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Détection des polynies côtières antarctiques dans les données satellitaires AMSR et dans une simulation du modèle NEMO-LIM3.6
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- Les polynies côtières antarctiques sont des zones d'eau libre situées entre la glace de mer et la côte. Elles sont des zones de hautes production de glace de mer, rejetant une grande quantité de sel. Ce rejet de saumure mène à une augmentation de la densité de l'eau de mer, contribuant de cette façon à la formation de l'eau antarctique de fond (Antarctic Bottom Water: AABW), la masse d'eau la plus dense de l'océan global. Les polynies côtières antarctiques exercent donc une certaine influence sur la circulation océanique thermohaline globale. Les objectifs de ce mémoire sont d'évaluer l'incertitude sur la taille des polynies côtières antarctiques liée à la méthode de calcul et de définir le(s) paramètre(s) qui permettrai(en)t une détection optimale dans des données satellitaires et dans une simulation à 0.25° de résolution horizontale du modèle d'océan et de glace NEMO-LIM3.6. Pour ce faire, un algorithme de détection a été appliqué aux données satellitaires AMSRE (Advanced Microwave Scanning Radiometer for EOS) et AMSR2 et aux données du modèle, en utilisant plusieurs seuils de détection. Une première analyse effectuant le calcul de l'aire totale moyenne de l'entièreté des polynies côtières détectées (pour chaque seuil de détection et pour plusieurs seuils de fréquence d'apparition) a été réalisée pour la période 2003 à 2018. Ensuite, un second calcul d'aire, mais cette fois à l'échelle locale de chacune des 13 polynies côtières majeures, a été effectué. Ces analyses ont d'abord été réalisées pour les données d'observation. Les résultats ont été comparés à ceux Nihashi & Ohshima (2015), qui utilisent les même données satellitaires que notre étude. Ensuite, les résultats des observations ont été utilisés comme référence pour l'analyse dans les données du modèle. Les résultats pour les observations indiquent que l'aire totale des polynies côtières dépend largement des seuils utilisés. Par exemple, la surface représentée peut varier de l'ordre de 40% en faisant varier un seuil de fréquence d'apparition pour seuil de de concentration de glace de mer (SIC) fixe. Les analyses montrent que, lorsque toutes les polynies côtières sont prises en compte dans le calcul, les seuils de SIC compris entre 60% et 75% sont les plus adaptés à la détection des polynies côtières antarctiques dans les données satellites, tandis que les seuils de fréquence d'apparition doivent être compris entre 20% et 35%. Dans cette étude, un seuil de SIC de 75% et un seuil de fréquence d'apparition de 30% ont été choisis pour représenter les polynies observées. En ce qui concerne la détection des polynies côtières antarctiques dans les données du modèle, la variable SIC ne permet pas de détecter suffisamment de polynies côtières. Par contre, la variable épaisseur de glace de mer permet une meilleure détection. Afin de représenter la surface totale moyenne observée des polynies côtières, le seuil d'épaisseur peut être fixé entre 20 cm et 40 cm avec un seuil de fréquence d'apparition située entre 30% et 45%. Cette liberté de choix de seuils est retrouvée pour la plupart des polynies côtières majeures définies par Nihashi et Ohshima (2015) lorsque l'analyse est faite à leur échelle. La détection des polynies côtières antarctiques à partir de la simulation à 0.25° du modèle NEMO-LIM3.6 n'est pas encore très adaptée, surtout pour les polynies de Dalton, Dibble et d'Amundsen. Ces résultats seraient meilleurs si la glace de rive, ayant un rôle dans la formation des polynies côtières, était simulée par le modèle.