Pôle Alpin Risques Naturels (PARN) Alpes–Climat–Risques Avec le soutien de la Région Rhône-Alpes (2007-2014)
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Compilation des connaissances 2.2.0
Couvert neigeux





Impacts des changements climatiques sur le couvert neigeux
Mise à jour : Janvier 2015


Reconstitutions paléoclimatiques et paléoenvironnementales

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes françaises :
Les principaux résultats obtenus confirment la forte variabilité spatiale et temporelle du couvert neigeux modélisé en ce qui concerne certains paramètres clés tels que ceux qui décrivent l'emprise au sol ou l'épaisseur de neige. Les paramètres d'enneigement dans les Alpes françaises se caractérisent par un gradient marqué déclinant depuis les contreforts nord-ouest vers les régions internes du sud-est. Cela s'applique principalement à la fois aux épaisseurs et à la durée du manteau neigeux, qui présentent une variation latitudinale maximale d'environ 60 jours à 1500m, qui diminue fortement avec l'altitude.

L'épaisseur de neige montre une variation temporelle principalement négative sur la période d'étude 1959–2005, plus importante à basse altitude, en particulier au nord et durant les derniers hivers, tandis que le sud présente des variations moins marquées. Le nombre de jours avec de la neige au sol montre aussi une tendance générale significative à la baisse à basse et moyenne altitude mais le signal est plus faible au sud qu'au nord et moins visible en haute altitude. Même si un test statistiquement significatif ne peut être obtenu pour toutes les altitudes et pour tous les secteurs, la diminution temporelle est présente dans toutes les quantités étudiées. Concernant la durée d'enneigement, cette diminution générale peut aussi être interprétée comme une variation brusque des valeurs moyennes à la fin des années 1980, induisant un effet de rupture dans les séries temporelles plutôt qu'une tendance temporelle négative constante. De plus aucune relation claire et directe entre les indices NAO ou ENSO et les paramètres d'enneigement étudiés n'a pu être établie.
 

Durand & al 2009b - A

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
Alpes suisses :
La période de l'Holocène, qui débute à la suite du petit épisode froid du Dryas récent (depuis 10 000 BP), marque la fin du retrait rapide des glaciers dans le fond des vallées préalpines et l'établissement du climat que nous connaissons actuellement. Durant la période du Préboréal, la limite inférieure de la neige (altitude au-dessus de laquelle la couverture hivernale de neige sur une surface plane ne fond plus au cours de l'été) s'élève de 2000m à 2600m.
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


Observations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
France :
Dans les Alpes françaises, depuis le milieu des années 1980, tous les paramètres qui caractérisent l’enneigement hors couvert forestier – hauteur de neige, durée et fin de l’enneigement – sont à la baisse, baisse remarquable à très basse altitude (< 1000 m), plus faible au fur et à mesure que l’altitude augmente et devenant quasi nulle à partir de 2400 m. Les données du col de Porte, laboratoire de Météo-France situé dans le massif de la Chartreuse, à 1325 m d’altitude, conf irment cette tendance avec une baisse de 12 cm par décennie des hauteurs de neige moyennes, ainsi qu’une diminution significative des durées d’enneigement non nul (6 jours par décennie) et supérieur à 1 mètre (15 jours par décennie).
Synthèse bibliographique

Planton & al. 2015 - A

Alpes Européennes :
L’objectif de cette étude est double. Tout d’abord, générer un nouveau jeu de données satellites sur la couverture neigeuse qui se détache des contraintes liées à la présence de nuages. Ensuite, examiner la distribution spatio-temporelle de la couverture neigeuse dans les Alpes Européennes, sur les 27 dernières années, en utilisant les images satellites obtenues. La représentation spatiale moyenne à long terme de la durée de la couverture neigeuse, de l’apparition de la première neige sur une zone donnée et de la dernière présence de neige sur une zone donnée montre une forte corrélation de ces différents paramètres avec l’altitude, en raison de l’évolution de la température selon un gradient altitudinal. Cependant, les différences régionales sont mises en évidence et ce, particulièrement entre la partie nord et la partie sud de la chaîne alpine, mais aussi sur l’axe est-ouest. Les analyses régionales mettent en avant des durée de couvertures neigeuses plus courtes aux basses altitude dans les zones sud-ouest et sud-est. De manière générale, l’analyse de la moyenne des séries temporelles mensuelles n’a permis de mettre en avant aucune tendance linéaire sur l’intégralité de la région alpine. La conclusion est la même pour les analyses régionales, bien que certaines tendances indiquent une augmentation (diminution) de la durée de la couverture neigeuse dans les zones les plus au nord (sud).

