La délicate mesure du coefficient d’absorption de la glace pure dans le visible

Publié le 23.12.2016 - Actualité du CNRS-INSU

Des chercheurs du Laboratoire de glaciologie et géophysique de l’environnement (LGGE/OSUG, CNRS / UGA) viennent de réaliser une nouvelle estimation, plus de 30 fois supérieure à la précédente réalisée en 2006 par une équipe américaine, du coefficient d’absorption de la glace pure dans le visible. Pour cela ils ont utilisé un plus grand nombre d’échantillons ainsi qu’un instrument de mesure et une méthode d’analyse plus précis. Bien que les causes profondes de la différence entre ces deux études restent mal comprises, les chercheurs recommandent d’utiliser cette nouvelle estimation, laquelle conduit à une augmentation de 0,9 W/m2 de l’énergie absorbée par la calotte polaire antarctique et à une division par trois de la quantité de rayonnement disponible à 25 cm de profondeur pour les réactions photochimiques ou l’activité biologique.

Les propriétés optiques de la neige, de la glace de mer et des nuages constitués de cristaux de glace dépendent fondamentalement du coefficient d’absorption de la glace pure. Bien que ce dernier soit déterminant pour le bilan d’énergie des surfaces enneigées, et donc pour le climat, il reste difficile à estimer dans la partie visible du spectre solaire (surtout sur la plage 400-600 nm) où la glace absorbe extrêmement peu. La raison de cette difficulté ? Le rayonnement visible peut traverser des centaines de mètres de glace avant d’être absorbé, si bien qu’il faut des échantillons de glace pure de plusieurs mètres de long pour pouvoir mesurer précisément leur absorption. Or, préparer en laboratoire de tels échantillons est très délicat et il n’en existe pas dans la nature… Une alternative originale consiste à mesurer l’absorption de la lumière dans la neige. En effet, du fait de ses nombreuses réflexions entre les grains de neige, un rayonnement mesuré à quelques centimètres de profondeur aura en fait parcouru des centaines de mètres à travers la glace qui constitue ces grains. Pour exploiter au mieux ce phénomène, encore faut-il trouver de la neige extrêmement propre...

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