Visible / Infrarouge

La neige possède dans le spectre solaire des propriétés de réflexion très différentes de la plupart des autres surfaces terrestres. Dans les longueurs d’onde visibles son pouvoir réfléchissant , albédo, est très élevé.
Comme le montre les deux figures ci-dessous, qui présentent l’albédo de la neige en fonction de la longueur d’onde pour différents contenus en impuretés et différents tailles de grains, l’albédo dans les longueurs d’ondes visibles dépend principalement du contenu en impureté de la neige tandis que les longueurs d’onde proche-infrarouge dépendent de la taille des grains.

Fig 1 – Variations de l’albédo de la neige pour différents contenu en impureté à gauche et pour différents taille de grains à d’autres.

De plus, les longueurs d’onde solaires ne pénètrent que modérément dans le manteau neigeux à l’exception des longueurs d’ondes visibles qui peuvent pénétrer sur plusieurs dizaines de centimètres. L’albédo de la neige nous donne donc une information sur les propriétés physiques et chimiques de la « surface » du manteau neigeux.
Les imageurs embarqués multispectraux nous permettent donc de mesurer l’albédo de la surface pour certaines longueurs d’ondes et de remonter aux caractéristiques de surface du manteau neigeux.
Au Centre d’Etudes de la Neige, nous travaillons principalement sur deux imageurs, le capteur MODIS (MODerate resolution Imaging Spectrometer) embarqué sur les satellites TERRA et AQUA et le satellite SPOT4. MODIS possède 7 bandes dans le spectre solaire avec une résolution spatiale de 250 à 500 m . Sous nos latitudes, il permet un suivi journalier du couvert neigeux. La figure ci-dessous présente un exemple de carte de tailles de grains obtenue à partir de MODIS sur une partie des Alpes.

Figure 2 : Rayon optique des grains de neige de surface estimé sur une partie des Alpes à partir des données MODIS le 21 mars 2009 à 10:40 UTC.

Notre travail pour la saison 2012-2013 se concentre également sur les données du satellite SPOT4 qui possèdent 4 bandes spectrales dans le spectre solaire avec une résolution de 20 m. Les données sont acquises tous les cinq jours pendant cette saison. Simultanément aux mesures du satellite, des caractérisations du manteau neigeux sont faites sur le terrain afin de pouvoir évaluer les mesures effectuées par satellite (Figure 3).

Figure 3 - Mesure d’albédo simultanément au passage de SPOT4.

Les cartes de taille de grains et de couvert neigeux obtenues à l’aide de ces satellites nous permettent donc un meilleur suivi de la variabilité spatio-temporelle des caractéristiques du manteau neigeux. Elles sont ainsi un moyen unique d’évaluer les simulations effectuées par le modèle de neige Crocus mais également d’améliorer ces dernières grâce à un système d’assimilation de données.

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