Impacts du changement climatique sur les SYSTÈMES NATURELS 2.2 ENNEIGEMENT |
Type de connaissances |
Résultats de recherche et interprétations |
Méthodes
d'observation et d'analyse |
Références |
| Reconstitutions | Alpes
suisses : Le début de l'Atlantique récent (dès 6000 BP) montre un réchauffement des températures, ce qui se traduit par une élévation de l'ordre de 200 mètres de la limite de la neige. |
Lateltin & al. 1997 - R: PNR31 | |
Alpes italiennes – Nord des Apennins : Durant la fin de la dernière période glaciaire, l'expansion maximum des glaciers a été atteinte vers 20 000 ans BP, avec une limite inférieure de la neige située vers 1250 m d'altitude, alors que les glaciers atteignaient des massifs d'altitude moins élevée (Pellegrini et al., 1998; AA.VV., 1999). |
Synthèse bibliographique | Pellegrini & al 1998 in Bertolini & al 2004 - A | |
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Observations |
Alpes
suisses (basse altitude) : Réduction de la couverture neigeuse de 3 à 4 semaines au cours de la fin 1980s et du début 1990s. |
Utilisation
de l'imagerie satellite |
Baumgartner & Apfl 1994 in Bravard 2006 - P |
Alpes
suisses : Une corrélation entre une épaisseur importante et une longue durée du manteau neigeux avec un indice de NAO élevée a été effectuée. Pendant ces périodes, les températures hivernales glissent vers des valeurs supérieures (la fréquence des températures au dessus du point de congélation a plus que doublée au dessus de 1000m, provoquant ainsi une fonte potentielle du manteau plus précoce). |
Beniston, 1997 in Bravard 2006 - P | ||
| Suisse
Orientale :
La hauteur du manteau neigeux montre une très forte variabilité à court terme et des fluctuations marquées à long terme. Des valeurs basses pour la période 1925-1934 ont été clairement mises en évidence. Cette période n’est pas corrélée avec des températures hivernales élevées, au contraire des faibles valeurs des années 1990. La couverture neigeuse (entendu ici comme le nombre de jours avec plus de 20cm de neige) montre des tendances similaires. La variabilité est plutôt faible au début du siècle et a augmenté par la suite. |
Le climat hivernal a été étudié à la station météo de Davos en particulier. Une série continue de 96 ans y est en effet disponible. |
Schneebeli & al. 1997 - A | |
Alpes suisses : Aucune tendance ni périodicité statistiquement significatives n'ont été observées au cours du 20 e siècle pour les paramètres analysés. Pas de changement marqué dans la distribution des chutes de neige extrêmes. |
Des paramètres journaliers (températures, précipitations, couverture nuageuse, direction et force du vent, chutes de neige sur 3 jours, hauteur et durée du manteau neigeux) ont été étudiés pour trois stations météo : Davos, Bever et Andermatt. |
Bader & Kunz 2000a - R : PNR31 | |
Alpes bernoises : La profondeur et la durée d'enneigement ont diminué depuis le début du siècle. Des années sans neige ou avec une faible profondeur de neige n'ont pas encore été enregistrées à des altitudes avoisinant 2000 m , bien que cela ait été observé à basse et moyenne altitudes (< 1200 m ) à la fin des années 1980 et au début des années 1990 (Beniston, 1997). |
Keller & al 2000 - A | ||
Massif
de la Chartreuse (Alpes françaises) : |
Etchevers & Martin 2002 - P | ||
| Alpes
suisses :
Les accumulations de neige les plus importantes occurrent pendant les hivers froids / humides pour les deux sites d’observations de Château d’Oex et d’Arosa, alors que les accumulations minimales sont associées avec des hivers chauds pour Arosa. Des hivers chauds/humides à des altitudes moyennes sont associés avec des précipitations qui tombent sous forme de pluie plutôt que de neige. De ce fait, l’étendue de la couverture neigeuse est rapidement réduite. A de plus hautes altitudes, des hivers chauds/humides amènent des accumulations de neige plus importantes. Le mode chaud/humide amène donc plus d’accumulations totales de neige que le mode chaud/sec, mais n’oblitère pas l’influence négative des températures plus élevées, comparé avec un hiver froid. On peut aussi noter que la durée d’enneigement est fortement modulée par de nombreuses combinaisons de températures et de précipitations. Les plus longues saisons d’enneigement sont liés à des hivers froids/humides, alors que les plus courtes sont liées à des modes chauds (chaud/sec à hautes altitudes, chaud/humide pour les moyennes altitudes). Il y a une augmentation non linéaire des accumulations saisonnières de neige pour une augmentation linéaire de la durée d’enneigement. Par exemple, pour les hivers plus humides que la moyenne, il y a une augmentation de 60 jours de la saison (de 30 à 90 jours), avec une augmentation de la hauteur de neige de 225 cm (de 50 à 275 cm). La même augmentation de 60 jours, mais de 240 à 300 jours cette fois représente une accumulation supplémentaire de 315 cm (de 960 à 1275 cm). |
