On pourrait penser que la neige, entre toutes, est facile à décrire :elle est froide, blanche et recouvre le paysage comme une couverture. Qu'y a-t-il d'autre à dire à ce sujet ?
Beaucoup, selon Mathieu Nguyen. Il vient de soutenir sa thèse de doctorat sur les propriétés optiques de la neige au NTNU à Gjøvik.
"La neige reflète toutes les longueurs d'onde de la lumière et peut avoir des couleurs très différentes selon les conditions et l'angle sous lequel la lumière la frappe. L'âge et la densité de la neige et la pollution de l'air affectent également son apparence. L'apparence de la neige est une question très complexe. ", dit Nguyen.
Il a analysé plus d'un millier d'images de neige. Les résultats sont publiés dans la revue Geosciences .
"Ce type de méthode peut être utilisé dans un certain nombre de technologies de capteurs qui vont de la fourniture d'une meilleure base de décision concernant le moment où les routes doivent être dégagées à la surveillance plus étroite du risque d'avalanche dans les montagnes", a-t-il déclaré. /P>
Entre autres choses, Nguyen a étudié comment la neige absorbe et réfléchit la lumière, et la façon dont le soleil fait scintiller les cristaux de neige a été particulièrement intéressante.
Il pense que la beauté des paysages hivernaux pourrait être la clé pour répondre à un certain nombre de questions qui intriguent les chercheurs depuis de nombreuses années.
Mais d'abord, qu'est-ce qui fait scintiller la neige lors des journées ensoleillées ?
"La neige est une accumulation de cristaux de glace. Lorsque les conditions sont idéales, ils agissent comme de minuscules miroirs. S'ils sont à angle droit, ils réfléchissent la lumière du soleil directement vers vous et brillent comme des "étincelles" dans le paysage", explique Nguyen.
De nombreuses études ont été menées sur la manière dont différents métaux scintillent de cette manière, mais l'éclat dans la neige est encore mal compris.
"Si nous voulons avoir des voitures entièrement autonomes ici en Norvège, ce type de technologie contribuera également à rendre les déplacements plus sûrs sur les routes d'hiver", déclare Nguyen.
Nguyen a donc cherché à découvrir comment ces étincelles varient en contraste et en densité dans des images de neige dans différentes conditions. Il espère que cela fournira une méthode d'analyse qui nous permettra de classer différents types de neige à partir d'images.
Ce n'est pas possible actuellement.
"Ce type de méthode peut être utilisé dans un certain nombre de technologies de capteurs qui vont de la fourniture d'une meilleure base de décision concernant le moment où les routes doivent être dégagées à la surveillance plus étroite du risque d'avalanche en montagne. Si nous voulons avoir Avec des voitures entièrement autonomes ici en Norvège, ce type de technologie contribuera également à des déplacements plus sûrs sur les routes d'hiver", déclare Nguyen.
Jusqu’à présent, les chercheurs n’ont collecté des données que dans divers endroits de l’est de la Norvège. Les résultats sont prometteurs et montrent que le pétillant peut être utilisé pour classer la granulométrie de la neige.
Cependant, pouvoir classer plus précisément le type de neige nécessite un volume de données bien plus important que celui sur lequel ils ont travaillé jusqu'à présent. De préférence avec des images du monde entier.
"Il sera important d'obtenir des images d'autres endroits où l'environnement est différent. Comprendre comment différents niveaux de pollution jouent un rôle dans l'apparence et les propriétés de la neige sera crucial", explique Nguyen.
En plus d'être difficile à interpréter à partir d'images, la neige s'est depuis longtemps révélée étonnamment difficile à reproduire numériquement.
"Les représentations artificielles que nous avons aujourd'hui de la neige dans les jeux informatiques et les simulateurs ne sont guère meilleures que les surfaces blanches", déclare Nguyen.
Ses découvertes ont également montré des résultats prometteurs dans ce domaine. Il pense que son travail offrira aux personnes qui n'ont pas accès à la neige de bonnes expériences hivernales, même dans un avenir où il y aura peut-être beaucoup moins de neige.
Selon l'Institut météorologique norvégien, plus d'un million de Norvégiens vivront en 2050 dans des endroits où les conditions hivernales sont inférieures à un mois. De plus, une étude récente parue dans la revue Nature a confirmé que l'ensemble de l'hémisphère Nord est confronté à un avenir avec moins de neige en raison du changement climatique anthropique.
"Si nous voulons enseigner à quelqu'un qui n'a jamais vu de neige auparavant ce qu'elle est, nous devons être capables de la reproduire dans toute sa complexité", explique Nguyen.
Plus d'informations : Mathieu Nguyen et al, Exploration des méthodes d'imagerie pour les mesures in situ de l'apparence visuelle de la neige, Géosciences (2024). DOI :10.3390/géosciences14020035
Mathieu Nguyen et al, Analyse statistique des images scintillantes dans la neige, Journal of Imaging Science and Technology (2022). DOI :10.2352/J.ImagingSci.Technol.2022.66.5.050404
Informations sur le journal : Nature
Fourni par l'Université norvégienne des sciences et technologies