Les précipitations antarctiques : télédétection depuis la surface et l'espace – APRES3

Il n'existe pas de réseau de mesure des précipitations en Antarctique pour évaluer la qualité des modèles de climat sur ce paramètre. Or ces modèles prédisent tous une augmentation des précipitations. C'est le terme positif principal du bilan de masse de la calotte, dont l'augmentation induira une modération de l'élévation du niveau global des mers due à d'autres causes. Les modèles divergent toutefois sur l'ampleur de cette modération. La 1ère climatologie des précipitations antarctiques permettant une évaluation objective des modèles a été récemment déduite de mesures radar du satellite CloudSat. La couverture spatio-temporelle doit être complétée par d'autres mesures satellitales. Il reste aussi à réaliser les campagnes de mesures in situ et leur exploitations pour une calibration et une validation du nouveau produit. La climatologie permettra alors la détermination des modèles de climat les plus crédibles pour l'actuel et donc probablement pour l'avenir.

Les objectifs du projet APRES3 sont, précisément, d'une part de tester et adapter à l'Antarctique les méthodes satellitales de télédétection des précipitations utilisant les microondes passives afin de compléter les mesures radar, d'autre part de déployer et exploiter des campagnes Antarctiques de mesure in situ pour la calibration et la validation de produits de précipitations satellitales. APRES3 utilisera également les mesures microphysiques obtenues in situ et par télédétection au cours de ces campagnes, pour évaluer et calibrer les paramétrisations de condensation utilisées dans les modèles météorologiques et de climat pour former nuages et précipitations. La réalisation de ces objectifs repose sur un partenariat rassemblant l'expertise complémentaire de 3 laboratoires français et un laboratoire suisse, ce dernier autofinancé, et sur la collaboration avec d'autres laboratoires étrangers. L'une des expertises centrales du projet est celle de la télédétection par radar et lidar. La partie expérimentale du projet repose en grande partie sur la mise en œuvre de cette expertise, pour le déploiement et l'exploitation de mesures de terrain. C'est la 1ere fois qu'une campagne multi instrumentée de calibration et validation des données de précipitations par satellite est conçue et déployée en Antarctique.

Le projet est structuré en 5 « tasks ». Le task 0 assure la coordination et la promotion du projet et le task 1 s'occupe de la logistique des activités de terrain. Cette logistique est relativement lourde puisque dédiée au déploiement d'instruments complexes sur un terrain difficile par ses conditions d'accès et d'environnement. Le task 2 est au cœur du projet. C'est lui qui assure l'acquisition et l'exploitation des données de terrain pour la caractérisation géométrique et morphologique des hydrométéores Antarctiques. C'est sur ses résultats que repose la validation des déterminations microphysiques par le satellite CloudSat dont sont déduites les précipitations. Ce volet se fera en collaboration avec 2 instituts US extérieurs au projet, experts de la télédétection CloudSat. Le task 3 testera et dans la mesure du possible adaptera les méthodes de télédétection satellitale par microondes passives des précipitations utilisées pour d'autres régions du monde mais pas encore en Antarctique. Le task 3 sera également en charge de confronter les produits finaux de précipitation déterminés depuis le sol et l'espace. Le task 4 est consacré à l'évaluation des paramétrisations de microphysique froide utilisées dans les modèles météorologiques et de climat pour la représentation des nuages et des précipitations, et la réalisation et l'analyse de prévisions.

Les délivrables principaux sont une climatologie calibrée et validée des précipitations antarctiques, son utilisation pour l'évaluation et l'amélioration de modèles climatiques, une synthèse de prévisions de la part de cette variable au changement de niveau futur des mers, le tout à temps pour une contribution au prochain rapport du GIEC.