Abstract: Evaluating the demographic trends of marine top predators is critical to understanding the processes involved in the ongoing rapid changes in Antarctic ecosystems. However, the remoteness and logistical complexity of operating in Antarctica, especially during winter, make such an assessment difficult. Satellite imaging is increasingly recognised as a valuable method for remote animal population monitoring, yet its accuracy and reliability are still to be fully evaluated. We report here the first ground visit of an emperor penguin colony first discovered by satellite, but also the discovery of a second one not indicated by satellite survey at that time. Several successive remote surveys in this coastal region of East Antarctica, both before and after sudden local changes, had indeed only identified one colony. These two colonies (with a total of ca. 7,400 breeding pairs) are located near the Mertz Glacier in an area that underwent tremendous habitat change after the glacier tongue broke off in February 2010. Our findings therefore suggest that a satellite survey, although offering a major advance since it allows a global imaging of emperor penguin colonies, may miss certain colony locations when challenged by certain features of polar ecosystems, such as snow cover, evolving ice topology, and rapidly changing habitat. Moreover our survey shows that this large seabird has considerable potential for rapid adaptation to sudden habitat loss, as the colony detected in 2009 may have moved and settled on new breeding grounds. Overall, the ability of emperor penguin colonies to relocate following habitat modification underlines the continued need for a mix of remote sensing and field surveys (aerial photography and ground counts), especially in the less-frequented parts of Antarctica, to gain reliable knowledge about the population demography and dynamics of this flagship species of the Antarctic ecosystem.

Abstract: Thèse de Dotorat, Université d'Orléans. Discipline: Physique des Gaz et des plasmas
La chaîne de radars à diffusion cohérente SuperDARN observe dans les régions polaires, les mouvements de convection du plasma ionosphérique qui sont induits par les interactions Soleil-Terre. Le premier objectif de ce travail est de mettre en place des outils permettant l'étude des structures fines se développant dans la convection ionosphérique. Deux thèmes complémentaires sont développés : – L'application d'une théorie de la diffusion collective permet d'extraire des paramètres (temps de cohérence, coefficient de diffusion) caractérisant la turbulence micro-échelle (L?15 m) donnant naissance au signal enregistré par les radars. On utilise ces paramètres pour séparer différents régimes de turbulence, pour mettre en valeur des zones de transfert d'énergie entre l'ionosphère et la magnétosphère. – La deuxième direction consiste à mettre en place une méthode d'analyse permettant de construire des cartes vectorielles de vitesses qui optimisent la résolution de base du radar (L?45 km). Une telle méthode doit faire face à des difficultés propres aux radars utilisés, à savoir une localisation incertaine de la mesure, introduite par l'utilisation d'une onde haute fréquence (HF), et une dépendance des vecteurs entre eux due à la forme des volumes analysés. Ces problèmes sont résolus par une étude détaillée sur la propagation des ondes HF et sur la localisation des mesures, puis par la mise en place d'une méthode d'analyse spectrale haute résolution performante qui augmente la quantité d'information déduite d'une seule donnée radar. Cette méthode de cartographie à haute résolution a permis de mettre en évidence dans les données SuperDARN, des structures caractérisées par une très forte divergence des vitesses, qui sont en contradiction avec l'hypothèse largement admise d'un mouvement sans divergence. L'ensemble des caractéristiques macro-échelles (45 km) et micro-échelles (15 m) de ces structures, conduit à une interprétation en termes de démagnétisation locale et temporaire des ions du plasma dans l'ionosphère aurorale. Cette étude se termine par la proposition de mécanismes capables de reproduire ces observations.