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This study aims at increasing the amount of data available on recent past Swedish glacier front variations, at improving the knowledge on the present behavior of these glaciers, and at contributing to the defnition of the guideline for future of glacier front observations in Sweden. To do so, the study proposes Sentinel-2 based yearly front variation measurements for 22 Swedish glaciers between 2015 and 2022, calculated based on the multicentreline approach of the MaQiT tool. It also assesses the uncertainty of Sentinel-2 based mapping by comparing it to 0.48 m spatial resolution aerial imagery based mapping and to field based mapping conducted on four northern Sweden glaciers during the end of the summer 2022: Kaskasatj SE, Kebnepakteglaciären, Mårmaglaciären, and Storglaciären. The fieldwork included handheld GNSS, UAV photogrammetry, and total station survey in order to compare the three methods in the mapping of glacier fronts. This study also compares the measured glaciers front variations to climatic factors and glaciers boundary conditions. The resulting glacier front variations in Sweden between 2015 and 2022, averaged over all glaciers studied, is −10.28 m yr−1. Small glaciers retreated on average 0.51 % of their length per year, while large glaciers retreated on average 0.35 % per year. This study highlights the importance of recording yearly front positions of a large amount of glaciers, and therefore encourages for the future the use of satellite imagery to observe all Swedish glaciers fronts on a yearly basis. It also supports the conduction of regular UAV photogrammetry surveys to provide high resolution mapping of a sample of glacier fronts chosen for their vicinity with the Tarfala Research Station, the Swedish field centre for glaciological and alpine research.

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The Arctic climate is changing fast, and Svalbard is one place that shows major evidence of climate change. Refreezing of meltwater is one process that can delay mass loss through runoff by water retention. It can act as a storage and is an important part of the total surface mass balance. Until now, no study has quantified the impact refreezing has on the surface mass balance and that is why the purpose of this study is to model the surface mass balance of all glaciers in Svalbard and compare it to a model that excludes the refreezing. This will show both the direct effect and indirect effect refreezing has on the surface mass balance. To be able to do this, a coupled model by Van Pelt and others (2012) was used.   The result shows that refreezing has a considerable effect on the surface mass balance. If the refreezing is turned off, this negatively affects the surface mass balance. The indirect effect is shown to always be negative meaning that the mass loss (additional melting after refreezing) counteracts some of the mass gains (melt water retention). In conclusion is it thus important to recognize all the effects refreezing has on the surface mass balance. / På Svalbard sker klimatförändringar dubbelt så snabbt som i övriga världen vilket gör detta till en känslig plats. För att se förändringarna brukar massan i glaciärerna beräknas för att se om dem förlorar eller ökar i massa. En viktig del som fördröjer en förlust av massa är återfrysning av smältvatten. Det för att vattnet håller sig kvar i glaciären och är en viktig del av den totala massbalansen. Dock kan denna återfrysning även påverka glaciären negativt. Hittills har ingen studie kvantifierat hur mycket återfrysningens påverkan på massbalansen, och därför är syftet med denna studie att modellera massbalansen för alla glaciärer på Svalbard och jämföra det med en modell som utesluter återfrysning. Detta kommer att visa både den direkta och indirekta effekten återfrysning har på massbalansen. För att kunna göra detta användes en modell av Van Pelt och andra (2012).  Resultatet visar att återfrysning har en betydande effekt på massbalansen. Om återfrysning utesluts påverkar detta massbalansen negativt. Den indirekta effekten visar sig alltid vara negativ, vilket innebär att massförlusten (ytterligare smältning från värmen efter återfrysning) motverkar en del av massvinsten (återfrysning av vatten). Sammanfattningsvis är det därför viktigt att undersöka alla effekter som återfrysning har på massbalansen.

