Entre vagues et glace de mer, l’impact est à double tranchant

Lundi, 28 mai 2018

Des chercheurs du Laboratoire d’océanographie physique et spatiale (LOPS/IUEM, CNRS / UBO / Ifremer / IRD) viennent de mettre en évidence que les vagues peuvent être beaucoup plus rapidement atténuées par la glace de mer que ce qu’ils pensaient, cette atténuation, très variable, ne dépendant pas des caractéristiques des vagues hors glace. Ils ont également montré que les vagues ont un impact profond sur l'étendue et l'épaisseur de la glace de mer.

Plaques de glace de 5 à 20 m de côté telles que celles formées par l'effet de la houle sur la banquise. © H. Shen, Université de Clarkson La glace de mer de l'océan Austral joue un rôle clé dans la régulation de l'absorption de carbone et de chaleur par l'océan mondial.
On sait que les vagues ont des impacts sur la glace de mer dans la zone de glace marginale, y compris la débâcle et la formation de "pancakes" de glace. Ces processus expliquent les grandes différences dans les propriétés de la glace de mer entre l'Arctique et l'Antarctique. Les vagues océaniques exercent aussi une force, dans leur direction de propagation, qui compacte la glace. À ce jour, ce forçage externe n'a pas pu être quantifié en raison du manque d'observations à grande échelle.

En utilisant une nouvelle méthode pour estimer les hauteurs de vagues dans la glace de mer à partir d'images satellite, nous sommes en mesure aujourd’hui d'extraire des milliers d'observations autour de tout le continent antarctique et pour toutes les saisons. Pour la mesure des vagues, cet ensemble de données est plus riche que toutes les autres expériences de terrain combinées.

Eexemple d'image radar (en gris) acquise par le satellite Sentinel 1A et montrant une forte atténuation des hauteurs de vagues (en couleur). Nous constatons que la dissipation de l'énergie des ondes peut être beaucoup plus rapide que précédemment mesurée. Plus important encore, elle est très variable et s'étend sur trois ordres de grandeur. Les images radar particulières montrent une désintégration radicale des vagues, avec des ondes de 1,5 m se réduisant à presque zéro dans des images satellite de 20 km de couverture. Par conséquent, les conditions d'onde hors glace ne déterminent pas l'atténuation des vagues pour tout le trajet d'un paquet d'ondes dans la glace de mer ; le même train d'ondes peut subir une faible atténuation sur des centaines de kilomètres et disparaître soudainement sur quelques kilomètres seulement.
Par ailleurs, lors de leur dissipation une force de poussée est exercée par les vagues sur la glace. Ainsi, l'autre résultat de cette analyse est que, en moyenne,  cette poussée est comparable à la contrainte du vent agissant sur plus de 50 km de glace de mer. Sachant que le stress du vent est connu pour être un forçage externe dominant, ceci suggère que le forçage des vagues a un impact profond sur l'étendue et l'épaisseur de la glace.

Source(s): 

Strong and highly variable push of ocean waves on Southern Ocean sea ice, Justin E. Stopa, Peter Sutherland, and Fabrice Ardhuin, PNAS May 21, 2018. https://doi.org/10.1073/pnas.1802011115

Contact(s):
  • Fabrice Ardhuin, LOPS/IUEM
    fabrice [dot] ardhuin [at] ifremer [dot] fr, 06 52 86 64 41

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