaciers de l’échelle régionale (Alaska, Asie, Andes) à globale afin de réduire les incertitudes sur leur contribution (~20 à 30 %) à l’élévation actuelle du niveau de la mer.
  • Sur la calotte Antarctique, ECHOS estime les volumes et les bilans de masse en utilisant les observations altimétriques et GRACE afin de détecter les changements et leurs origines. L’équipe utilise aussi des observations multi-satellites afin de caractériser les propriétés du manteau neigeux et comment elles résultent des forçages climatiques.
  • ECHOS quantifie les stocks et flux d’eau continentale et leurs variations dans les lacs, les rivières, les plaines d’inondations, et les eaux souterraines en utilisant des techniques multi-satellites afin de mieux caractériser les cycles hydrologiques, les interactions, « cycle de l’eau-climat-activités humaines » et le continuum continent-océan.
  • ECHOS a participé à la mise en place d’un cadre observationnel de la vulnérabilité des régions deltaïques afin de (1) quantifier l’élévation du niveau de la mer et (2) surveiller la dynamique des inondations en utilisant les observations satellites et les modèles pour étudier les événements extrêmes (ondes de marées, inondations). Les résultats sont utilisés en collaboration avec les sciences humaines et sociales au travers de projets de recherche transdisciplinaires s’intéressant à la vulnérabilité des régions côtières (Bangladesh, Inde, Vietnam et Brésil).
  • ECHOS participe et se prépare activement au lancement du satellite SWOT prévu pour 2022.

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Thèses en cours

Observations spatiales et analyse d’impacts des variations de volume des banquises Arctique et Antarctique

Nom: Marion BOCQUET Date de début: 01/10/2020 Direction de thèse: Frédérique REMY Codirection 1: Sara FLEURY Codirection 2: Thomas MOREAU Mots clés: Glace de mer, Climat, Altimétrie spatiale

Composition

Personnel permanent

Prénom NOMGrade – Tutelle
Etienne BERTHIERResponsable d’équipe
Directeur de recherche – CNRS
Muriel BERGE-NGUYENIngénieure – CNES
Sylvain BIANCAMARIAChargé de recherche – CNRS
Stéphane CALMANTDirecteur de recherche – IRD
Jean-François CRETAUXIngénieur – CNES
Frédéric FRAPPARTPhysicien adjoint – CNAP
Alexei KOURAEVMaitre de Conférences – UPS
Fabrice PAPADirecteur de recherche – IRD
Frédérique REMYDirectrice de recherche – CNRS

Ensemble des membres de l’équipe

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