Données obtenues pour 18 stations météorologiques représentatives du climat suisse. Ces stations présentent des altitudes comprises entre 317 m et 2500m. La période couverte s’étend de 1931 à 2000. |
Beniston & al. 2003a - A | |
Alpes suisses : Depuis le milieu des années 1980 et jusqu’à aujourd’hui, la durée de la saison d’enneigement et la quantité de neige du manteau (basé sur un seuil de 20 cm), ont été réduit de 2 à 3 semaines dans les Alpes suisses. Ces changements sont dus à des hautes pressions persistantes et inhabituelles au dessus des Alpes. Ces changements restent dans la fourchette de ± 2 semaines (la durée s’étale entre novembre et mi-mai). La situation aujourd’hui est similaire à celle de la décennie 1930. Au site de moyenne altitude du Château d’Oex (980 m), la profondeur de neige a été réduite de 45 % entre 1960 et 1990. Mais il existe une très forte variabilité inter-anuelle, par exemple, la durée s’échelonne entre 10 jours pour l’hiver 1961-1962 à 110 jours l’hiver suivant. La saison d’enneigement au Château d’Oex commence plus tard et se finit plus tôt dans les années 1990 que dans les années 1960. A Davos (1590 m), la réduction a été de 12 % entre 1960 et 1990 (avec passage d’une épaisseur de 330 cm à 228 cm). Par contre, ces tendances sont inversées pour le site de haute altitude du Säntis (2500 m), où l’épaisseur du manteau neigeux a augmenté de 35 % (passage d’un manteau de 1590 cm dans les années 1960 à un manteau de 2475 cm dans les années 1990). En général, la durée d’enneigement a eu tendance a diminuer pour la plupart des sites d’étude, depuis le début de la décennie 1970. Il y a une importante relation linéaire entre la durée d’enneigement et la hauteur de neige pour les 18 stations étudiées (r = 0.97). Des forçages de grande échelle, plutôt que des facteurs régionaux ou locaux jouent un rôle dominant sur la durée et l’épaisseur du manteau neigeux dans les Alpes. |
Beniston & al. 2003b - A | ||
Alpes suisses : Hauteur de neige moyenne Lorsque l'on regarde la déviation relative de la moyenne sur 10 ans de HS par rapport à la moyenne à long terme, on peut affirmer qu'à basse altitude les années 1930 avaient généralement des quantités de neige en-dessous de la moyenne (sauf au sud) et les années 1940 des quantités au-dessus de la moyenne, alors qu'à haute altitude les déviations à la moyenne à long terme sont légèrement négatives. Les années 1950, marquées par des quantités de neige pour la plupart en-dessous de la moyenne, sont suivies par trois décennies avec abondance de neige et une décennie, les années 1990, clairement en-dessous de la moyenne dans toutes les Alpes. Pendant les années 1990, les stations de basses altitudes avaient des hauteurs de neige clairement en-dessous de la moyenne et plus on s'élevait en altitude et plus on se rapprochait de conditions moyennes. C'est plutôt l'inverse qui était le cas pendant les décennies à neige 1960, 1970 et 1980, les régions de basse altitude affichant des tendances relatives légèrement plus hautes que les stations d'altitude. Il est saisissant de constater que cinq hivers de la décennie 1990-99 sont parmi les 11 hivers les moins enneigés des 69 dernières années, de même que l'année 1989. Concernant la déviation relative annuelle à la moyenne à long terme, moyennée sur toutes les stations, d'importantes variations interannuelles sont constatées. Dans plus de 60 % des cas la tendance s'inverse d'année en année. Des groupes d'années successives avec des quantités de neige au-dessus de la moyenne peuvent cependant être observés à la fin des années 1960 et, avec de courtes interruptions, de la fin des années 1970 jusqu'au milieu des années 1980. Des groupes d'années avec des quantités de neige en-dessous de la moyenne ont été enregistrées à la fin des années 1940, de la fin des années 1950 au début des années 1960, au début des années 1970, à la fin des années 1980 et au cours de la plupart des années 1990. Alors que R1-R3 et R5 se comportent de manière très semblable, R4 et R7 présentent quelques différences et R6 a un comportement qui lui est propre. En plus des variations régionales, des différences altitudinales dans les tendances sont également présentes. Depuis les années 1930, pour l'ensemble des Alpes suisses et la période hivernale entière, les stations de haute altitude (> 1600 m) affichent une très légère augmentation culminant au début des années 1960, suivie par une période de 20 ans qui est restée au haut niveau atteint, et ensuite une diminution graduelle jusqu'à la fin du siècle, avec un niveau légèrement en-dessous de celui de départ. En revanche, les stations de basse altitude (< 1000 m) affichent une variabilité beaucoup plus marquée : une période très enneigée au cours des années 1940 est suivie par des années 1950 peu pourvues, alors que les années 1960 sont de nouveau enneigées, les années 