Le changement climatique accomplit ce que des siècles d'exploration n'ont pas pu :ouvrir le légendaire passage du Nord-Ouest, un raccourci maritime de l'Europe vers l'Asie via l'océan Arctique.

Recherche menée par l'Université de Californie, Bord de rivière, pourrait aider les navires naviguant sur ces routes fraîchement dégelées à éviter le sort du Titanic avec une nouvelle façon de prévoir le mouvement de la glace flottante.

Un groupe dirigé par Monica Martinez Wilhelmus, professeur adjoint de génie mécanique au Marlan and Rosemary Bourns College of Engineering, est le premier à utiliser un spectroradiomètre imageur à résolution modérée, ou MODIS, l'imagerie satellitaire pour comprendre les mouvements océaniques à long terme à partir de la dynamique de la glace de mer.

Les capteurs MODIS à bord des satellites de la NASA ont collecté des images quotidiennes de la banquise arctique - grande, plaques de glace flottante—depuis plus de 20 ans, mais les utiliser pour étudier comment ils se déplacent avec les courants océaniques a été une tâche laborieuse. Les nuages ​​obstruent souvent la vue et les floes doivent être identifiés et marqués à la main.

Les ingénieurs ont utilisé des algorithmes de traitement d'images pour supprimer les nuages, affiner les détails, et séparer les floes individuels. Ils ont ensuite utilisé des algorithmes d'analyse d'images pour cartographier le mouvement des floes sur une période de plusieurs jours. Les cartes des courants océaniques qui en ont résulté étaient à peu près aussi précises que les cartes réalisées à l'aide de méthodes traditionnelles à plus forte intensité de main-d'œuvre. Le suivi de la glace de mer aidera les scientifiques à mieux comprendre les sources du transport de la glace de mer.

"Personne n'avait pris la peine d'utiliser MODIS avant car le satellite est sensible aux nuages ​​et il est difficile d'identifier la glace, " a déclaré Martinez. "Notre algorithme filtre automatiquement les nuages ​​et utilise d'autres algorithmes de traitement d'images qui donnent la vitesse et la trajectoire des banquises."

L'analyse aidera les chercheurs à quantifier comment les interactions entre les courants océaniques, climat, et la glace de mer ont changé au cours des deux dernières décennies. Cela améliorera à terme les modèles océaniques, qui pour la plupart, ne se résolvent pas aux échelles nécessaires pour étudier ces interactions.

"Les données MODIS sont l'un des plus longs enregistrements de la Terre jamais compilés, " a déclaré la première auteur Rosalinda Lopez, un étudiant diplômé dans le laboratoire de Martinez. "Cela signifie que nous sommes en mesure d'étendre notre analyse à près de deux décennies pour observer la variabilité de la glace de mer alors que des changements spectaculaires transforment la région."

La vitesse à laquelle la glace se sépare affecte la vitesse à laquelle elle fond. La glace qui s'écarte rapidement des autres glaces fond plus rapidement que la glace qui reste rapprochée, semblable à la façon dont une poignée de glaçons dans un verre d'eau fondra plus lentement qu'une poignée de glaçons dans une baignoire.

Cela affecte la vitesse et la quantité d'eau douce de la glace se mélangeant à l'eau de mer salée, qui à son tour affecte la façon dont le courant océanique se déplace.

"L'ajout d'eau douce à l'eau de mer affecte son énergétique, qui affecte le courant, " Martinez a déclaré. "Nous devons comprendre comment la glace interagit avec l'océan."

Avec la fonte de l'Arctique plus rapide que jamais, il est important d'apprendre comment les courants océaniques changent. Les courants océaniques sont intimement liés au climat, et une meilleure compréhension des courants à long terme contribuera à améliorer les modèles de changement climatique.

"C'est un nouveau domaine, " a déclaré Martinez. " Personne ne sait comment la glace va se comporter. "

Les courants modifiés affecteront également les communautés arctiques qui dépendent de la chasse et de la pêche. Alors que leurs économies vacillent, les navires devront trouver des moyens sûrs de livrer des fournitures pour les aider à survivre. Le forage pétrolier proposé dans l'Arctique pourrait également entraîner des déversements de pétrole, et la technique UC Riverside pourrait aider à prédire le comportement des marées noires.

Le papier, "Ice Floe Tracker :un algorithme pour récupérer automatiquement les trajectoires lagrangiennes via la correspondance de caractéristiques à partir d'images visuelles à résolution modérée, " est publié dans la revue Télédétection de l'environnement .