Dans cette étude, nous avons pris en compte deux échelles temporelles. Tout d’abord 1985-2011 pour la moyenne des séries décrivant la couverture neigeuse mensuelle. Ensuite, 1991-2011 pour les applications spatiales en rapport avec la couverture quotidienne des données. Dans cette étude, nous avons utilisé une combinaison de techniques destinées à compléter les erreurs issues de la présence d’une couverture neigeuse, à la fois à l’échelle spatiale et à l’échelle temporelle.

Hüsler & al 2014 - A

Alpes Françaises :
Analyse de la sensibilité du bilan de masse de surface et de la ligne d’équilibre glaciaire (ELA) par rapport au changement climatique est cruciale dans le cadre de la simulation de l’évolution future des glaciers. Cette analyse a été mise en œuvre grâce à l’utilisation d’une base de données très importante, réalisée à partir de mesures faites sur 4 glaciers français au cours des 16 dernières années, qui comprend de nombreuses informations vis-à-vis de l’accumulation neigeuse et des taux d’ablation de la neige et de la glace. L’étude du bilan de masse hivernal met en avant un schéma compliqué entre son évolution et le gradient altitudinal, sans qu’une relation linéaire puisse être mise en évidence. Bien que les ratios entre les différents bilans de masse hivernaux et les précipitations sur les vallées alpines diffèrent de manière importante entre les sites d’étude, ils restent constants au cours du temps. Les relations entre l’ablation de la glace et de la neige et la température sont stables, et ne présentent aucun lien avec l’altitude. La moyenne des facteurs PDD (positive degree-day) pour la neige et la glace sont respectivement de 0.003 et 0.0061 m.e.e °C-1 j-1. Cette analyse montre que, pour un site d’étude donné, l’ablation dépend surtout de la quantité de précipitation neigeuse et du nombre de PDD cumulé. La sensibilité de l’ablation annuelle au changement de température augmente de manière linéaire de 0.25 m.e.e °C-1 à 3500m à 1.55m.e.e °C-1 à 1650m. La sensibilité de la LEA aux changements de température connaît une amplitude de 50 à 85m°C-1.
Mesures sur une période de 16 ans, 131 sites et 4 glaciers différents

Six & Vincent 2014 - A

Alpes italiennes :
Les chutes de neige cumulées dans les Alpes italiennes présentent une tendance globalement négative (Valt et Cianfarra, 2010). Entre 1984 et 1994, un changement dans le régime d’enneigement ainsi qu'une modification de la durée du manteau neigeux ont été identifiés. Les chutes de neige ont diminué d'environ 16 à 31% en dessous de 1500 m entre 1991 et 2010 et ont diminué d'environ 8 à 14% au-dessus de 1500 m d'altitude sur la même période. La diminution constatée est plus marquée au cours des mois de MA au-dessous de 1500 m avec le plus grand déficit entre 1991 et 2000. La tendance de l’indice d’anomalie standardisée (SAI) montre que depuis 1987 les chutes de neige se caractérisent par une tendance à la baisse. Cependant, les hivers 2004, 2006, 2009 et 2013 ont été très enneigés.
La durée du manteau neigeux se caractérise par des tendances à la baisse particulièrement au-dessous de 1500 m d'altitude. Au cours de la période 1991-2000, elle a diminué de 19 jours en DJFMA et une diminution de 11 jours s’est produite entre 2001 et 2010 (Valt et Cianfarra, 2010). Une diminution plus faible de 5/6 jours dans la durée de la couverture de neige a été détectée au-dessus de 1500 m. Au cours des mois de MA des diminutions de 13 et 8 jours diminution ont été détectées entre 800 et 1500 m et au-dessus de 1500 m, respectivement.
Les données d’enneigement proviennent de plusieurs bases de données comprenant le Service Italien des Avalanches, l’AINEVA, les rapports annuels (ministère des Travaux publics, de 1927 à 1996) et de la Société Italienne de Météorologie. Les données de plus de 70 stations à travers les Alpes italiennes ont été utilisées. Tous les résultats de cette étude se réfèrent à l'année hydrologique (par ex. l’année 2012 commence le 1er Octobre 2011 et se termine le 30 Septembre 2012). Pour mettre en évidence la tendance régionale avec une seule série, les auteurs ont utilisé l’Indice adimensionnel d’Anomalie Normalisée (SAI, Giuffrida et Conte, 1989; Mercalli et al, 2003, 2006). Les séries d’enneigement sont assez longues pour presque toutes les stations considérées et les analyses ont ainsi été effectuées sur la base de la période de référence 1961-1990, comme suggéré par l'OMM.

