Glaces de mer

Epaisseur de la glace de mer sur l'océan Arctique, en mars 2015, déduites des mesures de profondeur de neige et du franc-bord altimétique. Crédits CTOH.
Epaisseur de la glace de mer sur l'océan Arctique

La glace de mer est un des paramètres les moins connus, nécessaires aux modèles climatiques. Alors que l'étendue et l'âge peuvent être mesurés par d'autres capteurs, l'altimétrie est le seul moyen pour déterminer l'épaisseur de la glace de mer.

La glace de mer est de l'eau de mer gelée. Elle contient peu de sel, une majorité de cette quantité étant rejetée lors de la congélation. La glace de mer recouvre l'Océan Arctique de façon plus ou moins permanente au-dessus de 75° N. Cette couverture permanente de glace se compose de paquets de glaces, mis en mouvement par les vents, les marées et les courants océaniques. Notons qu'il s'agit de glaces flottantes et que si elle se mettait à fondre, elle n'affecterait pas directement le niveau moyen des mers. Toutefois, à cause de son albédo important, la glace affecte directement le bilan énergétique global de la Terre en réfléchissant environ 80% du rayonnement solaire vers l'espace. Si l'étendue de glace diminue, moins de radiations solaires seraient réfléchies par la surface terrestre, plus de chaleur serait absorbée et par conséquent, la fonte des glaces s'accélérerait. L'épaisseur de la glace de mer en Arctique joue également un rôle majeur dans le climat polaire car elle tend à modérer les échanges de chaleur par insolation de l'océan par l'atmosphère polaire, froide. De plus, lorsque la glace se forme, la salinité et donc la densité des couches supérieures de l'océan augmentent. Cette augmentation de la densité provoque un plongeon des eaux de surface, qui agit comme une pompe et conduit les eaux froides et profondes des régions polaires vers l'équateur.

En Arctique, la glace de mer couvre environ 14 à 16 millions de kilomètres carrés à son extension maximale hivernale (mois de mars), et ~4 à 8 millions de kilomètres carrés (jusqu'à 3.4 millions de km² en 2012) à la fin de l'été (septembre). En Antarctique, la glace de mer couvre à son maximum 17 à 20 millions de kilomètres carrés et à son minimum (en septembre), seulement 2.6 à 3.5 millions de kilomètres carrés en février. Les observations montrent que l'étendue moyenne des glaces de mer arctiques diminue d'environ 3% par décennie tandis que l'étendue en Antarctique est relativement stable.

Les modèles régionaux de glaces de mer se sont beaucoup développés sur la dernière décennie. Toutefois, étant donné l'impact des glaces de mer sur le climat, il est essentiel de multiplier les données d'épaisseur de glaces de mer afin d'améliorer les modèles et les études climatiques qui en découlent.

Une méthode de calcul d'épaisseur de glace de mer, à partir de l'altimétrie, est basée sur la différence de hauteur entre la mer libre et les surfaces de glaces. Une analyse rigoureuse des échos individuels permet de faire la distinction entre les échos réfléchis par l'océan libre, par la glace nouvellement formée et par la glace âgée de plusieurs saisons. La différence de niveau entre les échos provenant soit de la glace, soit de l'océan fournit ensuite l'élévation de la glace au-dessus de l'océan; l'épaisseur de glace étant ensuite déduite.

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