Communication plays a fundamental role in shaping our understanding of complex issues such as climate change. Too often scientists and journalists complain that the public does not fully comprehend climate change as they cannot see it. Adhering to calls for a need to propel away from media representations of climate change to a focus on more case-specific research, this Master Thesis analyses the aspect of visualisation within climate change communication with a focus on a contemporary example, the Extreme Ice Survey (EIS), as a case-specific study. EIS give a visual voice to our planets changing eco-systems, where an emphasis is placed on visually documenting the adverse effects climate change has on the planets glaciers, through conventional photography and time-lapse photography. Adhering to the need for further studies of visual representations towards the environment this thesis deploys an image analysis to investigate how meaning is framed through the EIS’s photographs and time-lapse videos. A collective reading between the photographs and their accompanying written captions highlighted contradictive frames of beauty and uncertainty. Additionally, as climate change is predominately seen as an abstract entity, a metaphor analysis was also applied to open further frames of thought into more comprehensible understandings. Integrating both still images and moving images into the study provided different results. Time-lapse videos were analysed to open up new developments of seeing and to extract potential frames of unfolding narratives, perspective and time.

Les travaux présentés dans cette thèse concernent l'utilisation de données de télédétection inédites pour le suivi des glaciers du massif du Mont Blanc : les images radar à synthèse d'ouverture Haute Résolution (HR) du satellite TerraSAR-X et les prises de vue HR d'un appareil photo numérique automatique. Cette thèse s'attache à montrer l'apport de ces sources d'informations hétérogènes pour mesurer le déplacement de surface des glaciers alpins. Dans cette optique, un examen des méthodes de mesure de déplacement spécifiques à chacun des deux types d'images est réalisé. Deux approches sont alors explorées : la mesure de déplacement monosource dans la géométrie propre à chaque capteur et la mesure de déplacement multisource via des combinaisons intra-capteur et inter-capteur. Alors que l'approche monosource fournit uniquement des mesures 2D du déplacement, les mesures multisources permettent pour la première fois d'estimer des champs de déplacement 3D de la surface des glaciers du Mont Blanc. Les mesures ont été réalisées sur plusieurs séries temporelles d'images couvrant la période 2008-2009 pour quatre glaciers du massif du Mont Blanc (Argentière, Mer de Glace/Leschaux, Bossons et Taconnaz). Dans le contexte du changement climatique, ces mesures de déplacement de surface fournissent une donnée intéressante en glaciologie pour contraindre les modèles numériques d'écoulement et d'évolution des glaciers.

L'imagerie radar à synthèse d'ouverture (SAR) est une source importante d'information pour le suivi d'objets géophysiques terrestres par télédétection.<br />Nous présentons une première partie méthodologique dédiée au filtrage du speckle des données POL/In/POL-InSAR multivariées et son impact sur l'estimation de paramètres.<br /><br />L'objectif du filtrage de speckle est de restaurer l'information spatiale et radiométrique de la scène.<br />Trois directions principales sont étudiées pour gagner en stationnarité/ergodicité : des voisinages adaptatifs vis-à-vis du signal, un estimateur adaptatif ou non (moyenne complexe multi-vue, LLMMSE) et la compensation de la composante déterministe du signal de phase interférométrique.<br />Une nouvelle stratégie pour filtrer des images SAR multivariées est proposée: l'utilisation de voisinages adaptatifs obtenus par une technique de croissance de région multivariée.<br />Cette méthode appelée IDAN combine toutes les informations d'intensité disponibles dans un processus de croissance de région pour assurer la validité des hypothèses de stationnarité/ergodicité.<br />Conjointement à IDAN, une nouvelle méthode est proposée pour estimer les fréquences locales dans des interférogrammes SAR.<br />Ces méthodes ont été testées à la fois sur des images satellitaires basse résolution provenant d'acquisitions tandem ERS et sur plusieurs jeux de données aéroportées haute résolution dans différentes bandes de fréquences et configurations polarimétriques.<br /><br />La seconde partie est dédiée à l'observation des glaciers alpins par télédétection SAR.<br />Cette partie aborde le problème du traitement des données SAR multivariées sur le site test « Chamonix Mont-Blanc ».<br />L'analyse de plusieurs interférogrammes ERS tandem acquis entre juillet 1995 et avril 1996 a permis d'obtenir les premiers champs de vitesse D-InSAR sur des glaciers des Alpes françaises et de montrer qu'il est possible de mesurer leur vitesse de surface entre octobre et avril avec un échantillonnage spatial de l'ordre de 20 m dans des interférogrammes à 1 jour en bande C.<br />La seconde application présente une analyse POL/POL-InSAR des données SAR multi-bandes haute résolution acquises par le système aéroporté E-SAR en octobre 2006, sur les glaciers d'Argentière, du Tacul et de la Mer-de-glace.<br />Ces premiers résultats illustrent plusieurs applications possibles de la télédétection radar polarimétrique/interférométrique pour l'observation des glaciers, telle que l'analyse des bandes de Forbes.

