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Etude des relations entre le bilan de masse annuel, l’altitude de la ligne d’équilibre et l’albédo minimal des glaciers himalayens à partir d’images MODIS

par Encadrants de stages - 8 septembre 2014 ( maj : 10 juillet 2014 )

Titre : Etude des relations entre le bilan de masse annuel, l’altitude de la ligne d’équilibre et l’albédo minimal des glaciers himalayens à partir d’images MODIS

Laboratoire de rattachement : LGGE

Encadrant1 : Patrick Wagnon
Encadrant2 : Yves Arnaud
CoEncadrant : Marie Dumont

Téléphone : 04.76.82.42.73

Mots clés : albédo, glaciers himalayens, bilan de masse, images MODIS.

Contexte et objectifs de la mission de stage :

L’albédo, fraction de rayonnement réfléchi dans le spectre solaire, est un facteur déterminant du bilan d’énergie de surface d’un glacier tempéré. Sa valeur est donc très fortement liée au bilan de masse du glacier. Des études préliminaires ont montré qu’il existe une très forte corrélation entre la valeur minimale au cours de l’année de l’albédo moyen de l’ensemble d’un glacier et le bilan de masse annuel de ce même glacier. La cause physique de cette forte corrélation est liée au fait que cet albédo minimal moyen de l’ensemble du glacier constitue un très bon indicateur des étendues respectives de la zone d’accumulation et de la zone d’ablation. Cette relation est donc de même nature que celle entre le bilan de masse et l’altitude de la ligne d’équilibre (Rabatel et al., 2005).

Une méthode a été développée au cours de la thèse de M. Dumont (Dumont, 2010 ; Dumont et al., 2011 ; Gardelle et al, in prep) pour déterminer l’albédo des glaciers avec une résolution spatiale de 250 m à partir des données de l’imageur multispectral MODIS (Sirguey et al., 2009). Cette méthode a été appliquée à 10 ans d’images MODIS (2000-2010) sur le Glacier de Saint Sorlin (Massif des Grandes Rousses) qui fait l’objet de mesures de bilan de masse de terrain. Cette application montre que le coefficient de détermination linéaire entre le bilan de masse annuel et l’albédo minimal moyen s’élève à plus de 0.9, ce qui permet de considérer l’albédo minimal moyen comme un très bon indicateur du bilan de masse annuel.

Les objectifs de ce stage sont donc :

  • d’appliquer cette méthode à l’ensemble des glaciers himalayens pour lesquelles on possède des données de bilan de masse et/ou des altitudes de ligne de neige par des mesures annuelles de terrain ou par télédétection spatiale (nommément le Chhota-Shigri et le Mera). La méthode sera appliquée sur la période 2000-2011, période pour laquelle les observations MODIS sont disponibles, ainsi que des mesures directes de bilan de masse (Azam et al., 2012).
  • ’étudier l’évolution spatiale et temporelle de l’albédo et/ou de l’altitude de la ligne d’équilibre en relation avec les paramètres météorologiques.
  • d’étudier la relation albédo minimal moyen - bilan de masse annuel pour ces glaciers.
  • d’investiguer l’influence des paramètres morpho-topographiques du glacier (aire des zones d’accumulation et ablation, orientation…) sur la relation albédo - bilan de masse.

Dans l’hypothèse, où l’on retrouve la forte corrélation entre l’albédo minimal et le bilan de masse et où l’on parviendrait à relier les coefficients de la régression aux paramètres morpho-topographiques du glacier, cette méthode permettrait d’estimer le bilan de masse d’un glacier dans des zones où les mesures au sol ne sont pas disponibles.

Prérequis : anglais, programmation (Matlab)

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