Détermination de l'albédo de surface des glaciers à partir de photographies terrestres

Retrieval of glacier surface albedo using terrestrial photography

¹ LGGE 54, Rue Molière, Domaine Universitaire, BP 96 38402 SAINT MARTIN D'HERES Cedex.
² LTHE/LGGE 54, Rue Molière, Domaine Universitaire, BP 96 38402 SAINT MARTIN D'HERES Cedex.
³ Faculty of Geo- and Atmospheric Sciences, University of Innsbruck, Innrain, 52, A-6020 Innsbruck.

Corresponding authors: mdumont@lgge.obs.ujf-grenoble.fr Yves.Arnaud@ird.fr six@lgge.obs.ujf-grenoble.fr Javier.Corripio@uibk.ac.at

Abstract

The use of terrestrial photography to determine snow surface albedo has been developed by J. Corripio in 2002. This method allows an easy determination of spatio-temporal variability of this parameter which is decisive in glacier mass balance. Two digital cameras have been settled for this intent on the Saint Sorlin glacier (Alps, France) in order to complement meteorological and glaciological monitoring instruments. Corripio's method has been applied on Saint Sorlin glacier and improved using a database of Bidirectional Reflectance Distribution Function (BRDF) of snow in order to take into account anisotropy of snow radiative transfer. This database has been built using BRDFs of different types of snow measured in laboratory. Spatial and temporal evolution of glacier albedo has been derived during summer 2006 using terrestrial photography and surface albedo measurement on one point of the glacier; these data show that the original method improved with reflected radiation anisotropy processing allows coherent retrieval of albedo values. Nevertheless, the original method requires an albedo reference point (measured) on glacier. A new method based on Corripio's original method has been also developed in order to avoid the necessity of an albedo reference point. This method includes several improvements, spectral processing of incident and reflected radiation, narrow-to-broadband conversion, anisotropy treatment and so allows absolute retrieval of surface albedo value without the necessity of an albedo reference point. This study described the results obtained during summer 2006 with the original method but also the principles of this new method.

Résumé

Corripio a développé en 2002 une méthode pour la détermination de l'albédo des glaciers à partir de photographies terrestres. Cette méthode permet un suivi de la variabilité spatio-temporelle de ce parameter déterminant dans le bilan de masse des glaciers. Deux appareils photographiques numériques ont été installés à cet usage sur le glacier de Saint Sorlin (Alpes, France) complétant ainsi l'instrumentation météorologiques et glaciologiques du site. La méthode développée par Corripio a été mise en application sur ce glacier et améliorée par l'utilisation d'une base de données de Réflectance Bidirectionnelle de la neige (BRDF), établie à partir de mesures en laboratoire, afin de prendre en compte l'anisotropie du rayonnement réfléchi par la surface du glacier. L'évolution spatiale et temporelle de l'albédo du glacier a été étudiée durant l'été 2006 à partir des photographies terrestres et de measures d'albédo en un point sur le glacier; ces données indiquent que la méthode originale accompagnée d'un traitement de l'anisotropie permet une détermination des valeurs d'albédo très cohérente. Cependant, cette méthode nécessite un point d'albédo de référence (mesuré) sur le glacier. Afin de s'affranchir de cette nécessité, une nouvelle méthode a été développée incorporant un traitement spectral des rayonnements incident et réfléchi, une conversion bande étroite à bande large, la prise en compte de l'anisotropie du rayonnement réfléchi et permettant ainsi un traitement absolu sans la nécessité d'un point de référence. Ce papier présente les principes et les résultats pour l'été 2006 de la méthode originale ainsi que les bases de la nouvelle méthode.