1970 sont à peu près moyennes et après une apogée au début des années 1980, une baisse marquée vers des valeurs basses sans précédent se produit au cours des années 1990. Durée de la couverture neigeuse continue Les séries de durée d'enneigement (d0) révèlent une grande variabilité selon les stations, les régions et les altitudes. La tendance générale de d0 est que les stations de haute altitude (> 1600 m) et de basse altitude (< 1000 m) ont été assez constantes au cours des 70 dernières années, alors qu'aux altitudes moyennes une forte augmentation culminant au début des années 1980 a été suivie par une diminution marquée jusqu'à la fin du siècle. Cela est valable pour les valeurs absolues, mais concernant les déviations relatives de la moyenne à long terme, une image légèrement différente se dessine. Comme pour la moyenne hivernale de HS, la tendance à la diminution depuis le début des années 1980 s'accentue à mesure que l'on perd de l'altitude et semble à peu près identique. A basse altitude, les tendances absolues, faibles et à peine visibles, deviennent naturellement des changements relatifs marqués et considérables. Dans l'ensemble, b0 est assez constant au cours des 70 dernières années. En revanche, e0 montre une tendance plus claire vers une fonte des neiges plus précoce au cours des années 1980 et 1990. Cela implique que la durée d'enneigement généralement plus courte est principalement due à une fonte plus précoce plutôt qu'à des premières chutes de neige plus tardives. |
Un maximum de séries cohérentes d'enneigement à long terme a été choisi sur l'ensemble des Alpes suisses et leurs piedmonts. Sept régions climatologiques (R1-R7) ont été définies en fonction de l'enneigement. R1-R3 : versant nord des Alpes, R4 et R7 : secteurs intérieurs des Alpes, R5 : Grisons et R6 : versant Sud. Les analyses sont basées sur les données de hauteur de neige (HS) et de neige fraîche (HN) mesurées quotidiennement par les réseaux d'observation. Seules les stations avec des séries cohérentes à long terme (> 25 ans) ont été considérées pour la période de 1931-99. Cela aboutit à un total de 140 stations pour HS et 120 stations pour HN. La hauteur de neige saisonnière moyenne du 1er novembre au 30 avril a été analysée. En plus de la saison hivernale dans l'ensemble, des périodes de 2 mois ont également été étudiées. La durée (d0), les dates de début (b0) et de fin (e0) de la couverture neigeuse ont été examinées. Seule la période pendant laquelle le sol est continuellement couvert de la neige (HS > 0 cm) a été considérée. Les mêmes paramètres ont également été analysés pour des valeurs seuils de HS supérieures à 20, 30, 50 et 70 cm (d20-d70, b20-b70, e20-e70). Les tendances des chutes de neige quotidiennes sont analysées pour les changements à long terme. Les cumuls saisonniers de HN quotidienne sont bien corrélés (r = 0.88) avec la hauteur de neige saisonnière moyenne et montrent ainsi des tendances très semblables à la HS moyenne. Les cumuls de HN ne sont donc pas discutés en détail ici. |
Laternser & Schneebeli 2003 - A | |
Suisse
: En dessous de 1300 m, les périodes avec une couverture neigeuse ont nettement raccourci. |
Scherrer & al. 2004 in Frei & Widmer 2007 - E | ||
| Alpes françaises et suisses : Si les précipitations de neige sont à peu près stables, il faut effectivement noter que l’enneigement au sol a varié de façon notable à basse et moyenne altitude (disons pour simplifier, au-dessous de 1800 m) alors que pour les postes d’altitude, aucune tendance significative n’a été détectée. Ainsi, sur le site expérimental de Météo France au Col de Porte (1360 m) au-dessus de Grenoble, les mesures montrent clairement une diminution de l’épaisseur moyenne du manteau neigeux et de la période d’enneigement : entre 1960 et 2004, l’épaisseur moyenne du manteau neigeux a diminué assez régulièrement, passant de 116 cm à 54 cm. |
Données Météo-France pour le Col de Porte. | Ancey 2005 - E | |
Alpes
suisses : Le volume et la durée de la couverture neigeuse dans les Alpes suisses se sont réduits de manière significative dans le dernier quart du 20e siècle, en comparaison avec les décennies précédentes. Entre les années 1960 et les années 1990, une réduction de la couverture de 43 à 22 jours par hiver à Bern (570 m) et de 15 à 3 jours à Lugano a été observée. |
Beniston 2005a - A | ||