Valt & Cianfarra 2013 - P: ISSW

Alpes :
Au cours des 80 dernières années, l’enneigement a montré une variabilité interannuelle et interdécennale considérable. En règle générale, le fait que les températures hivernales ont augmenté au cours de la période de 2°C ou plus en fonction du lieu implique que, en particulier à des altitudes inférieures 1000-1500 m, les tendances à long terme de l’enneigement conduisent à un déclin général à la fois de la durée et des cumuls de neige. Cette tendance linéaire depuis le début du 20ème siècle est en quelque sorte masquée par les fluctuations à l'échelle décennale où l'épaisseur et la durée du manteau neigeux augmentent en réalité pour un certain nombre d'années, comme on le voit dans la partie la plus récente de l’enregistrement. Les conclusions de cet article confirment celles d'autres études récentes en Suisse et dans les pays alpins voisins. Dans les conditions climatiques actuelles, on ne peut pas considérer que la neige soit en train de « disparaître », mais elle commence certainement à reculer à basse altitude.

Tandis que les tendances récentes au réchauffement constituent clairement le principal facteur de contrôle de cette évolution, d'autres processus contribuent aussi à la réduction de l’enneigement, comme l'influence de l'Oscillation Atlantique Nord sur la variabilité de la couverture de neige de montagne.
Cet aperçu de l’évolution de l’enneigement porte essentiellement sur le cas des Alpes européennes et plus particulièrement sur la Suisse, où la richesse de données pertinentes et de longs enregistrements permettent d’entreprendre des études détaillées.

Beniston 2012 - A

Alpes suisses :
La couverture neigeuse et la durée d’enneigement sont des éléments très variables de l'environnement alpin et sont souvent mal reproduits dans les modèles climatiques. En utilisant des probabilités conjointes de distributions des températures et des précipitations pour classer les situations hivernales en modes froid/sec, froid/humide, chaud/sec et chaud/humide, cette étude démontre qu'un mode particulier (chaud/sec) exerce la plus forte influence sur la neige. Lorsque le nombre de jours de chauds et secs est faible, la neige dans les Alpes suisses est abondante, et vice versa. Depuis les années 1950, il y a eu une augmentation des événements de type chaud/sec et une réduction consécutive de la couverture neigeuse. Des hivers à fort enneigement se sont néanmoins produits ces dernières années, quand le nombre de jours de type chaud/sec était faible, malgré des températures hivernales plus de 1°C supérieures à celles du milieu des années 1900. Le mode chaud/sec représente donc un indicateur de la quantité et de la durée de la couverture neigeuse et son évolution dans un climat « à effet de serre » peut aider à identifier si des hivers à fort enneigement peuvent encore se produire dans un monde plus chaud.
Les données moyennes journalières de températures, de précipitations et d’épaisseur de neige de MétéoSuisse ont été compilées pour quatre stations météorologiques qui s'étendent de l'ouest au nord-est de la Suisse sur une large gamme d'altitude (1000-2500 m) et couvrant la période 1951-2009. Des statistiques d'hiver ont été dérivées de ces variables, comprenant l’épaisseur moyenne du manteau neigeux, la durée d’enneigement continu et des quantiles joints de température et de précipitations. Des quantiles joints de 25 et 75% ont été utilisés pour définir les quatre modes combinés utilisés dans cette étude pour caractériser les situations d'hiver.

