La neige a un impact important sur l'équilibre énergétique de la Terre, le cycle hydrologique et le changement climatique. Ses caractéristiques de réflexion constituent une base importante pour caractériser le processus de transfert de rayonnement à la surface terrestre. La neige est également l'un des principaux fonds géographiques sur les champs de bataille hivernaux. La surface naturelle de la neige est souvent affectée par le champ de vent et la topographie du substrat, formant des structures macroscopiques telles que les bourrelets de neige, qui modifient le chemin de propagation de la lumière et la direction de la diffusion, affectant en outre les caractéristiques de réflexion polarisée de la neige. Cependant, l'impact des structures macroscopiques comme les bourrelets de neige sur les caractéristiques de réflexion polarisée de la neige et l'applicabilité des modèles de réflexion polarisée manque encore d'une compréhension systématique. À cette fin, cet article prend comme objets d'étude la surface de neige plane et la surface avec des bourrelets de neige. En modifiant la relation relative entre la direction d'incidence solaire et l'orientation des bourrelets de neige, trois scénarios d'observation sont construits : surface de neige plane, bourrelets de neige perpendiculaires à la direction d'incidence et bourrelets de neige parallèles à la direction d'incidence. Un système d'observation polarisée multi-angle a été utilisé pour mesurer les caractéristiques angulaires de la distribution du coefficient de réflexion polarisée dans l'espace hémisphérique sous les trois scénarios, et, sur la base des données d'observation, évaluer les capacités de simulation de deux modèles typiques de réflexion polarisée — le modèle de Litvinov et le modèle de Nadal-Breon. Les résultats montrent que la réflexion polarisée dans l'espace hémisphérique présente une distribution relativement régulière avec un renforcement significatif dans la direction de diffusion avant pour la surface de neige plane et les bourrelets parallèles à la direction d'incidence. Lorsque les bourrelets sont perpendiculaires à la direction d'incidence, l'amplitude de la réflexion polarisée dans la direction de diffusion avant diminue nettement, tandis que celle dans la direction de diffusion arrière augmente. L'évaluation des modèles montre que le modèle de Litvinov et le modèle de Nadal-Breon présentent une haute précision de simulation sous les conditions de surface de neige plane, avec des R² respectifs de 0,86 et 0,84, et une erreur quadratique moyenne relative inférieure à 29 %. Cependant, sous les conditions des bourrelets, la précision des modèles diminue considérablement : pour la situation où les bourrelets sont parallèles à la direction d'incidence, les R² diminuent à 0,73 et 0,64 respectivement, avec une erreur quadratique moyenne relative d'environ 39 % ; sous la condition où les bourrelets sont perpendiculaires à la direction d'incidence, en raison des variations différentielles de la distribution de réflexion polarisée dans les directions de diffusion avant et arrière, s’écartant des hypothèses du modèle, la précision est la plus faible avec des R² respectifs de 0,43 et 0,44, et une erreur quadratique moyenne relative d'environ 50 %. En résumé, cet article révèle l'impact significatif de la structure de la surface de neige sur les caractéristiques de réflexion polarisée, tout en soulignant les limitations évidentes des modèles actuels dans la description des bourrelets, indiquant l'incertitude persistante dans les applications de télédétection polarisée sous des conditions de surface complexes, et fournissant une base pour l'amélioration et la construction futures de modèles de réflexion polarisée de surface de neige.

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