| Allemagne du Sud : La couverture neigeuse hivernale permet de tirer des conclusions quant aux changements de caractéristiques des saisons hivernales. Une tendance vers des hivers avec moins de chutes de neige et avec un enneigement durable moindre se dessine définitivement. Jusqu'aux altitudes moyennes, les durées d'enneigement diminuent en général nettement. Durant la période observée, des caractéristiques régionales distinctes sont cependant à noter. Dans l'Est de la région d'étude (parties Est des Alpes et forêt bavaroise) la diminution est comprise entre 20 et 30% aux basses altitudes. Cette tendance s'affaiblit avec l'altitude et s'inverse (tendance positive) sur les sommets. Dans l'Ouest de la région (plaine du haut Rhin et pentes Ouest de la Forêt Noire) la durée d'enneigement diminue d'environ 50% et plus aux basses altitudes, de 10 à 20% aux altitudes moyennes et de moins de 10% aux hautes altitudes en moyenne. Ici aussi, la tendance à la réduction des durées d'enneigement s'affaiblit avec l'altitude. Cependant, la tendance ne s'inverse que dans certains cas isolés. Aux basses et moyennes altitudes, le nombre de jours présentant un manteau neigeux a diminué d'environ : • 30 à 50% à basse altitude (inférieure à 300 m) ; • 10 à 20% à moyenne altitude (entre 300 et 800 m) ; • moins de 10% à haute altitude (au dessus de 800 m) et a même augmenté dans certains cas aux plus hautes altitudes. |
Les paramètres période et durée de l'enneigement, plus longue période d'enneigement (couverture hivernale), début de la hauteur maximum de neige, régularité de l'enneigement, conservation de la couverture hivernale et valeurs maximum en équivalent eau sont les plus pertinentes pour décrire les conditions d'enneigement et les réserves en eau contenues dans le manteau neigeux. Tous les paramètres du manteau mentionnés sont parfaitement corrélés avec l'altitude. Cette étude a été réalisée dans le cadre du projet KLIWA et la période d'étude est comprise entre 1951/52 et 1995/96. |
Hennegriff & al 2006 - A | |
Alpes
: Depuis 1950, la limite des chutes de neige est remontée en altitude de plus de 100 m. |
Seiler 2006 - P* | ||
Italie
du Nord : En 2006, les accumulations de neige étaient 40% en deçà des conditions normales (valeurs moyennes 1959-2002) à la station météorologique du Lago Valsoera (2440m, massif du Grand Paradis). |
Cat-Berro & Mercalli 2007 - P | ||
Suisse : A Einsiedeln (Préalpes, 882 mètres), on observe aujourd'hui, par semestre hiver, 20 jours avec neige de moins qu'il y a encore 50 ans. Depuis le milieu des années 1950, le nombre de jours de neige diminue dans de nombreuses stations de ski de basse altitude (en dessous de 1200 ou 1300 mètres). En revanche, on ne décèle aucune tendance univoque pour les stations situées au-dessus de 1500 ou 1600 mètres. Dans les stations de basse altitude, les sommes des hauteurs de neige fraîche ont également tendance à diminuer, comme à Gsteig (Oberland bernois). À Mürren, une station située dans la même région mais à une altitude plus élevée, les sommes des hauteurs de neige fraîche ont en revanche plutôt augmenté. Parallèlement à l'élévation de la limite des chutes de neige, on assiste aussi à un déplacement dans le temps des précipitations neigeuses, qui interviennent plus tard durant l'hiver. Pour le site de Mürren, par exemple, on observe depuis 1954 une diminution progressive de l'épaisseur de la couche de neige à Noël. |
Synthèse bibliographique | North & al. 2007 - R: OFEV | |
Monde : Les données satellite pour la période 1966-2005 montrent que la superficie de la couverture neigeuse mensuelle moyenne dans l'Hémisphère Nord a diminué à un taux de 1.3 % par décennie. Pendant l'année civile 2006 la superficie moyenne du manteau neigeux a été de 24.9 millions de km2, soit 0.6 millions de km2 de moins que la moyenne sur 37 ans. Les observations satellites montrent une tendance à la diminution dans l'Hémisphère Nord pour tous les mois sauf novembre et décembre, avec les tendances les plus significatives de mai à août (Brodzik et al., 2006). La superficie moyenne du manteau neigeux dans l'Hémisphère nord pour mars et avril a diminué de 7.5 ± 3.5 % entre 1922 et 2005 (Lemke et al., 2007). |
Synthèse bibliographique | UNEP 2007 - R | |
Alpes suisses : Pour les cumuls de neige fraîche et la hauteur de neige, 3 régimes de variabilité bien distincts ont été identifiés. Le premier (uniforme) explique plus de 50% de la variation totale et la tendance spatiale est à peu près uniforme sur l'ensemble de la Suisse à l'exception des Alpes méridionales. Le deuxième régime (Nord-sud) explique environ 15% de la variation totale et présente un dipôle Nord-sud avec un maximum (un minimum) sur les pentes septentrionales (méridionales) des Alpes. Le troisième (bas-élevé) explique environ 9% de la variation totale et dépend de l'altitude, avec un maximum pour les stations de basse altitude et un minimum pour les stations de haute altitude. Les anomalies de cumul de neige fraîche du régime principal sont principalement liées aux anomalies saisonnières de précipitation. Les anomalies du nombre de jours avec de la neige du régime principal en revanche sont principalement liées aux anomalies saisonnières de la température et faiblement aux anomalies de précipitation, les processus de fonte ayant une relation quasi linéaire avec les températures saisonnières (Ohmura 2001). Les cumuls de neige fraîche sont influencés