Géophysique spatiale de l'environnement nordique et variabilité climatique

北欧环境与气候变化的地球物理学

• 批准号: RGPIN-2015-05162
• 负责人: Royer, Alain
• 金额: $ 3.13万
• 依托单位: Université de Sherbrooke
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Discovery Grants Program - Individual
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2016-01-01 至 2017-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=613388
• 关键词: ophysique; spatiale; de; environnement; nordique

Depuis les 50 dernières années, l’environnement nordique au Canada (>48 deg.N) est le siège de changements observables de plus en plus marqués, liés au réchauffement climatique global. Parmi ceux-ci, la diminution printanière de la couverture neigeuse, la modification du cycle gel/dégel de surface, en particulier dans les zones de pergélisol, et l'augmentation des zones arbustives pourraient avoir des effets de rétroaction majeurs sur le climat. Les interactions neige-arbustes favorisant l’accumulation de la neige et rendant le manteau neigeux plus isolant (car moins dense) pourraient accélérer la fonte du pergélisol, et ainsi libérer des quantités phénoménales de CO2 du réservoir de carbone actuellement gelé dans le sol. L'objectif général de mon programme de recherche est de quantifier ces changements de surface pour mieux comprendre les processus en cause qui sont encore peu ou mal traités dans les schémas de surface de modèles climatiques. Le manque crucial de stations météo des régions nordiques, le problème de la variabilité des paramètres analysés, ainsi que celui de l'intégration spatiale de leurs interactions font de la télédétection satellite un outil privilégié pour suivre leur évolution à l’échelle spatiale des modèles climatiques. Le développement de nouvelles méthodes d'extraction et d'analyse des paramètres bio-géophysiques de surface, à partir des observations spatiales, constitue l'axe de recherche essentiel de mon programme. Les projets s'articulent autour de 3 paramètres et visent à documenter, quantifier et combiner leur évolution spatio-temporelle en relation avec les changements climatiques actuels et récents: 1) température de surface et couche active de surface (épaisseur de fonte du sol en été) en zone de pergélisol; 2) couvert nival : variations du cycle saisonnier et du manteau (densité) toundra vs taïga; 3) interactions neige-végétation (taïga et toundra) effet d'isolation. La méthodologie s'appuie sur l'exploitation, validée par des mesures au sol, des archives satellitaires disponibles (35 ans pour les données micro-onde) (MODIS, AMSR, SSM/I, QuikScat, Windsat, SMOS, Aquarius) et futurs (SMAP, NPOESS, Sentinelle). L'originalité du programme repose sur la synergie qu’entraine la mesure dans différents domaines spectraux (solaire, thermique et micro-ondes multifréquences), la modélisation du transfert radiatif dans la neige et la canopée validée à partir de notre ensemble unique de radiomètres au sol à différente fréquences, et sur l'assimilation des paramètres mesurés dans un schéma de surface de modèle climatique. Cette recherche contribuera à mieux comprendre l'impact et les rétroactions du réchauffement climatique actuel et anticipé. Cette connaissance est nécessaire à l'amélioration des stratégies d'aménagement et de gestion des ressources (forêt boréale, hydroélectricité, ressource en eau, infrastructure sur le pergélisol).

在过去的50年里，加拿大北部（北纬48度以上）的气候变化是全球气候变化的主要原因。Parmi ceux-ci，la diminution printanière de la couverture neigeuse，la modification du cycle gel/degel de surface，en particulier dans les zones de pergélisol，et l'augmentation des zones arbustives pourraient avoir des effets de rétroaction majurs sur le climat.土壤中碳源的相互作用导致了土壤中CO2的积累，并使土壤中的CO2释放量增加。我的研究计划的总体目标是量化表面的变化，以更好地理解气候模式表面图表中的潜在或不良特征的原因过程。北方地区气象站的许多关键问题，分析参数的可变性问题，主要是遥感卫星与气候模式空间相互作用的空间集成问题。从空间观测的角度出发，对地表生物地球物理参数进行提取和分析的新方法的开发构成了本方案的基本研究方向。本项目对3个参数进行了清晰的描述，并对与实际和近期气候变化相关的时空演变进行了记录、量化和组合：1）地表温度和地表活动层（épaisseur de fonte du sol en été）en zone de pergélisol; 2）couvert industrial：variations du cycle saisonnier et du manteau（densité）toundra vs taïga; 3）相互作用neige-végétation（taïga et toundra）effet d'isolation. La mthodologie s'appuie sur l 'exploitation，validée par des mesures Au sol，des archives satellitaires disponibles（35 ans pour les données micro-onde）（MODIS，AMSR，SSM/I，QuikScat，Windsat，SMOS，Aquarius）et futures（SMAP，NPOESS，Sentinelle）.该方案的初衷是在不同光谱领域（太阳、太阳和微波段）引入测量方法，在不同波段的太阳Au辐射测量仪的独特整体辐射测量中有效地调整附近和雨篷的辐射传输，以及在气候模式表面的模式中同化测量参数。这一研究有助于更好地理解气候变化的实际和预期影响和作用。这一认识需要改善环境战略和资源管理（森林、水电、水资源、土壤基础设施）。