Observation satellitaire et analyse des caractéristiques morphologiques du réseau de rivières proglaciaires dans le nord du Groenland

LIU Jinyu ,  

CHEN Dinghua ,  

WANG Yuhan ,  

YI Xiaodong ,  

ZHU Yuxin ,  

YANG Kang ,  

摘要

Tous les ans, lors de la fonte des glaces, un important réseau de rivières proglaciaires se développe dans le nord du Groenland et draine une grande quantité d'eau de fonte de la calotte glaciaire vers l'océan, constituant un important lien entre la calotte glaciaire et l'océan. Cependant, la distribution spatiale et les caractéristiques morphologiques de ce réseau de rivières proglaciaires dans le nord du Groenland ne sont pas claires à l'heure actuelle. En combinant des images satellitaires à haute résolution spatiale Sentinel-2 et des données de modèles numériques d'élévation Copernicus DEM, cette étude a extrait de manière détaillée des informations sur les rivières proglaciaires (~100132 km²) dans le nord du Groenland pendant la fonte des glaces en 2020, en utilisant une méthode d'extraction d'informations aquatiques basée sur le processus de drainage, et a ensuite distingué les rivières proglaciaires des lacs isolés en prenant en compte les caractéristiques morphologiques des cours d'eau, puis en utilisant le réseau de drainage du DEM pour connecter le réseau de rivières proglaciaires, une base de données d'images satellitaires à haute résolution spatiale de réseaux de rivières proglaciaires et de lacs isolés (CPRNs & ILs). Ensuite, cinq zones de validation ont été sélectionnées pour analyser la précision de l'extraction du réseau de rivières proglaciaires et de quatre ensembles de données d'imagerie aquatique (Dynamic World V1, CALC-2020, Esri Land Cover et ESA WorldCover), et enfin, les caractéristiques spatiales et morphologiques du réseau de rivières proglaciaires ont été quantifiées. Les résultats montrent que : (1) la méthode de division basée sur les caractéristiques morphologiques aquatiques a extrait et divisé avec précision des informations sur le réseau de rivières proglaciaires et des lacs isolés, la précision globale de l'extraction des informations sur le réseau de rivières est de 93% ± 2%, supérieure à celle des quatre ensembles de données d'imagerie aquatique précédemment mentionnés (précision globale de 83% à 89%), et peut refléter plus précisément le réseau de rivières proglaciaires de la zone d'étude, en particulier la distribution spatiale des petits cours d'eau pendant la fonte des glaces ; (2) au cours de la fonte des glaces en 2020, 995 réseaux de rivières proglaciaires se sont développés dans le nord du Groenland, d'une longueur totale de 26605,6 km et d'une superficie totale de 1832,6 km², capable de drainer 90,5 % de l'eau de fonte de la calotte glaciaire vers l'océan, alors que seulement 9,5 % de l'eau de fonte de la calotte glaciaire est drainée vers l'océan par les glaciers côtiers, le réseau de rivières proglaciaires domine le drainage de l'eau de fonte de la calotte glaciaire dans le nord du Groenland ; (3) les différences de classement du réseau de rivières proglaciaires sont importantes, le plus haut niveau étant de 5, et les réseaux de rivières de niveau 1 à 2 représentent plus de 84 %, seuls 40 réseaux de rivières de niveau 4 à 5 (4,0 %) dominent la longueur des réseaux de rivières (52,9 %), la superficie des cours d'eau (63,9 %), la superficie de drainage (54,1 %) et le débit d'écoulement de l'eau de fonte de la calotte glaciaire (69,3 %). Dans l'ensemble, cette étude a produit une base de données d'images satellitaires à haute résolution spatiale de réseaux de rivières proglaciaires et de lacs isolés dans le nord du Groenland, révélant une large distribution spatiale des réseaux de rivières proglaciaires, une domination des réseaux de rivières de haut niveau, une forte capacité de drainage de l'eau de surface et d'autres caractéristiques. En combinant des images satellitaires et des modèles numériques d'élévation, cette étude a extrait et analysé des informations sur l'ensemble du réseau de rivières proglaciaires dans le nord du Groenland, améliorant ainsi la compréhension du processus de drainage de l'eau de fonte de la calotte glaciaire vers l'océan, et fournissant des données de soutien pour analyser l'impact de l'eau de fonte sur l'équilibre des matières de la calotte glaciaire et sur l'environnement océanique de l'Arctique.

关键词

Rivière proglaciaire ; Lac proglaciaire; Réseau de rivières ; Niveau de réseau de rivières ; Calotte glaciaire du Groenland ; Base de données d'images satellitaires ; Réseau de drainage du DEM ; Division des rivières et des lacs ; Validation de la précision

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