La calotte glaciaire du Groenland fond, rejetant des centaines de milliards de tonnes d'eau dans l'océan chaque année. Le niveau de la mer monte régulièrement.

Pour mieux comprendre et anticiper les évolutions de l'élévation du niveau de la mer, les scientifiques ont cherché à quantifier la quantité de neige qui tombe sur la calotte glaciaire au cours d'une année donnée, et où, puisque la neige est la principale source de la masse de la calotte glaciaire. Cela s'est avéré être un problème difficile.

Cependant, une nouvelle étude d'une équipe de chercheurs dirigée par un scientifique du Centre des sciences et de l'ingénierie spatiales de l'Université du Wisconsin-Madison, Claire Pettersen, décrit une méthode unique impliquant les caractéristiques des nuages ​​qui pourrait aider à répondre à de grandes questions sur la calotte glaciaire du Groenland et ses chutes de neige. L'étude est publiée aujourd'hui [9 avril 2018] dans la revue Chimie et physique de l'atmosphère .

"Il existe de nombreuses théories sur la façon dont les processus de précipitation sur la calotte glaciaire vont changer à l'avenir, ", dit Pettersen. "Gagnera-t-il plus en raison de l'augmentation des précipitations ou en gagnera-t-il moins en raison de la diminution des précipitations?"

L'approche de Pettersen consistait à étudier les types de nuages ​​qui produisent de la neige sur la calotte glaciaire, et en examinant les chemins distincts que ces nuages ​​empruntent avant de produire de la neige à Summit Station, une station de recherche de longue date située au centre du Groenland.

Les régions de plus haute altitude sur la calotte glaciaire ne reçoivent pas une abondance de précipitations, et Summit Station a tendance à être encore plus sec. Cependant, les précipitations qu'il reçoit sont critiques, Pettersen dit, "parce que c'est la seule source disponible pour accumuler de la masse sur la calotte glaciaire."

Le Groenland est plus de deux fois plus grand que le Texas et si toute la calotte glaciaire fondait, les scientifiques estiment que le niveau mondial de la mer augmenterait d'environ 24 pieds.

Pettersen et son équipe ont développé un outil qui a agrégé et traité l'équivalent de cinq ans de données de la caractérisation intégrée de l'énergie, Des nuages, Etat atmosphérique, et l'expérience des précipitations au sommet (ou ICECAPS), s'appuyant sur un ensemble de systèmes au sol, instruments de télédétection - du radar Doppler à une caméra d'imagerie des particules de glace - pour collecter des informations atmosphériques.

Pettersen a tiré parti d'une multitude de données provenant d'un instrument généralement utilisé pour mesurer des caractéristiques telles que la température et l'humidité, appelé radiomètre à micro-ondes, et à partir de celui-ci ont recueilli des informations sur l'eau liquide des nuages ​​et la glace dans les nuages ​​au-dessus du Groenland.

Elle a découvert que les précipitations à Summit provenaient de deux types de nuages ​​distincts. La première, nuages ​​en phase mixte, retenir la vapeur d'eau, gouttelettes de liquide nuageux en surfusion, et des particules de glace. Ils sont communs à travers l'Arctique.

Le deuxième type, nuages ​​de glace, ne contiennent que des cristaux de glace et pas d'eau liquide trouble. Ces nuages ​​ont tendance à être profonds, avec des sommets de nuages ​​atteignant jusqu'à 10 km au-dessus du niveau de la mer, Pettersen explique.

Les nuages ​​à phases mixtes produisant de la neige prennent naissance le long de la côte sud-ouest de la calotte glaciaire du Groenland, où la pente ascendante vers le sommet est douce et sans entrave. Pettersen a découvert qu'ils produisaient 51 pour cent de l'accumulation de neige observée au sommet.

Nuages ​​de glace, d'autre part, sont une caractéristique plus commune à la côte sud-est du Groenland, où ils font face à un obstacle unique :atteindre la station Summit depuis l'Atlantique Nord, ils doivent surmonter une crête escarpée.

« Si vous avez un système de tempête puissant, il peut générer suffisamment de soulèvement pour attirer l'humidité près de la surface de l'océan au-dessus de la crête, et traverser le haut plateau de la calotte glaciaire centrale du Groenland, " explique Pettersen.

Bien qu'il s'agisse d'un processus assez intense, c'est un moyen efficace de transférer l'air humide de l'océan au centre du Groenland, Elle ajoute. L'équipe a découvert que ces types de nuages ​​représentent 35% de la neige qui s'accumule à Summit.

Ensemble, ces deux processus - provenant de deux directions différentes qui suivent des trajectoires distinctes vers le nord - contribuent à fournir des mécanismes clés pour expliquer les chutes de neige dans cette région de la calotte glaciaire du Groenland. La dynamique atmosphérique responsable des différents types de neige pourrait être une pièce importante du puzzle du climat arctique, dit Pettersen.

Contrairement aux études antérieures, qui s'appuyaient sur des modèles ou des données indirectes, son équipe a pu utiliser des observations recueillies directement dans la région d'étude, pourtant ils sont cohérents avec les découvertes antérieures. Pettersen espère que, avec plus d'analyse de données sur de plus longues périodes de temps, les chercheurs trouveront encore plus de réponses pour expliquer la fonte de la calotte glaciaire et l'élévation subséquente du niveau de la mer qui a déjà eu un impact sur les régions de la planète.

« Comprendre les processus qui créent les précipitations à la station Summit nous aidera à mieux comprendre le bilan de masse de la calotte glaciaire du Groenland, qui est directement lié aux changements de l'élévation du niveau de la mer, " dit Pettersen.