Beniston & al. 2011 - A

Alpes italiennes :
Dans les Alpes italiennes, une réduction de la durée du manteau neigeux et des chutes de neige plus forte au printemps a été détectée sur les 40 dernières années avec le taux de diminution le plus fort au cours des années 1990. La dernière décennie se caractérise par une reprise de la tendance à la baisse documentée principalement évidente entre 800 m et 1 500 m.
 
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L’analyse en composantes principales des tendances de la durée du couvert neigeux et des chutes de neige a montré une tendance à la baisse à long terme. Le test de point de changement a montré l'existence de points de rupture entre 1984 et 1994 qui caractérisent les séries temporelles de durée d’enneigement et de chutes de neige analysées par gammes d'altitude et par saisons. Ces points de rupture marquent une variabilité drastique de la tendance dans les séries temporelles : une tendance positive caractérise la série avant le point de rupture et une tendance à la baisse caractérise l’enregistrement historique après le point de rupture. Les tendances négatives décrites résultent de la diminution documentée des précipitations en hiver et au printemps. Celle-ci peut quant-à-elle être liée à une modification du ratio entre précipitations liquides et solides et/ou être associée à une augmentation de la température. Les tendances du couvert neigeux dans l’Hémisphère Nord et dans les Alpes italiennes sont fortement corrélées dans le domaine fréquentiel. Parmi les fréquences dominantes, la période de 11,2 ans détectée pourrait être liée au cycle de 11 ans dans l'activité solaire.
Cette étude présente une analyse des enregistrements historiques de la durée du manteau neigeux (1950 à 2009) et des chutes de neige (1960-2009) collectées dans les Alpes italiennes.

Valt & Cianfarra 2010 - A

Région Rhône-Alpes (France) :
Le suivi de l’enneigement sur les dernières décennies montre que, malgré une absence de signal net sur les précipitations, on observe une baisse marquée de l’enneigement à basse altitude (< 1800m), de 30 à 50% à 1500 m en hauteur de neige et en nombre de jours avec neige au sol. On n’observe pas vraiment de tendance au-dessus de 2000 m.
 
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Les mesures effectuées au Col de Porte témoignent d’une nette baisse des hauteurs de neige en 48 ans (-64 cm) et d’une augmentation marquée des températures sur la même période (+1.9°C). La tendance sur les précipitations est peu marquée sur ce poste.

La tendance de l’évolution du manteau neigeux en Savoie étudiée sur une dizaine de postes inférieurs à 1800 m et deux postes à plus haute altitude (Courchevel et La Plagne) est une diminution des apports de neige fraîche (- 30% sur la période 1959-2008). Cette diminution n’a pas été régulière au cours du temps et ne se traduit pas de la même façon suivant que la station est située sur un versant exposé ou au contraire en fond de vallée. Les fonds de vallée subissent moins cette diminution des apports de neige fraîche. Sur l’intervalle d’étude, jusqu’au milieu des années 70 la baisse est faible. Au début des années 80 (période de l’or blanc) une augmentation très sensible des cumuls est observée qui s’achève à la fin des années 80. Ensuite, la baisse est régulière et connaît même une accélération depuis le début des années 2000. Cette évolution s’explique par une baisse des précipitations hivernales, plus sensible sur l’avant-saison (novembre et décembre) que sur les mois suivants. Elle s’explique également par une hausse des températures qui est d’autant plus notable que les versants sont exposés. Au final, le manteau neigeux de la Savoie a cumulé toutes ces contraintes et s’est réduit en nombre de jours de présence (-10 à -37 jours suivants les stations) et en hauteurs maximales (de -36 à -50%) sur les postes étudiés
 .
Ce rapport de Météo-France réalisé dans le cadre des travaux préparatoires au Schéma Climat-Air-Energie (SRCAE) rend compte de l’évolution de l’enneigement pour plusieurs points de mesures des hauteurs de neige en Rhône-Alpes.
 