seulement par les processus durant la saison d'accumulation neigeuse. Ceux-ci peuvent donc être raisonnablement décrits par les cumuls saisonniers de précipitation. En revanche, la variabilité du nombre de jours avec de la neige est influencée par les processus qui contrôlent l'accumulation et la fonte de la neige, qui sont fortement liées aux températures saisonnières. Le régime de neige Nord-sud, qui explique la majeure partie de la variabilité de l'enneigement en Suisse méridionale, est très bien corrélé avec les précipitations dans les Alpes méridionales. Le régime bas-élevé est bien corrélé avec les températures locales. Les flux de grande échelle expliquent également une part substantielle de la variabilité des régimes d'enneigement. Le principal régime de variabilité de l'enneigement est principalement lié à un régime d'anomalies de basses (hautes) pressions centré au-dessus de l'Europe Centrale et du Sud-est. Il ressemble au blocage euro-atlantique (D'Andrea et al. 1998, Scherrer et al. 2006). Le deuxième régime (Nord-sud) est principalement influencé par le régime d'anomalies de l'Atlantique Est. Seul le régime bas-élevé, qui explique une part importante de la variation interannuelle de l'enneigement aux stations de basse altitude, est principalement lié à la variabilité interannuelle de l'Oscillation Nord Atlantique. Les auteurs ont trouvé plusieurs indications que ce régime bas-élevé pourrait être lié au changement climatique en cours. Il ne montre pas de similitude avec les régimes de précipitation connus, est fortement lié à l'augmentation de l'isotherme 0°C, présente une tendance négative, et sa corrélation avec l'ONA diminue en s'approchant de la fin du 20e siècle. |
Des données hivernales (DJF) provenant de stations alpines et des contreforts voisins, couvrant la période 1958-1999 et dont la qualité a été vérifiée, ont été utilisées. Trois variables saisonnières de neige ont été calculées à partir des données quotidiennes : hauteur moyenne de neige, cumuls de neige fraîche et nombre de jours avec de la neige (jours avec = 5 cm de hauteur de neige). Au total, 89 stations pour les cumuls de neige fraîche et 110 pour la hauteur de neige ont été utilisées dans l'analyse. Les stations sont situées entre 275 et 2540 m d'altitude, avec la plus forte densité de stations entre 1250 et 1750 m. Pour la plupart des sites de mesure de neige, les températures et les précipitations ne sont pas disponibles. Dans ce cas, les températures et les précipitations moyennes saisonnières ont été extrapolées (Scherrer et al. 2004, Begert et al. 2005). Les données de pression atmosphérique moyenne au niveau de la mer du projet ERA-40 (Uppala et al. 2005) ont été utilisées pour déterminer des régimes de flux à grande échelle. L'Unrotated Principle Component Analysis (PCA) (Preisendorfer 1988) a été appliquée pour déterminer les principaux régimes de la variabilité moyenne saisonnière de l'enneigement. La PCA a également été conduite pour déterminer les principaux régimes de températures et de précipitations locales et la variabilité à grande échelle des flux (pression au niveau de la mer) dans le secteur Euro-Atlantique. Des techniques statistiques standard, telles que l'analyse de corrélation de Pearson et des modèles linéaires, ont été employées pour relier les variables locales telles que la neige, les températures et les précipitations avec les flux à l'échelle Euro-Atlantique (Junge & Stephenson 2003). |
Scherrer & Appenzeller 2006 - A | |
Alpes : Les études sont nombreuses et cohérentes à travers les Alpes. Une réduction de l'enneigement est notable au cours de la deuxième moitié du XXe siècle et s'explique assez bien par l'augmentation concommitante de la température de l'air (en général, pas de tendance sur les précipitations). Cette baisse de l'enneigement est flagrante en moyenne montagne, moins évidente en haute montagne (où les mesures sont aussi plus rares). |
Etchevers 2007 - C1 | ||
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Modélisations |
Alpes suisses : Une augmentation moyenne de la température de 4°C, prévue par de nombreux RCM pour cette région de l'Europe, réduirait les quantités de neige de 50% dans les Alpes suisses. Pour chaque degré d'augmentation des températures, la limite neige/pluie monterait de 150m ; les régions où les chutes de neige sont courantes aujourd'hui auront de plus en plus de précipitations sous forme de pluies. |
Beniston 1997 in Bravard 2006 - P | |
Alpes du Nord françaises : Selon le scénario de Météo France (Martin & Durand 1998) , avec une augmentation des températures de 1.8°C et pour une altitude de 1500 m, la durée moyenne de la couverture neigeuse (actuellement de 160 à 180 jours par an) pourrait diminuer jusqu'à 125-135 jours par an. Dans les Alpes du Sud, la durée pourrait passer de 130-100 jours par an aujourd'hui à 80-55 jours par an. Ceci signifie une réduction d'un mois de la couverture neigeuse par rapport aux valeurs actuelles (modèle SAFRAN-CROCUS pour la neige et ARPEGE pour le GCM). |