Les travaux présentés dans ce mémoire ont pour but de mieux définir et quantifier lesprocessus d'érosion actuels en domaine glaciaire et proglaciaire. Le Glacier des Bossons,situé dans le massif du Mont-Blanc (Haute-Savoie, France), est un bon exemple de systèmenaturel non anthropisé permettant d'étudier cette thématique. Il repose sur deux lithologiesprincipales (le granite du Mont-Blanc et le socle métamorphique) et cette singularitépermettra de déterminer l'origine des sédiments glaciaires. Afin de comprendre lesmécanismes d'érosion mécanique et de transport particulaires en domaine glaciaire, lessédiments ont été prélevés à la surface du glacier, sous le glacier et dans les torrents sousglaciaires.L'étude des distributions granulométriques et des provenances des sédiments a étéeffectuée par une analyse lithologique à macro-échelle (à l'oeil nu) et géochimique à microéchelle(datation U-Pb sur zircons). Elles ont permis de préciser les caractéristiques del'érosion et du transport glaciaire. (1) la charge supra-glaciaire issue de l'érosion des versantsrocheux est essentiellement composée de sédiments grossiers et ne se mélange pas ou peu à lacharge sous-glaciaire, excepté au niveau de la langue terminale ; (2) les vitesses d'érosionsous-glaciaire ne sont pas homogènes, l'érosion sous la glace tempérée (0,4-0,8mm.an-1) estau moins seize fois supérieure à celle sous la glace froide (0,025-0,05mm.an-1) ; (3) lessédiments sous-glaciaires contiennent une fraction silteuse et sableuse résultant des processusd'abrasion et de crushing qui est évacuée par les torrents sous-glaciaires. L'acquisition hauterésolutiontemporelle de données hydro-sédimentaires durant la saison de fonte entre le 5 Maiet le 17 Septembre 2010 a permis de définir le comportement saisonnier des fluxhydrologiques et sédimentaires. La majeure partie des flux détritiques est concentrée sur lasaison de fonte, et une quantification de la quantité de sédiments exportés par le torrent desBossons complétée par une mesure régulière de l'évolution de la topographie du systèmefluvio-glaciaire permet d'effectuer un bilan global de l'érosion des domaines glaciaires etproglaciaires. Au cours de l'année 2010, près de 3000 tonnes de sédiments ont été érodés dont430 tonnes se sont déposeés sur le plan des eaux. Grâce à une analyse de l'évolution desconcentrations de matières en suspension en entrée et en sortie de la plaine alluviale fluvioglaciairedu torrent des Bossons, les composantes glaciaires et non-glaciaires de l'érosion ontpu être découplées. L'érosion des moraines dénudées encadrant le plan des eaux au cours desévénements orageux est responsable au minimum de 59% du flux de sédiments transporté parle torrent des Bossons, l'érosion glaciaire (41% du flux) est donc relativement moins efficace.L'évolution à long terme des systèmes glaciaires en période de réchauffement climatiquemontrerait donc une érosion soutenue des environnements proglaciaires (versants et moraines)récemment libéré des glaces et de ce fait une intensification des flux détritiques. Le glacierdes Bossons protège le sommet du Mont-Blanc, l'érosion différentielle entre les zones sous laglace et non-glaciaires pourrait mener à un accroissement de la différence d'altitude entre lesvallées et les sommets.