En mars, la banquise arctique est censée atteindre sa plus grande étendue, mais cette année, elle est bien en dessous de la moyenne, au large d'une zone de la taille du Texas et du Nouveau-Mexique réunis.

Les observations satellitaires révèlent actuellement à quel point la surface de l'océan est recouverte de glace, mais il y a une autre mesure critique à faire. Les chercheurs prévoient déjà d'utiliser Ice de la NASA, Nuage et terre Elevation Satellite-2, ou ICESat-2, pour mesurer la glace de mer dans la troisième dimension.

Les satellites mesurent en continu la banquise depuis 1979, et ont cartographié la tendance à la baisse de l'étendue de la glace. Déterminer l'épaisseur de la banquise éloignée, cependant, est difficile avec les outils existants. Et c'est une mesure essentielle. Une glace plus épaisse est plus résistante aux tempêtes, et peut prendre des années à se développer. Les changements dans la profondeur de la banquise modifient la salinité et la température de l'eau, qui peuvent altérer les courants océaniques et atmosphériques. La glace de mer agit également comme une calotte sur l'océan - l'isolant de l'atmosphère - et joue un rôle clé dans le refroidissement de la planète.

Certains scientifiques ont utilisé les données satellitaires disponibles pour surveiller l'âge de la glace, déterminer ce qui a survécu et construit pendant plus de deux étés. Ils ont constaté que la quantité de personnes plus âgées, la glace plus épaisse diminue. Mais avec ICESat-2, les scientifiques pourront mesurer directement la hauteur de la banquise, et à partir de là, calculez l'épaisseur.

ICESat-2, lancement prévu en 2018, utilisera un instrument laser pour mesurer la hauteur des surfaces terrestres à l'échelle mondiale. Il surveillera la végétation, plans d'eau et plus, mais en mettant l'accent sur la mesure de la couverture de glace et de neige. En prenant un ensemble dense de mesures, le satellite collectera suffisamment d'informations précises pour que les scientifiques puissent mesurer à quelle distance la glace de mer flotte au-dessus de la surface de l'océan, jusqu'à environ 1 pouce (3 centimètres).

"La question que nous voulons poser avec ICESat-2 est ce qui arrive à l'épaisseur de la glace, " dit Sinead Farrell, membre de l'équipe de définition scientifique ICESat-2 et scientifique polaire à l'Université du Maryland, Parc du Collège, Maryland. "Nous essayons de surveiller la santé de la banquise, et l'une des choses que nous tenons vraiment à faire est de nous assurer que nous mettons les données ICESat-2 entre les mains des scientifiques et de la communauté scientifique le plus rapidement possible. »

L'afflux de données de ICESat-2, géré par le Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, sera une aubaine pour les prévisionnistes de la glace de mer. Ces chercheurs utilisent des observations de la glace pour améliorer les modèles informatiques qui simulent l'étendue, l'épaisseur et les autres conditions de la couverture glaciaire arctique.

« Il est difficile de prendre des mesures pour valider notre modèle, c'est cher d'aller dans l'Arctique et les conditions ne sont pas trop favorables là-bas, " dit Pamela Posey, informaticien et modélisateur de glace de mer avec le U.S. Naval Research Laboratory au Stennis Space Center de la NASA, Mississippi. Elle est également chercheuse principale du programme Early Adopter d'ICESat-2, qui fait partie d'un effort pour atteindre la communauté des parties prenantes avant le lancement du satellite, permettre aux scientifiques de la mission de comprendre ce qui est possible, ou pas, pour d'autres chercheurs à faire avec les données. Le programme vise également à aider les gens à utiliser les données plus rapidement, après le lancement du satellite.

Posey travaille sur un modèle qui recueille des informations sur les conditions arctiques actuelles, et prédit les caractéristiques de la glace de mer pour la semaine à venir. La Marine fournit ces informations aux sous-marins et aux navires de surface - si les sous-marins ont une urgence et doivent faire surface, ils ont besoin de connaître l'épaisseur de la glace au-dessus d'eux, a-t-elle noté. Et les navires de surface doivent connaître l'épaisseur de la glace pour déterminer s'ils peuvent ou non se frayer un chemin à travers une zone particulière.

"Nos modèles fonctionnent quotidiennement et produisent des prévisions sur sept jours, " a déclaré Posey. " Plus vous obtenez d'observations dans un modèle, plus vos prévisions seront précises."

Elle utilise actuellement un produit d'épaisseur de glace dérivé du satellite Cryosat de l'ESA (Agence spatiale européenne) pour se brancher sur le modèle, pour déterminer comment utiliser les données d'ICESat-2 une fois qu'elles seront disponibles. Elle prévoit de comparer les mesures d'ICESat-2 avec les conditions de glace prédites par le modèle, pour valider le modèle informatique et le réinitialiser pour améliorer la précision à l'avenir.

Andrew Roberts, un chercheur et chercheur principal Early Adopter à la Naval Postgraduate School de Monterey, Californie, travaille également à voir comment ICESat-2 pourrait améliorer les simulations informatiques de la glace de mer dans des régions éloignées. Il travaille sur plusieurs problèmes pour se préparer à l'afflux de données sur la hauteur de la glace de mer. ICESat-2 prendra des mesures ponctuelles individuelles le long de la trajectoire du satellite, créer des pistes d'informations à réconcilier avec les données des modèles, qui est dans une grille.

Roberts est donc en train de créer un programme pour le modèle informatique qui produira une simulation de la glace de mer uniquement là où ICESat-2 mesure, pour mieux comparer les deux séries de nombres.

« Nous avons simulé efficacement ce que ICESat-2 verrait, " a déclaré Roberts. " C'est en fait très difficile à faire, et vous devez trouver un moyen efficace de le faire."

Roberts travaille également à isoler la hauteur de la banquise au-dessus de la surface de l'océan dans le modèle informatique - la mesure de base qu'ICESat-2 prendra - pour pouvoir comparer les données satellitaires et simulées par ordinateur. C'est pour pouvoir améliorer les modèles de ce qui se passe dans l'Arctique, il a dit.

Les modèles sont utilisés par la Marine, compagnies maritimes et autres, mais aussi fournir une fenêtre dans une télécommande, partie complexe du monde. Et la glace de mer a des impacts qui s'étendent au-delà de ses frontières. Il agit comme un climatiseur pour le globe, réfléchissant la lumière du soleil qui serait autrement absorbée dans l'océan. Il interagit avec l'atmosphère et les courants océaniques, ayant un impact sur les systèmes météorologiques et climatiques qui atteignent des latitudes plus basses. Il fournit un habitat saisonnier pour la faune, et des terrains de chasse pour les populations autochtones.

« La banquise arctique évolue extrêmement rapidement, et nous essayons de comprendre pourquoi c'est le cas, ", a déclaré Roberts.