Martin & Durand 1998 in Bravard 2006 - P | ||
Alpes
françaises : Selon les scénarios de changement climatique, la couverture neigeuse est modifiée (et ce plus spécialement à moyenne altitude). Avec un scénario d’augmentation des températures de 1.8°C, couplée à une augmentation des précipitations de 10 %, la durée d’enneigement est diminué de 30 à 40 jours par an pour une altitude de 1500 m. Pour des sites de haute altitude (3000 m) les changements sont plus réduits et la couverture neigeuse peut être considéré comme stable. |
Le modèle SCM a été utilisé pour simuler le manteau neigeux selon différents scénarios. |
Martin & al 2001 - A | |
| Alpes
françaises : Les simulations réalisées à partir des modèles SAFRAN / CROCUS pour un réchauffement uniforme de 1.8°C donnent les résultats suivants : • A haute altitude (plus de 2500 m asl), l'impact d'un réchauffement climatique sur la couverture neigeuse serait minime : début de la couverture un peu retardé, fonte légèrement plus rapide (une douzaine de jour de couverture en moins par an) et diminution légère de la hauteur de neige. En dessous de 2500 m, la période froide (c’est-à-dire la période pendant laquelle l’augmentation de 1,8°C n’a pas d’effet visible) se réduit et disparait autour des 1800-2000 d'altitude. • A moyenne altitude (1500 m asl), il y aurait une diminution d'environ un mois du nombre de jours avec de la neige au sol. L'épaisseur du manteau neigeux diminuerait d'une quarantaine de centimètres (passage de un mètre à 60 centimètres) dans les Alpes du Nord et d'une vingtaine de centimètres (passage de 40 à 20 cm) dans les Alpes du Sud. Les simulations réalisées à partir des modèles SAFRAN / MODCOU / CROCUS pour un scénario de doublement de CO2 donnent les résultats suivants : • Impact important de l'augmentation des températures sur la couverture neigeuse à basse et moyenne altitude, effets moins importants à haute altitude. La réduction de l'enneigement est de 45 +/- 15 jours à 1500 m et de 35 +/- 10 jours à 3000 m. La hauteur moyenne de neige est réduite de 20 à 30 cm suivant l'altitude, avec une incertitude de +/- 10 cm suivant le scénario utilisé. • Le bassin versant de l'Isère voit son accumulation maximale neigeuse réduite de 30 à 50%, avec une disparition quasi complète pendant les mois d'été. • L'impact du réchauffement sur la couverture neigeuse du bassin de la Haute Durance est similaire, avec une réduction moins importante due à la plus faible altitude. |
Une première méthode utilise les outils SAFRAN et CROCUS. Le modèle Crocus calcule l’évolution du manteau neigeux (épaisseur, stratigraphie …) pour chaque massif tous les 300m d’altitude (de 900 à 3600 m), pour 6 orientations (N, E, SE, S, SO, O) et 3 pentes (0, 20°, 40°). C’est le système d’analyse Safran qui fournit l’ensemble des données météorologiques disponibles, ainsi que des sorties de modèles numériques. Un scénario simple (augmentation uniforme de la température de 1.8°C) a été retenu, l’étude a consisté dans la comparaison des résultats d’une simulation de référence (décennie 80) à ceux de la simulation avec augmentation de la température (Martin & al.1994). La deuxième méthode utilise les outils SAFRAN pour l’analyse des paramètres météorologiques, le modèle hydrologique MODCOU intégrant le schéma de surface ISBA et un module de neige simplifié inspiré de CROCUS. Ces outils ont été validés sur le bassin du Rhône, avant d’être utilisés dans un scénario climatique (projet GICC-Rhône). Six scénarios « doublement de CO2 » ont été utilisés pour évaluer l’impact d’un changement climatique sur l’hydrologie nivale de certains bassins à caractère nival. Quatre modèles ont été utilisés dont deux ont fourni des scénarios à basse (LR) et haute (HR) résolution. |
Etchevers & Martin 2002 - P | |
Alpes françaises : Le ration des précipitations solides par rapport au total de précipitations diminue de manière significative pour la bassin du Rhône (-21%), et plus particulièrement pour les basses et moyennes altitudes, et la durée de la couverture neigeuse diminue. Le manteau neigeux est particulièrement réduit dans les parties Sud des Alpes, le contenu maximum en eau du manteau (SWE) et la durée du manteau sont réduits de 50%. Dans le Nord, la réduction du SWE est plus limitée (20%). Les anomalies du manteau neigeux dépendent fortement de l'altitude et sont significative en dessous de 1000 m. Les hauteurs de neige moyennes diminuent de 25 cm en dessous de 2000 m (-31%) mais seulement de 16 cm à 3000 m (-11%). Le contraste est particulièrement fort entre 1500 et 2400 m. La réduction de la durée du manteau est de 50 jours (-26%) en dessous de 2000 m contre 40 jours (-3%) à 3000 m. |
Etchevers & al. 2002 - A | ||
