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Modélisation du bilan de masse et de la dynamique d’un glacier du champ de glace de Patagonie à l’aide d’outils de complexité diverse

par BRONDEX Julien - 26 mars 2015 - ( maj : 27 mars 2015 )

Gabriela COLLAO

Date de début et de fin : octobre 2014 - septembre 2017

Financement : bourse étrangère (Chili)

Directeur : Vincent Favier (LGGE)

Professeur invité : Gino Casassa (Universidad de Magallanes, Punta Arenas, Chile)

Résumé :

Les calottes et glaciers des moyennes et hautes latitudes connaissent actuellement un recul accéléré. Il s’agit des zones pour lesquelles les bilans de masse observés sont très fortement négatifs à l’échelle globale. C’est tout particulièrement vrai pour les cordillères de Darwin et les champs de glace de nord et sud de Patagonie (SPI et NPI), laissant penser que ces régions sont parmi les plus impactées par le changement climatique à l’échelle globale. Il est généralement supposé que ces pertes de masse de glace sont directement liées à l’augmentation des températures mais notre connaissance est encore limitée pour déterminer les causes avec certitude. En effet, ces reculs sont le résultat de forçages incluant d’importantes retroactions entre les océans, l’atmosphère, et les surfaces continentales qui limitent notre capacité à définir précisément les causes initiales. De plus, les données de terrain sont souvent manquantes sur les glaciers et la réponse dynamique des glaciers n’est pas encore très bien connue.

La modélisation des glaciers est indispensable pour interpréter les variations des glaciers en lien avec le changement climatique. L’objectif de cette thèse et d’examiner divers modèles disponibles, de complexité croissante, allant du modèle empirique au modèle à base physique pour étudier le degré de complexité minimum nécessaire pour effectuer une modélisation précise de ces calottes et d’améliorer notre connaissance sur les causes de l’important recul actuel, puis de prévoir leur évolution future.

Abstract :

Ice caps and glaciers from mid and high latitudes are currently retreating quickly, with important consequences for sea level rise. The mid and sub-polar regions of the Southern hemisphere are currently presenting very negative mass balance, which are amongst the most negative observed at the global scale. This is particularly true in Darwin Cordillera and South/North Patagonian Icefield (SPI and NPI). This suggests that climate change in Patagonia is currently amongst the strongest on Earth. It is commonly assumed that sub-polar ice cap wastage is the direct response to increased ablation caused by atmospheric warming. However, assessing the physical drivers of glacier change is challenging because regional climates are the product of complex interactions between oceanic, atmospheric, and land-surface processes with varying timescales. Moreover, field measurements on glaciers are generally rare and glaciological processes and responses to climate forcing are still not well understood.

Modeling the glacier behavior is indispensable to interpret surface and volume changes in term of climatic forcing. The aim of this thesis is examine available models of distinct complex and define the level of complexity that is required to correctly model specific glaciers and the whole icecap and increase our understanding of the causes for recent ice cap wastage, giving the baseline and the tools for icecap mass balance forecasts for the 21st century.

Mots-clef : Modélisation des écoulements glaciaires, bilan de masse, glaciers de Patagonie, climat // Ice flow modelling, mass balance, Patagonian glaciers, climate

Sous la tutelle de :

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tutellesCNRSUniversité Joseph Fourier