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Réchauffement printanier dans l’Arctique

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Grâce à l’imagerie thermique par drone, le groupe de recherche Hydrologie nivale observe au Centre de recherche arctique Sodankylä les premiers signes du printemps, entraînant la débâcle de la rivière.

 

Après une longue attente, tous nos drones sont arrivés au Centre de recherche arctique de l’Institut météorologique finlandais (FMI ARC). Ils jouent un rôle essentiel dans notre campagne de terrain, en nous permettant d’observer les arbres et la neige sous un angle inhabituel au-dessus de la forêt. L’un des appareils que nous pilotons est le modèle EVO II Dual 640T RTK Autel du groupe de recherche Hydrologie nivale, qui prend des images dans les canaux visible et infrarouge. Nous l’utilisons pour survoler à plusieurs reprises nos sites afin de mesurer les schémas spatiaux des températures des arbres et de la neige, ainsi que les évolutions des configurations de rayonnement thermique tout au long de la journée et de la nuit.

 

Pendant que le drone Autel procède aux mesures thermiques aériennes, l’un des membres de notre équipe effectue des relevés au sol dans la forêt avec une caméra thermique manuelle. Ces deux caméras sont importantes, car l’exposition directe des arbres et de la neige aux rayons du soleil crée des configurations thermiques intéressantes que nous ne pouvons voir qu’en imagerie infrarouge (photo 2). Nous prenons donc des images IR aériennes et terrestres à la fois pendant la journée, sous exposition solaire directe, et la nuit, longtemps après le coucher du soleil, pour mesurer les configurations de température des arbres et de la neige. Le soir, après une journée ensoleillée, les troncs ressortent souvent sur les images thermiques, car, contrairement à la neige et aux autres éléments de la canopée, ils restent chauds jusque tard dans la nuit (photo 2 ; vidéo 1).

 

Vidéo 1. Une capture d’écran d’une vidéo du drone Autel lors de son atterrissage au-dessus de notre site d’étude lors d’un vol de nuit. L’image intérieure montre l’image infra-rouge.

 

 

Clare Webster, du laboratoire Drones du département des géosciences de l’Université d’Oslo (UiO), pilote un appareil spécifique à l’intérieur de la forêt pour recueillir les profils verticaux de température de l’air et du vent, complétant ainsi les mesures ponctuelles effectuées sur les microstations météorologiques. Ce drone, baptisé Flamingo, a été construit par son collègue Norbert Pirk dans le cadre d’un « essaim de drones » qu’il emploie pour mesurer les échanges de carbone et d’énergie dans la toundra arctique. Notre visite à Sodankylä est l’occasion idéale de tester si de tels drones peuvent également être utilisés pour jauger les variations verticales de la micrométéorologie forestière qui ne peuvent pas être captées par nos microstations météorologiques.

 

Cette conjonction d’observations par drone et au sol permettra d’obtenir des informations uniques sur les processus physiques au sein du manteau neigeux et les échanges d’énergie dans les forêts boréales. Nous combinerons l’ensemble de ces images thermiques pour créer un modèle 3D montrant les variations horizontales et verticales des températures de surface de la canopée forestière. Ces jeux de données seront essentiels pour valider le schéma de transfert radiatif utilisé pour alimenter nos modèles nivologiques en valeurs de rayonnement à haute résolution. Grâce à ces mesures détaillées, nous pensons être en mesure de voir l’impact des arbres individuels sur les processus de fonte des neiges dans nos modèles.

 

Signes du printemps dans l’Arctique

Le calme et la douceur prennent possession de Sodankyläpendant le week-end de Pâques, et la faune locale apprécie certainement cette tranquillité. Nous suivons les traces d’un loup sur une piste de ski et observons les rennes qui profitent de cette dernière occasion de traverser la rivière Kitinen gelée.

 

Après quelques jours successifs de douceur, nous assistons à la débâcle de la rivière Kitinen, juste en amont du FMI, signe spectaculaire de l’influence des journées plus longues et plus douces sur ce paysage arctique, et confirmant que notre visite pour collecter des données pendant la fonte des neiges et le réchauffement du printemps avait été bien programmée.

 

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