Le monde de la science | Rétrospective ISSW2018 : Hydrologie de la neige, durabilité et changement climatique

Cette fois-ci : Snow hydrology, sustainability and climate change

Cette session est relativement large sur le plan thématique et offre un espace à des sujets très différents. Alors que certaines contributions traitent des changements à grande échelle du manteau neigeux et de ses caractéristiques hydrologiques, d'autres entrent dans les détails, notamment en ce qui concerne les méthodes de mesure spécifiques ou les nouvelles approches de modélisation. Il n'est guère question de durabilité au sens habituel du terme, mais on trouve quelques contributions un peu déplacées qui auraient peut-être mieux convenu à d'autres sessions.

Neige et changement climatique

Depuis 1880, la température moyenne dans l'espace alpin a augmenté de 2°C - c'est environ le double de l'augmentation globale de la température pendant la même période. Alors que la hausse des températures est clairement visible dans les données de mesure et les modélisations de l'évolution future, les incertitudes sont nettement plus grandes en ce qui concerne les précipitations. Aux basses et moyennes altitudes, les précipitations tombent de plus en plus sous forme de pluie plutôt que de neige. En haute altitude, peu de tendances claires se dégagent en ce qui concerne la quantité de neige. Les résultats des modèles suggèrent même une légère augmentation des précipitations dans certaines régions, ce qui entraînerait également une augmentation de la neige à une altitude suffisamment élevée (Gobiet et al., Climate Change in the Alps and its consequences for snow). Les "Rain on snow events" - pluie tombant sur une couche de neige existante - sont de plus en plus fréquents, car il pleut plus souvent en hiver jusqu'à des altitudes élevées (Juras et al, Effect of snow cover on hydrological response during rain on snow events).

Les effets des changements dans la couverture neigeuse sont multiples : des décalages à long terme dans la date de fonte ou d'enneigement, une fonte des neiges plus précoce et/ou des hauteurs de neige plus faibles ont par exemple une grande importance pour le bilan hydrique des écosystèmes locaux et régionaux (Wieser. The contribution of snowmelt to the annual waterbalance in the Tyrolean Alps). Les graines de certaines plantes germent ou non selon que le sol est recouvert ou non de neige, avec les implications que cela implique pour les rendements agricoles (Zhao et al., Effects of snow cover on seed germination for two species in Iron Mine Tailling, Cold Desert). Si l'on enneige davantage parce que la neige naturelle manque, la végétation sur les pistes de ski change ( Bacchiocchi et al., Sustainability of small ski resorts and ski slope management under climate change in South Tyrol)

Détermination de l'état actuel

Les études qui s'intéressent moins au passé ou à l'avenir qu'à la détermination de l'état actuel du manteau neigeux dans différentes régions sont également fortement représentées dans la session. Comme chacun sait, il ne s'agit pas non plus d'une entreprise triviale, et là encore, on trouve d'une part des contributions portant sur des données de mesure, d'autre part des travaux axés sur la modélisation, et bien sûr des combinaisons des deux.

En Italie, on constate, grâce à une évaluation des données à grande échelle, ce que l'on a toujours pensé : La neige des régions plus maritimes (Alpes maritimes, Vénétie, Alpes juliennes) est en moyenne plus lourde et plus dense que celle des régions plus élevées et plus sèches, plus éloignées de la mer (Valt et al., Snowcover density and SWE in the Italian Alps).

En Afghanistan, les données d'enneigement mesurées sur place ne sont en grande partie qu'un rêve. Mais il y a toujours de grandes avalanches qui endommagent les infrastructures et menacent les habitations, c'est pourquoi un système rudimentaire d'alerte aux avalanches basé sur des données satellites et des prévisions météorologiques est important et utile pour les communes concernées. Dans ce contexte, on essaie en permanence d'améliorer la modélisation de l'équivalent en eau de la neige et d'autres paramètres de la neige, et de calibrer les modèles avec les quelques données de mesure disponibles (Hamilton Bair et al., Using machine learning and snow water equivalent reconstruction to predict today's SWE and avalanche conditions in Afghanistan).

Les données satellites ne sont bien sûr pas utilisées uniquement en Afghanistan, mais sont extrêmement précieuses pour les analyses de la neige à grande échelle en général. Mais il est souvent difficile de savoir si le satellite voit toujours ce qui se passe réellement au sol. Un projet de science citoyenne de grande envergure tente depuis quelques années déjà de remédier à cette situation et appelle à mesurer et à signaler les hauteurs de neige en tournée. (Wikstrom Jones et al., Community snow observations (CSO) : A citizen science campagin to validate snow remote sensing products).

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Nous n'entrerons pas ici dans le détail des contributions suivantes à la session en raison de leur grand souci du détail pour une pertinence relativement faible pour le ski, mais nous les mentionnons ici :

Détails techniques de mesure

Fromm et al, A mechanical determining the volumetric liquid water content of snow - snowpress.

Engel et al., How do different snowmelt sampling methods for tracers affect hydrograph separation ? A comparative analysis in three alpine catchments.

Helfricht et al., Investigating performance and correlation of ground-based snow depth and precipitation measurements.

Questions de modélisation

Hirashima et al, Simulating Liquid Water infiltration - comparison between a three-dimensional water transport model and a dual-domain approach using snowpack.

Schellander et al., Bivariate spatial modeling of snow depth and snow water equivalent extremes in Austria. Winkler et al., Modeling SWE exclusively from daily snow depths.

Conclusion

Les contributions de cette session sont parfois un peu confuses sur le plan thématique, mais en résumé, on peut retenir ceci : Les changements climatiques ont un impact sur la neige et donc sur le bilan hydrique. Plus il fait chaud, plus la limite des chutes de neige s'élève, avec les conséquences correspondantes sur la durée, la hauteur, la nature, etc. du manteau neigeux. Il est difficile de modéliser précisément les changements des paramètres et des processus pertinents à une petite échelle spatiale, bien que les tendances à grande échelle soient claires.

Il est également difficile de savoir combien de neige il y a et combien d'eau elle contient. On essaie de répondre à cette question par différentes méthodes de mesure ainsi que par des approches de modélisation, mais si l'on veut vraiment savoir exactement, il faut aller skier soi-même et voir s'il y a de la belle poussière.