Contributions of statistical modelling for the understanding of the nivo-glaciological dynamics of a small arctic glacial basin (Austre Lovén glacier, Spitsberg)
Apports de la modélisation statistique pour la compréhension des dynamiques nivo-glaciologiques d’un petit bassin glaciaire arctique (glacier Austre Lovén, Spitsberg)
Résumé
Since the middle of the 19th century, the Earth has experienced a climate shift marked by a high rise in temperature (+ 0.85 °C over the period 1880-2012). The Arctic is the region of the world that is warming the most rapidly, at a rate of 2 to 3 times faster than the global average. In this context, all components of the Arctic cryosphere are experiencing a change in their dynamics. Because of their direct links with the atmosphere, glaciers are among the best indicators of these climate variations. Like other glaciers on the globe, the glaciers of Svalbard, which cover 60% of the archipelago’s surface, have been retreating since the end of the Little Ice Age. This retreat, which is reflected in negative glacier mass balance measurements, accelerated from the 1980s onwards.In this thesis, we aim to improve the accuracy and reliability of past and future projections of Arctic ice basin flows by also understanding their origin. Based on data acquired for more than a decade on the Austre Lovén observatory glacier in Spitsbergen (78°N°), we first sought to identify the nivo-meteorological factors influencing the annual mass balance of this glacier (2008-2017). After applying a rigorous protocol for processing the data acquired in situ, we used explanatory statistical modeling to highlight not the role of a systematically preponderant factor but rather the influence of a combination of nivo-meteorological factors in explaining the mass balances of the Austre Lovénbreen. Although winter snow cover plays a major role, its influence is partly conditioned by temperature and precipitation factors. Moreover, considering the surface of the catchment area occupied by the hillsides (34%), this thesis work allows to evaluate their contribution to the hydro-glaciological balance measured at the outlet. Thanks to very high resolution measurements by terrestrial LiDAR, the depth of the snow cover was measured on a representative sample of hillsides (2013 and 2014). Statistical modeling has also allowed us to highlight the role of slope and orientation in the distribution of snowpack in these slopes. From these observations, we were able to evaluate the non-negligible water contribution of the hillsides to the annual hydro-glaciological balance.
La Terre connaît depuis le milieu du XIXe siècle un bouleversement climatique marqué par une hausse importante des températures (+ 0.85°C sur la période 1880-2012). L’Arctique est la région du monde qui se réchauffe le plus rapidement soit 2 à 3 fois plus vite que la moyenne du globe. Dans ce contexte, tous les composants de la cryosphère arctique connaissent une modification de leur dynamique. En raison de leurs liens directs avec l’atmosphère, les glaciers comptent parmi les meilleurs indicateurs de ces variations climatiques. À l’image des autres glaciers du globe, les glaciers du Spitsberg qui couvrent 60% de la surface de l’île, sont dans une dynamique de retrait depuis la fin du Petit Âge Glaciaire. Ce retrait, évalué par des mesures de bilan de masse glaciaires s’est accéléré à partir des années 1980.Dans le cadre de cette thèse, nous avons cherché à participer à l’amélioration de la justesse et de la fiabilité des projections passées et futures des écoulements d’un bassin glaciaire arctique en comprenant également leur origine. En nous appuyant sur les nombreuses données acquises depuis plus de dix ans sur le glacier observatoire Austre Lovén au Spitsberg (78 °N), nous avons dans un premier temps identifié les facteurs nivo-météorologiques influençant le bilan de masse annuel de ce glacier (2008-2017). Après avoir appliqué un protocole rigoureux de traitement des données acquises in situ, nous avons utilisé la modélisation statistique explicative pour mettre en exergue non pas le rôle d’un facteur systématiquement prépondérant mais plutôt l’influence d’une combinaison de facteurs nivo-météorologiques sur les dynamiques glaciaires. Bien que l’enneigement hivernal joue un rôle majeur, l’amplitude de son influence sur le bilan glaciaire est en partie conditionnée par les facteurs de températures et précipitations. Par ailleurs, au regard de la surface du bassin glaciaire occupée par les versants (34%), nous avons évalué leur contribution au bilan hydro-glaciologique mesuré à l’exutoire. Grâce à des relevés à très haute résolution par LiDAR terrestre, la profondeur du manteau neigeux a été mesurée sur un échantillon représentatif des versants (2013 et 2014). La modélisation statistique a ici aussi permis de mettre en exergue le rôle de la pente et de l’orientation dans la distribution du manteau neigeux dans ces versants. A partir de ce constat, nous avons pu évaluer la contribution en eau non négligeable des versants au bilan hydro-glaciologique annuel lors de la période de fonte.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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