L'expédition Observatoire multidisciplinaire dérivant pour l'étude du climat arctique (MOSAiC) apportera une contribution majeure à la science du climat arctique. Dirigé par l'Institut Alfred Wegener, Centre Helmholtz pour la recherche polaire et marine (AWI), c'est la plus grande expédition polaire de tous les temps. Il implique le brise-glace de recherche allemand Polarstern qui passe un an au piège dans la banquise afin que les scientifiques du monde entier puissent étudier l'Arctique en tant qu'épicentre du réchauffement climatique et obtenir des informations fondamentales qui sont essentielles pour mieux comprendre le changement climatique mondial - et l'ESA contribue avec une série d'expériences. Pendant l'hiver polaire, les chercheurs sont soumis à des températures aussi basses que –45°C et à l'obscurité perpétuelle. Crédit :Alfred-Wegener-Institut/Esther Horvath , CC BY-SA 3.0 IGO
Ayez une pensée ce Noël pour les chercheurs accroupis sur leur brise-glace Polarstern, à la dérive dans l'océan Arctique gelé. Soumis à des températures aussi basses que –45°C et à l'obscurité perpétuelle de l'hiver polaire, ils participent volontiers à MOSAiC – la plus grande et la plus longue expédition de recherche polaire au monde. Malgré l'obscurité, cependant, les chercheurs et l'équipage restent au courant de ce qui se passe à proximité. Comment? Avec l'aide de satellites d'imagerie radar.
Pendant un an, Au total, quelque 600 chercheurs de 20 pays participeront aux différentes étapes de l'expédition Observatoire multidisciplinaire à la dérive pour l'étude du climat arctique (ou MOSAiC).
Après être entré dans l'océan Arctique en octobre, le Polarstern a dérivé à travers le centre de l'Arctique à environ 7 km par jour avec le vent et les courants qui devraient le porter près du pôle Nord géographique avant de quitter le printemps ou l'été prochain.
À bord, les scientifiques mènent de multiples expériences sur la banquise autour du navire pour mieux comprendre l'impact du changement climatique sur la banquise et l'environnement arctique. L'équipe a maintenant établi des centaines d'instruments sur la banquise entourant le navire à une distance de 50 km.
Malgré l'obscurité qui enveloppe actuellement le navire alors qu'il dérive dans la mer gelée, les chercheurs et l'équipage ne sont pas aveugles et restent conscients de ce qui se passe grâce aux satellites d'imagerie radar du programme européen Copernicus, Canada, Allemagne et Japon.
En septembre 2019, le brise-glace de recherche allemand Polarstern est parti de Tromsø, Norvège, passer un an à dériver dans l'océan Arctique – piégé dans la glace. L'objectif de l'expédition MOSAiC est d'observer de plus près l'Arctique en tant qu'épicentre du réchauffement climatique et d'acquérir des connaissances fondamentales essentielles pour mieux comprendre le changement climatique mondial. Des centaines de chercheurs de 20 pays participent à cette entreprise exceptionnelle. Cette animation montre la route et la dérive de Polarstern ainsi que la croissance de la banquise hivernale. Crédit :Équipe MOSAiC/Centre national de données sur la neige et la glace des États-Unis pour l'étendue de la glace de mer
La banquise près de l'expédition MOSAiC Arctic
L'équipage et les scientifiques surveillent la banquise et génèrent des cartes remarquables des banquises entourant le navire. Ces satellites radars traversent quotidiennement l'Arctique et emportent avec eux leur propre source d'éclairage, qui leur permet de percer les ténèbres hivernales arctiques, détecter et cartographier en continu les conditions de glace de mer ci-dessous.
Suman Singha, de l'Institut de technologie de télédétection du Centre aérospatial allemand, aide à coordonner l'acquisition d'images de différents satellites et se charge de relayer les précieuses informations vers le navire.
"Cette information est très nécessaire à Polarstern, surtout au début de l'expédition, quand le défi était de trouver le bon type de banquise capable d'abriter à la fois le Polarstern et le déploiement de tous les instruments scientifiques sur la glace autour du brise-glace, " dit le Dr Singha.
Image radar du satellite japonais ALOS-2 de la banquise près du brise-glace Polarstern. Polarstern dérive dans la banquise arctique pendant un an pour l'expédition de recherche polaire MOSAiC. Pendant l'hiver polaire, les chercheurs utilisent des images satellites radar comme celle-ci pour surveiller la banquise dans les environs. Dans cette image en fausses couleurs, qui a été acquise le 19 novembre 2019, des fissures bleu foncé montrent des chenaux d'eau libre ou de la glace mince entre les banquises. Les structures en forme de filaments blancs sont généralement des crêtes de glace de mer ou d'autres glaces de mer déformées. Crédit :JAXA
"Ici, nous avons utilisé des images radar haute résolution du satellite allemand TerraSAR-X pour aider à localiser la meilleure banquise possible, qui a depuis reçu le nom de Forteresse. Le contrôle de la sécurité de la banquise reste donc un défi constant."
Les satellites européens Copernicus Sentinel-1 contribuent également à l'effort de cartographie international, qui assurent une couverture continue et étendue du site, aidant à suivre et à prévoir la dérive en constante évolution de la banquise jusqu'à 300 km du navire.
Le satellite japonais ALOS-2 avec son capteur PalSAR-2 utilise une longueur d'onde beaucoup plus longue que Copernicus Sentinel-1 et TerraSAR-X pour cartographier la banquise et les conditions ci-dessous.
Malcolm Davidson de l'ESA a déclaré :"La longueur d'onde est importante lorsqu'il s'agit de satellites radar, car une longueur d'onde particulière influence grandement les informations fournies par le satellite.
"En Europe, nous sommes très intéressés par les informations supplémentaires qu'ALOS-2 peut fournir sur les conditions de la glace de mer, surtout maintenant que nous développons notre propre satellite radar à grande longueur d'onde appelé mission L-band Synthetic Aperture, ROSE-L – qui est l'une des six missions candidates prioritaires de Copernicus.
Les chercheurs participant à l'expédition MOSAiC doivent non seulement garder un œil sur la banquise en constante évolution, mais aussi sur les visiteurs. Ces ours polaires semblent aimer jouer avec les drapeaux marqueurs. Dirigé par l'Institut Alfred Wegener, Centre Helmholtz pour la recherche polaire et marine MOSAiC est la plus grande expédition polaire embarquée de tous les temps. Il implique que le brise-glace de recherche allemand Polarstern passe un an au piège et dérive dans la banquise afin que les scientifiques du monde entier puissent étudier l'Arctique en tant qu'épicentre du réchauffement climatique et obtenir des informations fondamentales qui sont essentielles pour mieux comprendre le changement climatique mondial. Crédit :Alfred-Wegener-Institut/Esther Horvath, CC BY-SA 3.0 IGO
Par exemple, la détection des crêtes de glace de mer est essentielle pour une navigation sûre dans l'Arctique et celles-ci sont beaucoup plus faciles à identifier avec ALOS-2 qu'avec les satellites européens existants."
Alors que Polarstern dérive maintenant à travers l'océan gelé et sombre pour les mois à venir, les yeux radar dans le ciel continueront de surveiller sa progression dans l'Arctique et accompagneront les chercheurs tout au long de cette expédition remarquable.
