Les instruments scientifiques d’APRES3 Fiche pedagogique

La calotte Antarctique représente une immense quantité de glace, dont la fonte complète entrainerait une hausse du niveau marin supérieure à 60 mètres. Heureusement, personne ne prévoit un tel événement dans un futur proche. Malgré tout, les scientifiques pensent que le niveau de la mer pourrait augmenter de plus de 1 mètre d’ici 2100, ce qui est déjà énorme lorsque l’on sait que de nombreuses villes se retrouveraient englouties! Les incertitudes sur ce chiffre sont grandes, car il est très difficile de comprendre comment le système terre va réagir si la température augmente. Par exemple, un climat plus chaud peut changer à la fois la quantité de neige qui s’accumule à la surface de la calotte, la fonte de la glace, et la vitesse d’écoulement des glaciers vers la mer, ce qui modifie dans tous les cas le niveau global des mers.

Le projet APRES3 s’intéresse aux dépôts de neige à la surface de la calotte, dans le but de mieux comprendre la météorologie actuelle en Antarctique. C’est en comprenant la situation actuelle que nous pourrons mieux prévoir ce qui se passera dans les années futures. En effet, le climat est l’étude de la météorologie sur de très longues périodes de temps, de l’ordre de plusieurs décennies.

Pour prévoir le climat, le nombre d’observations recueillies depuis le premier lancement satellite en 1960 n’est pas suffisant ! 50 ans de mesures et d’observations scientifiques, c’est trop peu pour pouvoir correctement prévoir le climat des années futures. On utilise alors des modèles...

La méthode du projet APRES3La mesure des précipitations solides, c’est-à-dire la neige, est toujours difficile, tout particulièrement dans un milieu reculé et extrême comme l’Antarctique.

Pour faire face à ces difficultés, le programme APRES3 utilise trois sources d’observations qui se complètent les unes des autres : les mesures satellites depuis l’espace, et les mesures depuis la surface avec les pluviomètres et les radars. Les observations sont réalisées à la station de Dumont D’Urville, une station de recherche française, située sur la côte de la Terre Adélie, en Antarctique.

Qu’est-ce qu’un modèle ? C’est un outil qui nous permet de prévoir le futur à partir du présent. Imaginons un modèle extrêmement simplifié qui dirait par exemple que le niveau de la mer va continuer à augmenter au rythme actuel, au cours des 100 années futures. Sachant qu’actuellement le niveau des océans augmente de 3 mm/an, de combien le niveau aura-t-il augmenté dans 100 ans, par rapport au niveau d’aujourd’hui ? Réponse : 30 cm (3mm/an * 100 ans = 300 mm)

2 - Le role du projet scientifique APRES3

1 - L ‘Antarctique, la neige et le niveau de la mer

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Les instruments scientifiques d’APRES31- Le satellite CloudsatLe Satellite Cloudsat a été lancé dans l’espace par la NASA en 2006. Ce satellite vole au-dessus des régions polaires. Il est équipé d’un radar qui permet d’observer les nuages et les précipitations au dessus de l’Antarctique, depuis le ciel.

2 - Les pluviomètresLa station météo (incluant les outils de mesure que sont les pluviomètres) est une technique moins récente mais tellement plus simple à installer. De nombreuses stations météo sont déjà présentes depuis plusieurs années sur les bases françaises antarctiques. Le problème de la neige soufflée complique un peu la mesure (voir fiche « La neige en Antarctique»). L’autre inconvénient de cette technique, c’est qu’elle est beaucoup moins efficace puisque la mesure est réalisée en un point très précis ! Au contraire du satellite, qui se déplace et permet d’avoir une vue d’ensemble, ou du radar, dont le faisceau peut « balayer » une grande surface également, le pluviomètre n’est guère plus large qu’une raquette de pingpong ! Pourtant, il est très utile d’avoir quelques mesures de terrain à des endroits bien précis. Les jours sans vent, cela permet de comparer les précipitations locales aux autres types de mesures, plus globales, afin de s’assurer de leur cohérence.

Qu’est-ce qu’une onde ? Une onde est un phénomène de propagation d’énergie, dans toutes les directions possibles. Par exemple, si vous jetez une pierre à la surface d’un lac, vous remarquerez que cela crée une perturbation qui se propage en créant des cercles concentriques qui grandissent de plus en plus. Ces cercles concentriques correspondent à la propagation d’une onde à la surface de l’eau. Le son et la lumière sont d’autres exemples d’onde.

3 - Les radars au solLes mesures radar faites depuis le sol nécessitent que les chercheurs se rendent en Antarctique. Une première mission de terrain a eu lieu à Dumont D’Urville de novembre 2015 à février 2016, afin d’installer des radars. Ces appareils posés au sol permettent de détecter les flocons de neige qui tombent du ciel. Le principe du radar est le suivant : Un signal (une onde) est envoyé à partir du radar. Lorsque le signal rencontre un obstacle, comme une goutte d’eau ou un flocon de neige, le signal est déformé et renvoyé vers le radar, comme un boomerang, un peu comme le son d’une voix (le son est aussi une onde), qui vous revient sous la forme d’un écho si vous criez en montagne ! Le temps que le signal met à revenir, et l’état dans lequel il se trouve au retour, fournit de nombreux renseignements sur la nature de l’obstacle rencontré (neige ? pluie ?), la quantité de gouttes/flocons, leur distance etc…Le radar vise des altitudes suffisamment élevées pour que la neige soufflée (présente dans les premiers mètres au dessus du sol) ne soit pas mesurée par erreur.

Pour devenir un spécialiste de l’instrumentation et tout savoir sur le projet APRES3,rendez-vous sur : apres3.wordpress.com