Extension à la calotte Penny (Terre de Baffin)

Tableau 2.1 – Détail de l’analyse statistique sur les tendances obtenues en terme de

durées de fonte et de dates de début et de fin de fonte sur la calotte Barnes. Le nombre

de degrés de liberté représente le nombre d’années que comportent les séries de données

auquel on retranche 2. Les coefficients de corrélation et de détermination sont calculés à

partir des régressions linéaires. La significativité statistique est calculée suivant la relation

(2.5) et les critères permettant de déterminer la valeurpsont issus de :http://www.ruf.

rice.edu/~bioslabs/tools/stats/ttable.html.

Nombre de

degrés de

liberté N−2

Coefficient de

corrélation R

Coefficient de

détermination

R2

Significativité

t Valeurp

Durées de

fonte ^{30 0,75 0,56 6,24 p < 0,01}

Dates de

début de fonte ^{30 -0,55 0,30 3,61 p < 0,01}

Dates de fin

de fonte ^{30 0,35 0,12 2,04 p = 0,05}

2.6 Extension à la calotte Penny (Terre de Baffin)

La méthode de détection de la fonte à partir des données micro-ondes développée sur

la calotte Barnes a été appliquée à la calotte Glaciaire Penny, elle aussi située en Terre

de Baffin (Figure 2.5). Bien que située plus au sud que la calotte Barnes, cette calotte

est soumise à un climat très froid, notamment du au fait qu’elle se développe en zone

montagneuse (altitude sommitale de l’ordre de 2000 m contre 1000 m pour la calotte

Barnes). Elle possède donc, contrairement à la calotte Barnes, une zone d’accumulation

« classique » où le gain de masse se fait par accumulation de neige année après année

et densification progressive en névé puis glace (Zdanowicz et al., 2012). Malgré ces

diffé-rences, le signal micro-onde mesuré sur la calotte Penny présente, comme sur Barnes, une

distribution bimodale très marquée ce qui permet d’utiliser la même méthodologie que

celle développée dans l’article (Dupont et al., 2012). De plus, cette calotte, bien que de

forme plus tourmentée que Barnes, présente au moins un pixel du produit SMMR-SSM/I

centré sur la zone d’accumulation et ne débordant donc pas des marges de la calotte

(Fi-gure 2.5).

Deux seuils distincts sur la température de brillance à 19 GHz ont été définis, l’un pour

la période des données SMMR et le second pour la série de données des capteurs SSM/I

à partir du minimum de la régression bimodale sur la distribution des températures de

brillance mesurées sur la calotte (Figures 2.6 et 2.7). Ces seuils sont de 215 K et 222 K,

respectivement, pour SMMR et SSM/I. Il a en effet été nécessaire de dissocier ces deux

sé-ries de données car les fréquences considérées et les caractéristiques des instruments étant

différents, le niveau moyen des températures de brillance mesurées est lui aussi différent.

Cela n’est pas le cas sur la série de données SSM/I bien que cette série ait été acquises à

l’aide de différents capteurs car une homogénéité dans les caractéristiques techniques a été

maintenue du fait de l’appartenance de tous ces capteurs au même programme, en plus

que d’inter-calibrations poussées.

esti-Chapitre 2 : Étude de la durée de fonte de surface sur la calotte Barnes

(a) Carte de la Terre de baffin (b) Carte de la calotte Penny

Figure2.5 – Carte de la situation de la calotte Penny au sud de la Terre de Baffin (a) et

zoom sur la calotte avec la position de la station météo de l’équipe de C. Zdanowicz (U.

alberta) et les pixels du produit SMMR-SSM/I utilisé pour l’analyse des durées de fonte

(b).

mées sur Barnes et sur Penny (Figure 2.8, tableau 2.2). Le coefficient de détermination

entre les deux séries de données est de : R2= 0.72, ce qui permet de confirmer la robustesse

de la méthode par seuillage employée dans ces deux études. On retrouve notamment les

durées de fonte extrêmes en 1998 et 2010 résultant d’étés particulièrement chauds dans la

région de l’archipel canadien (Tingley and Huybers, 2013). Le calcul de la significativité

statistique sur la tendance observée sur la calotte Penny montre que la régression obtenue

est très significative (p < 0,01). Il faut aussi noter que l’augmentation des durées de fonte

est encore plus marquée sur Penny que sur Barnes, avec une augmentation supérieure à

50% entre la moyenne des années 1978-1987 et des années 2002-2010. Enfin, on observe

sur les deux calottes que la variabilité inter-annuelle augmente (écart-types des durées

de fonte sur 1978-1987 supérieurs à ceux des moyennes calculées sur 2002-2010). Cette

Tableau 2.2 – Comparaison entre les tendances observées sur les durées de fonte entre

les calottes Barnes et Penny.

Tendance

(j/décennie)

Durée de fonte

moyenne

1979-1987

Durée de fonte

moyenne

2002-2010

Valeur p

Barnes +9 66 _±6 87 _±8 p < 0,01

Penny +12 50 _±3 76 _±9 p < 0,01

54

2.6 - Extension à la calotte Penny (Terre de Baffin)

Figure 2.6 – Histogramme des températures de brillance mesurées sur la calotte penny

sur toute la durée des données SSM/I.

observation est en accord avec les tendances observées sur l’évolution inter-annuelle de

la banquise Arctique, dont l’extension présente une variabilité croissante, laquelle étant

principalement attribuée au contexte de réchauffement climatique (Kay et al., 2011).

L’évolution des durées de fonte constatée sur la calotte Penny sur la période 1979-2010

est en accord avec les mesures des anomalies de fonte déduites de l’analyse des carottes de

glace réalisées à proximité de la station météo automatique par l’équipe de C. Zdanowicz

(Zdanowicz et al., 2012). De la même manière que sur la calotte Barnes, il est à noter que

les durées de fonte, bien que n’étant pas en contradiction avec les anomalies de

tempé-rature estivale (mesurées sur place ou déduites des réanalyses atmosphériques du centre

européen pour les prévisions météorologiques ERA-40) ne présentent pas de corrélation

directe avec celles-ci (Zdanowicz et al., 2012).

Les résultats de cette extension ont été inclus dans le travail de C. Zdanowicz, dans

l’article publié dans leJournal of Geophysical Research: Zdanowizc et al., 2012«Summer

melt rates on Penny Ice Cap, Baffin Island : Past and recent trends and implications for

regional climate». Cet article est présenté en annexe B.

Chapitre 2 : Étude de la durée de fonte de surface sur la calotte Barnes

Figure2.7 – Températures de brillance mesurées à 19 GHz en polarisation horizontale sur

la calotte penny par les radiomètres SSM/I sur la période 2000-2008. Les périodes de fonte

de surface estivale sont mises en évidence correspondent aux période de TB supérieure à

220 K alors que les périodes de neige sèche sont caractérisées par des TB aux alentours de

190 à 200 K.

Figure 2.8 – Évolution temporelle des durées de fonte sur les calottes glaciaires Barnes

et Penny, situées en Terre de Baffin.

2.7 - Analyse de la corrélation des durées de fonte avec les indicateurs

Dans le document Télédétection micro-onde de surfaces enneigées en milieu arctique : étude des processus de surface de la calotte glaciaire Barnes, Nunavut, Canada (Page 70-74)