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jeudi 14 mars 2019 - 17:00 : Conférence « Modélisation du bilan de masse en surface de la calotte glaciaire du Groenland » par Brice NOËL



Modélisation du bilan de masse en surface de la calotte glaciaire du Groenland

par Brice Noël
Titulaire d’un Master en Sciences géographique, ULiège
Chercheur post-doc Institute for Marine and Atmospheric Research (IMAU), Utrecht University

 

Après le continent Antarctique, le Groenland possède la plus importante calotte glaciaire terrestre. A elle seule, celle-ci contient le dixième des réserves d'eau douce disponibles sur terre, conservées sous forme de neige et de glace. Si la calotte venait à fondre entièrement, elle élèverait le niveau global des océans d'environ 7,4 m, submergeant les régions côtières du monde entier. Depuis le milieu des années 90, l'augmentation croissante des températures atmosphériques et océaniques a renforcé la fonte des glaces, accélérant ainsi la perte de masse du Groenland. Cette accélération s'explique par la récente intensification de l'écoulement de fonte, dont les eaux se déversent directement dans l'océan, ainsi qu'au vêlage continu d'icebergs le long de la ligne de flottaison des glaciers à terminaison marine.

Pour mieux comprendre cette récente accélération, nous utilisons le modèle atmosphérique régional RACMO2. Ce modèle climatique permet de reconstruire l'évolution du bilan de masse en surface (SMB) de la calotte glaciaire du Groenland. Le SMB exprime la différence entre l'accumulation neigeuse déposée en surface de la calotte et la perte de glace résultant des processus de sublimation, d'érosion éolienne du manteau neigeux, ainsi que de l'écoulement de l'eau de fonte vers l'océan. Le SMB permet d'identifier deux régions distinctes: la zone d'accumulation au centre de la calotte où le dépôt neigeux surpasse la fonte (SMB > 0), et la zone d'ablation située en marge de la calotte où l'écoulement de fonte l'emporte sur l'accumulation neigeuse (SMB < 0). Ces deux zones sont séparées par la ligne d'équilibre où accumulation et ablation s'égalisent (SMB = 0).

RACMO2 modélise le climat du Groenland à une résolution horizontale de 11 km au cours de la période 1958-2018. Cependant, cette grille à 11 km ne représente correctement ni les glaciers de quelques kilomètres de large, s'écoulant en bordure de la calotte, ni les masses de glace périphériques du Groenland détachées de la calotte principale. Afin de remédier à ce problème, nous avons développé un algorithme de downscaling statistique, projetant les sorties du modèle RACMO2 à 11 km sur une grille à 1 km de résolution. Cet algorithme corrige les biais d'élévation de surface et d'albédo de la glace au bord de la calotte, région présentant généralement une topographie complexe et irrégulière. De ce fait, l'algorithme de downscaling reproduit précisément les taux de fonte élevés caractérisant les étroites zones d'ablation, glaciers et calottes secondaires périphériques du Groenland qui contribuent de manière significative à l'élévation globale du niveau des mers. Cette estimation du SMB à 1 km de résolution se montre très utile pour quantifier la perte de masse des calottes glaciaires de petite taille.

L'utilisation de ces données à 1 km a permis d'identifier 1997 comme point de non-retour pour le bilan de masse des calottes périphériques du Groenland. Avant 1997, ces calottes secondaires maintenaient un équilibre quasiment stable où ablation et accumulation se compensaient approximativement. Après 1997, suite à une augmentation significative des températures, les zones d'accumulation se sont retirées vers les secteurs les plus élevés de ces calottes, accélérant leur perte de masse. Les calottes périphériques secondaires du Groenland sont situées dans des régions relativement sèches où la fonte estivale surpasse les précipitations neigeuses hivernales. Par conséquent, le gel de l'eau de fonte dans le manteau neigeux est essentiel afin de préserver ces calottes glaciaires. La neige agit comme une éponge, absorbant une part importante de l'eau de fonte. En hiver, cette réserve d'eau peut geler à nouveau au sein des pores de la couche neigeuse. La quantité d'eau de fonte non absorbée par la neige s'écoule en surface avant de se déverser dans l'océan, ce qui contribue directement à la perte de masse. Jusqu'en 1997, la couche neigeuse couvrant l'intérieur de ces calottes périphériques compensait l'augmentation de la fonte en absorbant, puis en regelant une quantité toujours croissante d'eau de fonte. Vers 1997, suite à l'intensification de cette fonte, l'absorption suivie du regel de l'eau de fonte a fini par saturer la neige. Cette saturation force toute fonte additionnelle à s'écouler en surface vers l'océan, triplant ainsi la perte de masse après 1997. Ces calottes périphériques ont donc atteint un point de non-retour, car une couche neigeuse saine, capable d'absorber suffisamment d'eau de fonte en été, nécessiterait plusieurs décennies afin de se reformer. Des mécanismes similaires agissent dans l'Arctique canadien, dont les calottes situées au Sud de l'archipel pourraient même disparaître définitivement au cours des 400 prochaines années.

Pour l'instant, la calotte principale du Groenland reste sauve, car son importante zone d'accumulation centrale, dont plus de 90% de la surface est couverte de neige poreuse, continue d'absorber efficacement une grande partie de l'eau de fonte estivale. Au rythme de fonte actuel, la calotte disparaîtrait entièrement au bout de 10.000 ans. Néanmoins, le point de non-retour atteint par les glaciers périphériques du Groenland en 1997 doit être considéré comme un signal d'alarme inquiétant. Si le réchauffement continue, la calotte principale du Groenland pourrait bientôt être menacée.

 

Conférence gratuite, entrée libre.

Toutes les conférences de la Société Géographique de Liège se déroulent dans l'Amphithéâtre Sporck, à l'Institut de Géographie (bât. B11, suivre parking P12), Quartier Village 4, Clos Mercator 3, 4000 Liège (Sart-Tilman). Pour voir le plan, suivez le lien suivant : https://goo.gl/maps/BBim4MgeXDz