Alpes suisses : Sous des conditions climatiques changeantes, la séparation en différentes catégories d’hiver peut être utilisée afin d’illustrer les différents type de manteau neigeux qui peuvent être rencontrés dans le futur, par analogie avec les conditions actuelles. Par exemple, pour une augmentation de 5°C à Arosa (1847 m) accompagnée par une réduction des précipitations de 40%, on passerait d’un hiver froid/humide à un hiver chaud/sec ; conduisant à une réduction de 54 jours de la durée d’enneigement et une réduction de 50 % des accumulations saisonnières de neige. Avec les mêmes valeurs de températures et de précipitations, mais au site de plus basse altitude de Château d’Oex, il y aurait une réduction de 100 jours de la durée d’enneigement (de 125 à 22 jours) et une réduction de 80% de la couverture neigeuse. La sensibilité du manteau neigeux aux températures est plus importante pour des hivers plus secs que la moyenne que pour des hivers plus humides que la moyenne. Le volume du manteau neigeux reste maximum à 2000 m pour les deux scénarios de réchauffement de + 2°C et de + 4°C, associés avec une réduction des précipitations de 10% par degré de réchauffement. La durée d’enneigement serait réduite de 15 à 20 jours par degré de réchauffement. La réduction de la saison d’enneigement concerne plutôt la fin (printemps) que le début de la saison (automne) ; de fait, la fonte du manteau neigeux doit être attendue plus tôt que sous les conditions actuelles. |
Beniston & al. 2003a - A | ||
Alpes : Les forçages de grande échelle, plutôt que des facteurs locaux ou régionaux, jouent un rôle dominant dans le contrôle de la durée et de la quantité de neige. |
Beniston & al. 2003b - A | ||
Bassins du Thur et du Tessin (Alpes suisses) : Pour les bassins du Thur et du Tessin, les projections des 17 scénarios montrent une diminution de l'équivalent en eau de la neige (SWE) annuel moyen comprise entre 73 % (Thur) et 69 % (Tessin) par rapport à la période de référence. Moyenné sur l'hiver (DJF), SWE diminue de 68 % (26 mm) dans le bassin du Thur et de 57 % (66 mm) dans le bassin du Tessin. La durée d'enneigement diminue d'environ 1 à 3 mois et la limite inférieure de la neige s'élève d'environ 300 à 600 m. La disparition du manteau neigeux (SWE < 1 mm) est avancée d'environ 5 à 8 semaines au printemps, alors que son apparition n'est retardée que d'environ 1 à 3 semaines. Pour les deux bassins, d'importantes différences surviennent en fonction du scénario, en particulier au printemps. |
L'évolution possible du bilan hydrique naturel par rapport à 1981-2000 (Thur) et 1991-2000 (Tessin) a été examinée à partir du modèle hydrologique WaSiM-ETH avec un jeu de 23 scénarios climatiques régionaux pour les températures (T) et précipitations (P) mensuelles moyennes. Les scénarios ont été conduits pour la période 2081-2100 et obtenus grâce à une technique d'extrapolation statistique des sorties de 7 modèles climatiques globaux. |
Jasper & al. 2004 - A | |
Bassin versant du Rhône : |
Evaluation du changement climatique global avec un scénario de doublement du taux de CO2 grâce à 4 modèles de circulation atmosphérique (basse et haute résolution). Modélisation hydrologique et détermination de 6 scénarii combinant des variables climatiques observées (données provenant de 131 stations réparties sur le bassin versant sur la période 1981-1997) avec les anomalies simulées pour les températures et précipitations. Application des scénarii de forçage climatique à 5 modèles hydrologiques différents (Modcou, ISBA-Modcou, Marthe, CEQUEAU, Ecomag) couvrant la partie française du bassin versant du Rhône. |
GICC Rhône 2005 - R | |
Monde/Alpes : Les modèles climatiques projettent des diminutions significatives de la couverture neigeuse d'ici la fin de ce siècle, avec des réductions de 60 à 80 % en équivalent eau (hauteur d'eau résultant de la neige fondue) pour la plupart des régions de moyenne latitude. Les plus importantes diminutions sont prévues pour l'Europe, alors que des augmentations sont simulées pour l'Arctique Canadien et la Sibérie. Les projections des modèles climatiques indiquent que les Alpes et les Pyrénées connaitront des hivers plus chauds avec de possibles augmentations des précipitations (Marinucci et al., 1995), ce qui élèvera la limite des neiges, réduira la couverture neigeuse en général et diminuera les écoulements estivaux. |
Synthèse bibliographique | UNEP 2007 - R | |
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Hypothèses |
Alpes
: Une augmentation des températures de 2 à 3°C d’ici à 2050 affecterait profondément le manteau neigeux aux basses altitudes (en dessous de 1200-1500m asl). Des hivers plus doux apporteront moins de neige à ces altitudes et le manteau neigeux fondera beaucoup plus rapidement. |
Abegg and Froesch 1994 in Bravard 2006 - P | |
Alpes
