Des drones sur les traces de vapeur d’eau au-dessus de la calotte glaciaire du Groenland
Une expérience de drone au-dessus de la calotte glaciaire du Groenland a permis d’obtenir pour la première fois des mesures détaillées de la vapeur d’eau dans l’atmosphère au-dessus du Groenland. Cette nouvelle technologie pourrait contribuer à améliorer les modèles climatiques et aider à mieux évaluer la contribution future du Groenland à l’élévation du niveau global des mers.
Le Groenland ne cesse de perdre de la glace, en grande partie à cause de la fonte des glaces et du vêlage des glaciers. Mais un processus peu visible et jusqu’à présent difficile à quantifier contribue également à cette disparition : la sublimation – le passage direct de la glace à la vapeur d’eau, sans qu’elle ne fonde au préalable.
Cependant, cette partie du cycle de l’eau est encore mal comprise. D’où vient exactement la vapeur d’eau qui monte, comment elle se comporte dans l’atmosphère et si elle retombe plus tard sous forme de neige sur le Groenland ou si elle quitte le système de manière permanente, tout cela n’était pas clair jusqu’à présent.
Une équipe de recherche internationale dirigée par Kevin Rozmiarek, doctorant à l’Université du Colorado Boulder, vient de réaliser un progrès décisif. A l’aide d’un drone spécialement conçu, les chercheurs ont recueilli pour la première fois des échantillons détaillés de vapeur d’eau au-dessus de l’inlandsis du Groenland. Leur étude a été publiée le 14 mars 2025 dans la revue JGR Atmospheres.
Jusqu’à présent, la collecte d’échantillons aériens au-dessus de l’immense inlandsis du Groenland était compliquée, coûteuse et souvent uniquement possible avec des avions de recherche habités. Mais comme dans de nombreux autres domaines scientifiques, les drones s’avèrent être des outils efficaces pour combler les lacunes de la recherche dans des régions difficiles d’accès.
Pour collecter les échantillons dans l’atmosphère, l’équipe a équipé un drone à voilure fixe d’environ trois mètres d’envergure d’un équipement de mesure sensible et a effectué 104 vols au cours de l’été arctique 2022 depuis le camp de forage du East Greenland Ice-Core Project à l’intérieur de l’île.
L’objectif était de collecter des échantillons d’air à différentes altitudes – jusqu’à 1 500 mètres au-dessus de la surface de la glace – et d’analyser la composition isotopique de l’eau contenue dans l’atmosphère. Les molécules d’eau portent des isotopes différents de l’hydrogène et de l’oxygène selon leur origine, ce qui donne des indications sur l’origine et la destination de l’eau.
« Dans les années à venir, nous serons en mesure de comprendre comment l’eau entre et sort du Groenland », a déclaré Kevin Rozmiarek, auteur principal de l’étude, dans un communiqué de presse de l’université. « En tant que réservoir d’eau douce important, nous devons comprendre comment l’environnement du Groenland va évoluer à l’avenir ».
Jusqu’à présent, nous disposions de nombreuses données sur les précipitations et l’eau de surface dans l’Arctique, mais nous en savions peu sur la vapeur d’eau. On ne savait pas non plus quelle quantité de vapeur d’eau était réellement produite par sublimation, ni comment elle se comportait. Selon des estimations antérieures, jusqu’à 30 % de la neige de surface pourrait être transférée dans l’atmosphère de cette manière en été dans certaines régions du Groenland.
En comparant leurs résultats avec des simulations climatiques existantes, les chercheurs ont constaté que le modèle sous-estimait nettement les précipitations. L’intégration des nouvelles données isotopiques a permis d’améliorer le modèle et de montrer une représentation plus réaliste du cycle de l’eau au-dessus de la calotte glaciaire.
« Il est vraiment important de pouvoir prédire le plus précisément possible ce qui va arriver au Groenland dans un monde qui se réchauffe », explique Rozmiarek. « Nous avons montré l’utilité des données isotopiques de la vapeur d’eau en améliorant avec succès un modèle existant ».
Ces découvertes sont très importantes, car le Groenland joue un rôle clé dans le système climatique mondial. La calotte glaciaire contient environ huit pourcent de l’eau douce mondiale. Depuis 1992, l’île a perdu plus de 5 billions de tonnes de glace, selon la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) – rien qu’entre l’automne 2023 et l’automne 2024, cela représente environ 55 gigatonnes. Et la glace continue de disparaître… pour la 28e année consécutive.
« C’est comme si nous venions de découvrir comment détecter des empreintes digitales sur une scène de crime. C’est un pas en avant concret pour comprendre où va l’eau dans ce système important et d’où elle vient, à un moment où nous en avons le plus besoin », a déclaré Rozmiarek.
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