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x4. L’EFFET DE LA NEIGE SUR LE GPS.conditionnent leur effet sur la propagation du signal GPS. On ne dispose sur les stations antarctiques qued’informations assez restreintes : le taux de précipitation même n’est pas toujours connu avec précision.On ne cherche donc pas ici à quantifier l’erreur apportée par la présence de nuages de glace dans l’atmosphèreau dessus de l’Antarctique, ou par des chutes de neige. Au dessus de l’intérieur du continent, il ya apparemment peu de variations saisonnières dans la couverture nuageuse (formée de microcristaux deglace en quasi-permanence) et dans le taux de précipitation, qui est toujours très faible. Il n’en est pas demême près des côtes, où l’activité cyclonique est beaucoup plus sensible et variable. Le manque de donnéesmétéorologiques nous empêche de quantifier ces effets; on supposera simplement que le traitementde données par sessions de 24h, puis l’utilisation des séries temporelles journalières sur des périodes deplusieurs années nous permet de les filtrer sur le long terme.4.2. L’accumulation de la neige sur les antennes et autour.Le rôle que peut jouer une couche de neige accumulée sur les antennes GPS ou sur le pilier sur lequelest fixée l’antenne a déjà été étudié, par Webb et al. (1995) ou Jaldehag et al. (1996) par exemple. Lepoint de départ est constitué d’observations de variations sur la composante verticale d’une station, quipeuvent aller jusqu’à 40 cm dans le cas de Long Valley (Webb et al. 1995), et qui sont fortement corréléesavec l’accumulation de neige autour de l’antenne. Les travaux sur le réseau suédois SWEPOS procèdenten deux étapes. Dans un premier temps, Jaldehag et al. (1996) comparent les variations de la composanteverticale sur des stations permanentes (dont l’amplitude sur une période de 2 mois atteint 6 cm) avecl’épaisseur supposée de neige accumulée autour du pilier. Comme on ne dispose pas de mesure directesur le site GPS même, les données d’accumulation de la neige proviennent d’une station météorologiquesituée à 50 km environ. Le calcul de l’épaisseur de neige prend simplement en compte le cumul des précipitationsd’un jour à l’autre lorsque la température de l’air est inférieure à 0C, avec une remise à zéroà chaque fois qu’elle dépasse 0C (fonte(;n;d())=nsx()n0y()de la neige accumulée). Ce modèle simple ne prétend pas rendrecompte exactement de l’accumulation réelle de la neige sur le pilier ou le radome, mais il permet néanmoinsd’obtenir une bonne corrélation avec les variations de la composante verticale.Dans une seconde étape de modélisation, Jaldehag et al. (1996) essayent d’évaluer l’effet physique de latraversée d’une couche de neige sur les ondes GPS. Un premier modèle prend en compte la réflexion dusignal sur un plan horizontal infini constitué de neige, avec un coefficient de réflexion, situé à la distanceHsous le centre de phase de l’antenne. Un second calcule le chemin supplémentaire parcouru par l’ondeGPS à cause de la présence de neige sur le radome, et une troisième simulation cumule les deux effets.Le calcul du retard de phase provoqué par la couverture neigeuse du radome suppose une épaisseur deneige sur celui-ci qui varie linéairementd()=d0(1tanavec la distance verticalehdepuis sa base, comme indiqué par latans+tan)figure I.12. L’excès de chemin électrique parcouru par le signal est donné par :oùnsest l’indice de réfraction de la neige,n0=1celui de l’air,x()la longueur du chemin réfracté,y()celle du chemin non réfracté, etest l’élévation des satellites. Si on désigne parietrles anglesd’incidence et de réfraction, et pard()l’épaisseur de la couche de neige autour du radome, on obtientnsx()=d()=cos(i)pour le chemin de l’onde réfractée,n0y()=x()cos(ir)pour celle qui reste àl’air libre. Le coefficient de réfraction de la neige varie beaucoup selon l’état de celle-ci, depuis des valeurslégèrement supérieures à 1 pour de la neige poudreuse, à 1,7 pour de la neige humide et 5 pour de la neigemouillée. La distribution de l’épaisseur de neige autour du radome est donnée par145