Modélisation des écoulements glaciaires

L'équipe EDGe du LGGE s'intéresse de manière générale aux écoulements glaciaires. Plus particulièrement, une bonne partie des activités récentes de l'équipe s'est concentrée sur la modélisation de l'écoulement des calottes et leur contribution à venir sur l'élévation du niveau moyen des mers. Aujourd'hui sept permanents travaillent sur cette thématique. Nous développons conjointement deux modèles, le modèle Elmer/Ice (http://elmerice.elmerfem.org/) à la physique élaborée et se concentrant sur les processus petites échelles et le modèle asymptotique grande échelle GRISLI facilitant les projections globales. La validation de nos efforts de modélisation passe par la confrontation aux données de terrains et satellitaires. A ce titre, de nombreuses collaborations sont en cours avec différentes équipes possédant des données dans les régions Arctiques, avec le LEGOS (Toulouse) au niveau national et l'University of British Columbia (UBC, Vancouver, Canada), l'University of Washington (UW, Seattle, USA), l'University of Alberta (UA, Edmonton, Canada) et le British Antarctic Survey (BAS, Cambride, UK) au niveau international.
Deux questions scientifiques sont au coeurs de nos activités:

1. Processus glaciologiques influençant la dynamique glaciaire
Nous nous intéressons à l'étude et à la modélisation de tous les processus glaciologiques pouvant influencer la dynamique des écoulements glaciaires. Plus particulièrement, nous nous intéressons à l'évolution de l'endommagement de la glace et de son impact sur l'écoulement et le vêlage d'icebergs ; aux conséquences de l'infiltration de l'eau de fonte de surface sur le glissement basal et la vitesse d'écoulement des glaciers ; au regel de l'eau de fonte dans le névé et à son influence sur le champ de température dans la glace ; ...

2. Les forçages aux interface
La dynamique des calottes est largement influencée par les forçages à leurs interfaces avec l'océan et l'atmosphère. A ce titre, nous élargissons nos activités aux couplages de nos modèles de calottes avec des modèles d'océan et d'atmosphère (projet ANR SUMER).

Pour ces études, des outils d'assimilation des données sont en constant développement et ceci quelle que soit l'échelle d'étude, puisque nous développons conjointement des méthodes d'assimilation de données pour les modèles Elmer/Ice et GRISLI (projet ANR ADAGe, http://www-lgge.ujf-grenoble.fr/pdr/ADAGe/). Ces méthodes sont particulièrement importante
pour contraindre les processus in-situ qui sont souvent non observables directement;
pour établir des projections fiables de l'évolution de la dynamique glaciaire, ce qui passe nécessairement par la capacité de nos outils de modélisation à reproduire les changements actuellement observés à la surface des calottes polaires



L'essentiel de nos activités se partagent entre les deux pôles. Dans le cadre du chantier Arctique nous serions en mesures de nous concentrer plus particulièrement sur :

1. Evolution locale et à court terme (quelques décennies) de glaciers ciblés
Les bassins versants des plus gros glaciers émissaires du Groenland (glaciers du Jakobshavn, Kangerlussuaq, Helheim et Petermann) ainsi que les petites calottes et glaciers arctiques sont des candidats pertinents pour des études ciblées.Cette échelle d'étude est particulièrement favorable à la meilleure compréhension des processus glaciologiques et des interactions aux interfaces.

2. Evolution globale de la calotte groenlandaise à l'échelle millénaire.
La prévision de l'évolution de l'ensemble de la calotte Groenlandaise aux échelles centennale à millénaire reste un enjeu majeur, notamment au regard de sa contribution potentiel au niveau des mers. Les activités de couplage avec les autres composantes de la machine climatique s'avéreront à terme un atout certainement significatif.

3. Evolution globale de la calotte groenlandaise aux échelles paléo-climatiques
La modélisation de la calotte Groenlandaise dans le passé présente plusieurs intérêts. Elle permet L'interprétation des forages glaciaires d'une part, et d'autre part, justement parce que les simulations peuvent être confrontées aux enregistrements glaciaires, elle permet de valider les modèles et d'améliorer la confiance dans les simulations du futur. Il est particulièrement important de se concentrer sur les épisodes pendant lesquels il reste un désaccord entre les simulations et les enregistrements. C'est le cas par exemple de l'holocène où les enregistrements montrent un abaissement précoce de la calotte qui intervient 5000 ans plus tard dans les simulations. Ce désaccord vient vraisemblablement de la déglaciation précédente et il est crucial d'évaluer notre capacité à simuler ce processus. En commençant par la simulation de la déglaciation, les travaux de modélisation avec un modèle de calotte asymptotique à grande échelle ( GRISLI) vont continuer avec une orientation vers des méthodes d'assimilation et d'Ensembles pour améliorer la comparaison avec les données.