Geodetic mass balance of Mýrdalsjökull ice cap, 1999−2021: DEM processing and climate analysis - DUMAS - Dépôt Universitaire de Mémoires Après Soutenance Accéder directement au contenu
Mémoires Année : 2022

Geodetic mass balance of Mýrdalsjökull ice cap, 1999−2021: DEM processing and climate analysis

Bilan de masse géodésique de la calotte glaciaire Mýrdalsjökull, 1999−2021 : traitement de MNT and analyse climatique

Maud Bernat

Résumé

Mýrdalsjökull is the fourth largest Icelandic ice cap (∼480 km² in 2019), located in the South of Iceland. Until now, the majority of mass balance studies in Iceland have been centered on the three main Icelandic ice caps. Thus, mass balance estimates of Mýrdalsjökull are scarce. The untapped SPOT5 archive (2002−2015), the lidar data, the Pléiades imagery (2011−present), aerial photographs from 1999 and the ArcticDEM dataset (2010−2019) were used in this study to create Digital Elevation Models (DEMs) of Mýrdalsjökull ice cap. A pre-processing of the DEMs was first performed: co-registration, filtering and interpolation. Then, applying a Gaussian Process regression (GP), a state-of-the-art method in DEM processing, a spatially and temporally continuous DEM dataset was created, in 15 x 15 m resolution and 30-day interval from 1999 to 2021. Volume and mass changes based on the synthetic GP-generated DEMs were computed and analyzed in 5-year intervals between 1999 and 2019. A mass loss of −1.23 ± 0.10 m w.e. a−1 was observed during this time span. Mass balance showed an increasing trend from −1.82 ± 0.16 m w.e. a−1 (1999−2004) to −0.39 ± 0.03 m w.e. a−1 (2014−2019). Glaciological mass balance computed annually showed less negative mass balance around 2014−2017, followed by another strong decline after 2017. A local analysis of three glacierized catchments of Mýrdalsjökull was performed. The northern catchment presented the most negative mass balance (−1.56 ± 0.16 m w.e. a−1 (1999−2019)). No significant variability in mass balance was observed between the catchments, despite noticeable differences in their climatic conditions. The relationship between glacier mass balance and climatic variations was investigated using a simplified linear model of mass balance forced by climate. A mass balance sensitivity to summer temperature of −1.35 m w.e. a−1 K−1 was obtained for Mýrdalsjökull, in agreement with the high mass balance sensitivity to temperature changes characteristic of maritime glaciers.
Mýrdalsjökull, située dans le Sud de l'Islande, est la quatrième calotte glaciaire islandaise en termes de surface (∼480 km² en 2019). Jusqu'à présent, la majorité des études de bilan de masse glaciaire en Islande se sont concentrées sur les trois calottes principales du pays. Les estimations des évolutions de Mýrdalsjökull sont par conséquent assez sporadiques. L'archive de données SPOT5 (2002−2015), encore inexploitée, l'imagerie stéréo Pléiades (2011−présent), les données lidar, des photographies aériennes de 1999 ainsi que les données ArcticDEM ont été utilisées dans cette étude afin de créer des Modèles Numériques de Terrain (MNTs) de la calotte glaciaire Mýrdalsjökull. Un pré-traitement des MNTs a d'abord été effectué: recalage, filtrage et interpolation. Par la suite, une régression par Processus Gaussiens, méthode de pointe du traitement des MNTs, a été appliquée pour créer un ensemble de MNTs spatialement et temporellement continu, avec une résolution spatiale de 15 m x 15 m et temporelle de 30 jours. En utilisant les MNTs synthétiques générés par les Processus Gaussiens, les changements de volume et de masse ont été calculés sur la période 1999−2019. La perte de masse est estimée à −1.23 ± 0.10 m w.e. a−1 sur cet intervalle temporel. Les bilans de masse, calculés sur des périodes de 5 années hydrologiques, présentent une tendance à la hausse, partant de −1.82 ± 0.16 m w.e. a−1 (1999−2004) jusqu'à atteindre −0.39 ± 0.03 m w.e. a−1 (2014−2019). Les bilans de masse glaciaires calculés annuellement indiquent des valeurs moins négatives autour de 2014−2017, auxquelles succède un fort déclin après 2017. Une analyse locale de trois bassins versants glaciaires a été menée. Le bilan de masse le plus négatif est observé dans le bassin versant glaciaire du Nord (−1.56 ± 0.16 m w.e. a−1 (1999−2019)). Malgré des différences notables en termes de conditions climatiques, les trois bassins versants glaciaires présentent une variabilité de bilan de masse similaire. Dans le but d'examiner les relations entre les variations des paramètres climatiques et l'évolution du glacier, un modèle linéaire simpli\u001Cé de forçage climatique du bilan de masse glaciaire a été appliqué. La sensibilité du bilan de masse aux variations de la température estivale obtenue est de −1.35 m w.e. a−1 K−1 pour Mýrdalsjökull, en accord les valeurs élevées caractéristiques des glaciers maritimes.

Domaines

Glaciologie
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Dates et versions

dumas-03772002 , version 1 (07-09-2022)

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  • HAL Id : dumas-03772002 , version 1

Citer

Maud Bernat. Geodetic mass balance of Mýrdalsjökull ice cap, 1999−2021: DEM processing and climate analysis. Glaciology. 2022. ⟨dumas-03772002⟩
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