Estimer le volume de la banquise arctique est un réel défi. Depuis deux ans, le satellite CryoSat-2 fournit des mesures de l'épaisseur de la glace. Combinées aux données du satellite IceSat et aux mesures in situ, les données du satellite européen ont permis aux chercheurs de déterminer que le volume de la glace arctique a chuté de 36 % au cours de l’automne dernier.

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    En septembre 2012, la banquise arctique atteignait sa taille minimale record. La couverture de glace avait reculé de 3,41 millions de km2, c'est-à-dire 70.000 km2 de plus que le précédent record, atteint en 2007. De nombreuses études, basées sur les mesures in situ et les données satellites, mettent en évidence l'accélération du rétrécissement de la glace de mer sur la dernière décennie. Toutefois, de grandes incertitudes résident sur le volumevolume total de glace qui flotte en surface. Estimer précisément le volume de glace, sa variation saisonnière et interannuelle est l'un des défis scientifiques actuels.

    Ces 20 dernières années, le développement des satellites météométéo et des modèles climatiques a tout de même permis de décrire la dynamique de fontefonte de plus en plus précisément. De nouvelles recherches utilisent les enregistrements de deux satellites, IceSat de la NasaNasa et CryoSat-2 de l'Agence spatiale européenneAgence spatiale européenne. CryoSatCryoSat-2 a été lancé en 2010, pour remplacer CryoSat qui est arrivé en fin de vie à la fin de l'année 2009. Ces satellites mesurent l'épaisseur de la glace de l'Arctique. Les données indiquent que cet automne, le volume de glace a diminué de 36 % et de 9 % cet hiver par rapport à la moyenne.

    Cette crête de glace est l'un des sites de validation des données de CryoSat-2. La mesure in situ de l'épaisseur de glace concorde avec la mesure du satellite. © Seymour Laxon, Nerc, UCL

    Cette crête de glace est l'un des sites de validation des données de CryoSat-2. La mesure in situ de l'épaisseur de glace concorde avec la mesure du satellite. © Seymour Laxon, Nerc, UCL

    L'estimation du volume de glace est le fruit d'une grande collaboration internationale. Les résultats sont publiés dans les Geophysical Research Letters (GRL). Dans l'étude, les données satellite de CryoSat ont été comparées aux données d'IceSat et combinées aux données de terrain de la mission IceBridge. Avec ce jeu de données, les chercheurs ont estimé que de 2003 à 2008, le volume de glace moyen en automne a été de 11.900 km3. Mais avec les données de CryoSat-2, toujours comparées aux données d'Icesat, sur la période 2010-2012, il a chuté à 7.600 km3 ! En hiver, on passe de 16.300 km3 à 14.800 km3.

    IceSat et CryoSat-2 montrent la même diminution des glaces

    CryoSat-2 et IceSat mesurent tous deux la quantité de glace qui flotte en surface, le bord franc. IceSat utilise un altimètre laserlaser, tandis que CryoSat-2 utilise un radar mesurant la hauteur de la glace par rapport à la surface de l'océan. Ces données sont ensuite combinées aux mesures de surface de la glace pour arriver à déterminer un volume. Si les deux satellites s'appuient sur des méthodes de mesure différentes, leurs données sont comparables. Bien que le satellite CryoSat-2 montre une importante diminution ces deux dernières années, aucune conclusion sur le long terme ne peut être faite. L'échelle de temps, deux ans, est trop courte pour déterminer une tendance.

    L'estimation du volume est réalisée avec le modèle Pan-Arctic Ice-Ocean Modeling and Assimilation system (Piomas). Le système combine les données météorologiques, la température des eaux de surface et des photos satellite de la couverture de glace pour calculer son volume. Il vérifie ensuite les résultats avec les mesures d'épaisseur réelle obtenues avec des mouillages individuels ou des sous-marins qui croisent sous la glace. La confrontation du modèle aux données permet d'ajuster le système Piomas. Le modèle ajusté est une bonne base pour prévoir l'évolution de la banquise arctique.