Séance de cours

Télédétection de la neige : missions satellitaires et propriétés spectrales

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Dans cours

ENV-525: Physics and hydrology of snow

This course covers principles of snow physics, snow hydrology, snow-atmosphere interaction, and snow modeling. It transmits detailed understanding of physical processes within the snow and at its interfaces with the atmosphere and the ground, and presents ...

Description

Cette séance de cours couvre les fondamentaux de la télédétection, en se concentrant sur les missions satellites comme Landsat et Aqua, et leurs capteurs tels que MODIS. Il explique les propriétés spectrales de la neige dans différentes parties du spectre électromagnétique, soulignant l'importance de la télédétection par micro-ondes pour l'estimation de l'équivalent en eau de neige. La séance de cours aborde également les défis et les applications de différents régimes spectraux, y compris les compromis dans les résolutions spatiales, spectrales, radiométriques et temporelles pour la surveillance de la couverture neigeuse.

Enseignant·e·s (3)

Michael Lehning

Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Jimmy Gasser, Rainette Engbers, Anja Mödl, Patricia Asemann, Brandon Van Schaik, Albin Manuel Cintas, Elizaveta Sharaborova, Ueli Schilt, Francesca Carletti, Yael Frischholz, Tim Marco Giger, Henrik Jentgens, Valentin Marcel Philippe A dirigé les thèses EPFL de Benjamin Andreas Walter, Christine Dorothea Groot Zwaaftink, Thomas Grünewald, Walter Steinkogler, Nander Wever, Aurélien Gallice, Francesco Comola, Quirien Eibhilín Krol, Tristan Jonas Brauchli, Christia

Wolf Hendrik Huwald

Dr. Hendrik Huwald is a scientist at the Laboratory of Cryospheric Sciences (CRYOS) and a lecturer at the Environmental Sciences and Engineering Section (SSIE) of the Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne (EPFL). He completed his PhD in 2003 at the Swiss Federal Institute of Technology in Zürich (ETHZ), developing a numerical model for sea ice and studying energy transfer processes in the Arctic. Between 2005 and 2012 he was a post-doctoral fellow and scientist at the Laboratory of Environmental Fluid Mechanics and Hydrology (EFLUM) of EPFL working on Alpine snow-atmosphere interaction, and energy balance-related research mainly in mountain regions. During this time, he designed, led and participated in numerous large field experiments in different environments. In 2013 he joined the newly founded CRYOS laboratory where he conducted research in the domains of snow science, hydrology, boundary layer meteorology and environmental sensing. He has extensive experience with project management both on national and international level.

Johan Alexandre Philippe Gaume

I started my scientific career in 2008 at the Grenoble University in the IRSTEA laboratory where I did my master's thesis on the rheology of dense granular materials using the discrete element method. In the same lab, I followed with a PhD on the numerical modeling of the release depth of extreme avalanches using a combined mechanical-statistical approach and spatial extreme statistics. In 2013 I obtained a postdoc position at the WSL Institute for Snow and Avalanche Research SLF in Davos where I was in charge of developing and applying numerical models to improve the evaluation of avalanche release conditions and thus avalanche forecasting. While my PhD was mostly theoretical and numerical, my postdoc in Davos allowed me to gain a practical expertise by participating in laboratory and field experiments which helped to validate the models I develop. In 2016, I was awarded a SNF grant to work as a research and teaching associate in CRYOS at EPFL on the multiscale modeling of snow and avalanche processes. I developed discrete approaches to model snow micro-structure deformation and failure in order to evaluate constitutive snow models to be used at a larger scale in continuum models. I also developed numerical models for wind-driven snow transport. In 2017, I was a Visiting Scholar at UCLA to work on a Material Point Method (MPM) to simulate both the initiation and propagation of snow avalanches in a unified manner. The UCLA MPM model was initially developed for the Disney movie "Frozen" and has been modified and enriched based on Critical State Soil Mechanics to model the release and flow of slab avalanches. The results of this collaboration have been published in Nature Communications. In 2018, I was awarded the SNF Eccellenza Professorial Fellowship and became professor at EPFL and head of SLAB, the Snow and Avalanche Simulation Laboratory. At SLAB, we study micro-mechanical failure and fracture propagation of porous brittle solids, with applications in snow slab avalanche release. We also simulate avalanche dynamics and flow regime transitions over complex 3D terrain through the development of new models (depth-resolved and depth-averaged) based on MPM.In 2020, I obtained a SPARK grant to develop a new approach to simulate and better understand complex process chains in gravitational mass movements, including permafrost instabilities, rock, snow and ice avalanches and transitions to debris flows.

Source officielle

Concepts associés (31)

Rayonnement électromagnétique

thumb|Répartition du rayonnement électromagnétique par longueur d'onde. Le rayonnement électromagnétique est une forme de transfert d'énergie linéaire. La lumière visible est un rayonnement électromagnétique, mais ne constitue qu'une petite tranche du large spectre électromagnétique. La propagation de ce rayonnement, d'une ou plusieurs particules, donne lieu à de nombreux phénomènes comme l'atténuation, l'absorption, la diffraction et la réfraction, le décalage vers le rouge, les interférences, les échos, les parasites électromagnétiques et les effets biologiques.

Étalement de spectre

Les techniques d'étalement de spectre sont des méthodes de transmission de signaux (sur ondes hertziennes) dans lesquelles l'énergie émise avec une ou plusieurs harmoniques est délibérément étalée ou distribuée dans le domaine fréquentiel. C’est une technique de transmission radioélectrique dans laquelle un signal est transmis sur une largeur spectrale plus grande que l’ensemble des fréquences qui composeraient le signal original si celui-ci était transmis par des méthodes classiques de modulation.

Interférence électromagnétique

start=06:49:05|vignette|300x300px|Enregistrement du débat de la Chambre des représentants des États-Unis le 8 octobre 2002, interrompu et déformé par des interférences électromagnétiques dues à une éruption solaire à environ 16h30. droite|vignette|300x300px| Interférence électromagnétique dans le signal TV analogique Une interférence électromagnétique ( IEM ou EMI ), également appelée interférence radioélectrique (RFI) lorsqu'elles se trouve dans le spectre des radiofréquences, est une perturbation (générée par une source externe) qui affecte un circuit électrique par induction électromagnétique, couplage électrostatique ou conduction.

Imagerie spatiale

thumb|Première image de la Terre prise par un satellite en orbite. Elle montre une zone éclairée par le Soleil dans l'océan Pacifique et la couverture nuageuse. L'image a été faite alors que le satellite Explorer 6 se trouvait à environ d'altitude, le . thumb|La région des Grands lacs vus depuis l'ISS en 2013 par l'astronaute canadien Chris Hadfield. L'imagerie spatiale est une technique d'observation à distance qui repose sur la prise d'images dans le domaine optique (lumière visible, infrarouge et ultraviolet) depuis l'espace par des équipements installés à bord de satellites artificiels.

Satellite de reconnaissance

Un satellite de reconnaissance, ou satellite espion (en langage populaire), est un satellite artificiel utilisé pour des applications militaires ou de renseignement. Les satellites de ce type collectent généralement des informations sur les installations civiles et militaires d'autres pays au moyen d'un système optique ou radar pour des observations tous temps (à travers les nuages) ou de nuit. Les satellites de reconnaissance permettent de cartographier un territoire et surtout d'identifier les installations militaires fixes, les armes et les unités militaires.

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