Observation satellitaire et analyse des caractéristiques morphologiques du réseau fluvial proglaciaire dans le nord du Groenland

LIU Jinyu ,  

CHEN Dinghua ,  

WANG Yuhan ,  

YI Xiaodong ,  

ZHU Yuxin ,  

YANG Kang ,  

摘要

Chaque année, pendant la période de fonte des glaces, un réseau fluvial proglaciaire se développe dans le nord du Groenland et draine une grande quantité d'eau de fonte des glaces vers l'océan, constituant ainsi un important lien entre la calotte glaciaire et l'océan. Cependant, la répartition spatiale et les caractéristiques morphologiques du réseau fluvial proglaciaire dans le nord du Groenland ne sont pas clairement comprises. En combinant des images satellitaires Sentinel-2 à une résolution spatiale de 10 m et des données DEM Copernicus, une méthode d'extraction d'informations sur les eaux proglaciaires contraintes par le processus d'écoulement a été utilisée pour extraire finement les informations sur les eaux proglaciaires dans le nord du Groenland en 2020 (~100, 132 km²) au cours de la période de fonte des glaces, et les caractéristiques morphologiques des eaux ont été identifiées pour distinguer le réseau fluvial proglaciaire des lacs isolés. En outre, en utilisant le réseau de drainage du DEM pour connecter le réseau fluvial proglaciaire, un ensemble de données sur les eaux proglaciaires connectées dans le nord du Groenland à une résolution spatiale de 10 m (réseaux fluviaux proglaciaires continus et lacs isolés, CPRNs&ILs) a été généré. Ensuite, cinq zones de validation ont été sélectionnées pour comparer la précision de l'extraction du réseau fluvial CPRNs&ILs avec celle de quatre autres ensembles de données sur les eaux proglaciaires (Dynamic World V1, CALC-2020, Esri Land Cover et ESA WorldCover), et enfin, la répartition spatiale et les caractéristiques morphologiques du réseau fluvial proglaciaire ont été quantitativement analysées. Les résultats montrent que : (1) La méthode de division en tenant compte des caractéristiques morphologiques des eaux a extrait et séparé avec précision les informations sur le réseau fluvial proglaciaire et les lacs isolés, avec une précision totale de l'extraction du réseau fluvial de 93%±2%, supérieure à celle des quatre ensembles de données de comparaison mentionnés (précision totale de l'extraction du réseau fluvial de 83% à 89%), ce qui permet de refléter plus précisément la répartition spatiale du réseau fluvial proglaciaire dans la région étudiée, en particulier celle des petits cours d'eau pendant la période de fonte des glaces ; (2) Pendant la période de fonte des glaces de 2020, un total de 995 réseaux fluviaux proglaciaires se sont développés dans le nord du Groenland, avec une longueur totale des cours d'eau de 26 605,6 km, une superficie totale des eaux de 1 832,6 km², capable de drainer 90,5% de l'eau de fonte des glaces vers l'océan, tandis que les 9,5% restants de l'eau de fonte des glaces passent par les glaciers pour rejoindre l'océan, les réseaux fluviaux proglaciaires dominent le drainage de l'eau de fonte des glaces dans le nord du Groenland ; (3) Il existe des différences marquées entre les niveaux des réseaux fluviaux proglaciaires, le plus haut niveau étant le niveau 5, les réseaux fluviaux de niveau 1 à 2 représentant plus de 84% du total, les 40 (4,0%) réseaux fluviaux de niveau 4 à 5 à haut niveau dominent la longueur totale des réseaux (52,9%), la superficie des eaux (63,9%), la superficie de drainage (54,1%) et le débit de drainage de l'eau de fonte des glaces (69,3%). Dans l'ensemble, une série de données sur les eaux proglaciaires connectées dans le nord du Groenland à une résolution spatiale de 10 m a été produite, mettant en lumière la répartition spatiale étendue du réseau fluvial proglaciaire dans le nord du Groenland, le rôle dominant des réseaux fluviaux de haut niveau et la capacité de drainage de l'eau de fonte des glaces. Cette étude a permis de combiner des images satellitaires et des images DEM, d'extraire et d'analyser les informations sur le réseau fluvial proglaciaire dans tout le nord du Groenland, améliorant ainsi la compréhension du processus de drainage de l'eau de fonte des glaces depuis la surface glaciaire jusqu'aux eaux proglaciaires, et fournissant des données pour analyser l'impact du drainage de l'eau de fonte des glaces sur l'équilibre des matières de la calotte glaciaire et sur l'environnement océanique de l'Arctique.

关键词

Réseau fluvial proglaciaire; Lac proglaciaire; Réseau fluvial; Niveau du réseau fluvial; Calotte glaciaire du Groenland; Ensemble de données satellitaires; Réseau de drainage du DEM; Division des cours d'eau et des lacs; Validation de la précision

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