Les chercheurs ont observé et caractérisé un processus météorologique qui n'était pas connu auparavant dans les régions côtières de l'Antarctique. Il s'avère que les vents catabatiques qui soufflent de l'intérieur vers les marges du continent réduisent la quantité de précipitations (principalement des chutes de neige), ce qui est un facteur clé dans la formation de la calotte glaciaire. En formant une couche d'air très sèche dans le premier kilomètre environ de l'atmosphère, les vents transforment les flocons de neige qui tombent directement de leur état solide en vapeur d'eau dans un processus connu sous le nom de sublimation.

Les auteurs de cette étude ont utilisé de nouvelles données collectées sur la côte de la Terre Adélie sur une période d'un an, ainsi que des simulations réalisées à l'aide de modèles atmosphériques. Ils ont estimé que, à travers le continent, les précipitations cumulées près du sol étaient inférieures de 17 % à leur niveau maximum supérieur en altitude. Leurs mesures indiquent que les précipitations peuvent être jusqu'à 35% inférieures dans la région autour de l'Antarctique oriental. Les chercheurs pensent que ce phénomène pourrait être encore aggravé par le changement climatique. Leur étude a été publiée dans Actes de l'Académie nationale des sciences .

"Jusqu'à maintenant, l'étendue de cet important processus, qui est largement indétectable par satellite, n'a pas été pleinement apprécié, " explique Alexis Berne, auteur correspondant de l'étude et responsable du Laboratoire de télédétection environnementale (LTE) de l'EPFL. Berne a travaillé avec une équipe de Suisses, Chercheurs français et britanniques en 2015 et 2016, utilisant une nouvelle combinaison d'instruments pour prendre des mesures à la station de recherche française Dumont d'Urville sur la côte de l'Antarctique oriental. L'équipe a utilisé trois instruments :un radar météorologique Doppler à double polarisation, un pluviomètre de pesée et un profileur radar. Le radar de polarisation a collecté des informations sur le type et l'intensité des précipitations, tandis que le pluviomètre pesait chaque minute les chutes de neige accumulées et aidait à calibrer les estimations des deux radars. Ces deux instruments ont été utilisés pour collecter des données de novembre 2015 à janvier 2016. Le troisième instrument, le radar profileur, collecte en continu des profils verticaux de l'intensité des précipitations jusqu'à trois kilomètres d'altitude depuis novembre 2015 à Dumont d'Urville.

En premier, les chercheurs ont été surpris par les résultats qu'ils ont obtenus. La forte baisse des précipitations enregistrée près du sol n'était pas conforme à leurs observations habituelles. "Nous sommes donc partis de l'hypothèse que la réduction des précipitations dans les basses couches atmosphériques était causée par la sublimation des cristaux de neige sous l'effet des vents catabatiques, " explique Christophe Genthon, Scientifique Senior CNRS à l'Institut des Géosciences de l'Environnement, basé à Grenoble. Ces fréquentes, les vents forts viennent des hauts plateaux du continent. La calotte glaciaire de l'Antarctique est assez plate, ainsi les vents peuvent gagner en force et s'étendre jusqu'à la côte. Cela crée une fine couche d'air inférieure (jusqu'à 300 m) qui est saturée de cristaux de neige soulevés. Au dessus de ça, il y a une deuxième couche d'air qui est beaucoup plus sèche. Des flocons de neige se sont formés dans la couche nuageuse en altitude, sublimer lorsqu'ils traversent cette seconde couche, se transformant directement en vapeur d'eau. Heures supplémentaires, cela réduit la contribution des précipitations au bilan de masse de la calotte glaciaire. "Cette couche est dans une zone aveugle pour les satellites à cause des échos de la surface, ce qui explique que ce phénomène n'ait pas été détecté par les satellites, " dit Berne.

Les chercheurs ont ensuite trouvé des preuves de vents catabatiques capables de déclencher la sublimation dans la plupart des données collectées par radiosonde dans les stations de recherche permanentes de l'Antarctique oriental. En utilisant une série de modèles atmosphériques numériques et en comparant les résultats avec les mesures prises en Terre Adélie, ils ont pu quantifier l'impact sur l'ensemble du continent. Et ils ont découvert que le processus de sublimation a une énorme influence sur l'accumulation des précipitations.

Les données sur le bilan de masse de la calotte glaciaire sont essentielles pour prédire comment le niveau de la mer va monter ou baisser. Les chercheurs s'attendent généralement à ce que le réchauffement climatique entraîne des niveaux plus élevés de précipitations en Antarctique. Mais l'impact des vents catabatiques sur les précipitations pourrait remettre en cause ces prévisions et les rendre bien plus compliquées. L'équipe prévoit donc de poursuivre l'analyse du continent. « Nous aimerions continuer à collecter des données sur les zones côtières et examiner de plus près les zones où le terrain est plus complexe. Nous prévoyons également d'utiliser différents types de modèles atmosphériques à des fins de comparaison. D'une manière générale, nous espérons que notre travail aidera à mieux comprendre comment le changement climatique affectera les précipitations en Antarctique, " explique Alexis Berne.