: L’hypothèse d’Alpes moins enneigées à l’avenir est encore valable malgré l’hiver 1999. Lorsque davantage d’humidité est « injectée » dans l’atmosphère en raison de l’effet de serre, il est tout à fait normal que, malgré la tendance au réchauffement, lors d’un régime de nord-ouest avec barrage au nord ou encore au sud, d’abondantes chutes de neige interviennent à nouveau dans les Alpes certaines années. |
ProClim 1999 - E | ||
Monde
: Dans la plupart des montagnes des régions tempérées, la couverture neigeuse est proche de son point de fusion, et est donc très sensible à des changements de température. Comme le processus de réchauffement se poursuit dans le futur, les régions qui ont des chutes de neige auront de plus en plus de précipitations sous forme de pluie. Pour chaque augmentation de 1°C, la limite pluie/neige remonterait d’environ 150 m. Ainsi, moins de neige s’accumulerait aux moyennes et basses altitudes, alors qu’il pourrait y avoir plus de neige au dessus de l’isotherme 0°C à cause d’une augmentation des précipitations dans certaines régions (au plus hautes altitudes la plupart des précipitations continuent à tomber sous forme de neige). Dans les zones où les chutes de neige sont actuellement marginales, il pourrait ne plus y avoir de neige du tout. |
IPCC 2001 - R | ||
Alpes : Certains scénarios climatiques prévoient une augmentation des précipitations hivernales. Cette augmentation pourrait compenser de manière partielle le déficit de hauteur de neige à moyenne altitude, mais joue assez peu sur la durée de l’enneigement, plutôt gouvernée par la fonte (donc la température). Il serait donc possible d’avoir en hiver plus de neige à haute altitude qu’aujourd’hui, et moins à basse altitude. |
Etchevers & Martin 2002 - P | ||
| Monde
: Pour chaque degré d’augmentation des températures moyennes, la limite inférieure de la neige devrait remonter de 150m en altitude. |
Beniston 2003 - R | ||
| Alpes suisses : Un réchauffement moyen de 4°C pour la période 2071-2100 (simulations obtenues dans le cadre du projet PRUDENCE) suggèrent que le volume de neige dans les Alpes suisses pourrait être réduit d’au moins 90% à 1000 m d’altitude, de 45 à 60 % à 2000 m et de 30 à 40 % à 3000 m. La durée d’enneigement pourrait également être fortement réduite avec un climat plus chaud, avec une saison d’enneigement qui fini 50 à 60 jours plus tôt à haute altitude (au dessus de 2000-2500 m) et de 110 à 130 jours à des altitudes moyennes (aux alentours de 1000 m). Une réduction de 15 à 20 jours de la saison d’enneigement peut donc être attendue pour chaque degré de réchauffement de la saison hivernale. |
Beniston & al. 2003a - A | ||
Alpes suisses : |
Beniston & al. 2003b - A | ||
Alpes
françaises et suisses : Il est vraisemblable que pour les stations de basse altitude, la tendance à la décroissance du manteau neigeux perdure voire s’accélère dans les années à venir. |
Ancey 2005 - E | ||
Monde : Un aérosol commun au dessus de nombreuses régions de la planète est le carbone noir. Cette substance absorbe la lumière solaire. Cette matière est ensuite lessivée de l’atmosphère par les précipitations et se dépose, notamment mais pas exclusivement sur les champs de neige et de glace de la planète. Dans ces conditions, l’albédo de surface diminue induisant une plus grande absorption d’énergie solaire par la neige et la glace, et une fonte plus précoce. Il semblerait que l’introduction correcte du paramètre « aérosols » dans les GCM induirait une fonte prématurée de la couverture neigeuse et plus spécialement des glaciers et de la banquise. Si l’effet des aérosols est intégré de manière satisfaisante dans les modèles climatiques, il pourrait se combiner à l’effet des températures pour réduire les surfaces enneigées et englacées dans les régions avec des pollutions de l’air importante (par exemple, la Chine, L’Ouest des USA ou l’Europe). |
Barnett & al. 2005 - A | ||
France : Une nette diminution de la durée d'enneigement, surtout dans les Alpes du Sud et dans les Pyrénées (moins 30 % à 40 %), est attendue (MIES, 2000). |
ONERC 2005 - R | ||
| Alpes
/ Allemagne du Sud : On peut s'attendre à une diminution jusqu'à 50% de l'enneigement pendant l'hiver à 700 - 1 000 mètres d'altitude, à cause de l'augmentation des températures et du déplacement saisonnier des précipitations. |
Seiler 2006 - P* | ||
Monde
: La couverture neigeuse devrait diminuer. |
IPCC 2007 - R (SP) | ||
Suisse : D'ici à 2050, la limite de la neige pourrait s'élever de 350 mètres (OcCC 2007). Au dessus de 2000 mètres d'altitude, les quantités de neige devraient plutôt augmenter à l'avenir (OcCC/ProClim 2007). |
Synthèse bibliographique | North & al. 2007 - R: OFEV |
Légende
des références biblio :
- * : études prises en compte par le WP7.
- A : Article (revue à comité de lecture)
- C : Commentaire
- E : Etude scientifique (non publiée)
- P : Proceedings
- R : Rapport
- Re : Retour d'expérience
- T : Thèse
- W : Site Internet