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Les données utilisées sont issues des points de mesure de la température et de la pluviométrie du réseau de Météo-France pour lesquels on dispose des moyennes mensuelles de ces paramètres météorologiques pour la période 1971-2000. Ces moyennes, souvent appelées normales, sont la base de l'information utilisée pour qualifier le climat.

La station du Col de Porte située à 1325 m, à proximité de Grenoble, est une station de mesure historique du manteau neigeux. Elle fait, dans le rapport, l’objet d’une représentation spécifique associant les mesures de température et de précipitation.
Une étude (Poinard & Viez, 2008) détaillée de l’évolution du manteau neigeux en Savoie a été menée sur une dizaine de postes inférieurs à 1800 m et deux postes à plus haute altitude (Courchevel et La Plagne) sur la période 1959-2008.

Météo-France 2010 - R: SRCAE-RA

Alpes autrichiennes - région du Sonnblick (Hohe Tauern) :
Sur la période 1928–2005, la variabilité interannuelle de l’épaisseur maximale de neige est remarquablement élevée : d'environ 2 m à plus de 10 m. Les valeurs d’épaisseur de neige les plus élevées ont été mesurées dans les années 1940 et 1950, où l'influence de la NAO sur la température de l'air était forte.
 
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La variabilité interannuelle tant de l’épaisseur maximale de neige que des précipitations hivernales montrent une tendance claire à la baisse. Les tendances à long terme de l’épaisseur du manteau neigeux montrent une réduction significative de la contribution de l'accumulation de neige au cœur de l'hiver (1er déc. Au 1er mars) par rapport aux périodes de début et de fin d'hiver, en particulier dans la partie sud de la région où la tendance linéaire de la contribution à l'accumulation totale est estimée à –2,7% par décennie.

Un signal climatique très clair est apparu dans la probabilité de dépassement d'épaisseurs de neige spécifiques, qui semble être assez stable à l'automne mais qui a diminué considérablement en été ainsi qu’à la période d’enneigement maximal dans la partie sud. Cette constatation se reflète également dans les bilans de masse négatifs des glaciers dans la région Sonnblick.

La hauteur de neige le 1er mai ne montre aucune corrélation avec la hauteur de neige restante au 1er octobre à la fin de la saison d'ablation, ce qui coïncide avec la grande sensibilité bien connue des bilans de masse glaciaires à la température de l'air en été et leur faible sensibilité à l'accumulation d'hiver.

En été, une baisse d'environ 1% des précipitations solides par décennie a été trouvée pour les sites les moins élevés (2400 mètres d'altitude) alors que fraction des précipitations solides en hiver reste stable ou seulement légèrement réduite (pour les sites les plus bas pour la période octobre-mai). Bien que cela semble être assez faible, les effets sur le bilan radiatif dans les courtes longueurs d’onde via l'albédo sont importants.

Enfin, alors que la température de l'air hivernale est significativement corrélée avec la NAO, les précipitations hivernales et l'enneigement au 1er mai ne montrent aucune corrélation avec la NAO.
Le vaste réseau de mesure de neige de la région Sonnblick (Hohe Tauern, Alpes autrichiennes) a été utilisé pour décrire les tendances temporelles et la variabilité de la hauteur de neige ainsi que sa relation avec le changement climatique pour un site de haute altitude des Alpes européennes (2400-3100 m).
 
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La représentativité spatiale des mesures sur perches à neige, qui remontent à 1928, a été dérivée des épaisseurs maximales de neige en mai en utilisant les mesures denses de profondeur de neige issues des mesures de bilan de masse glaciaire. La représentativité des mesures a été traitée par des analyses de corrélation spatiale et les tendances et les variations temporelles ont été étudiées à partir d'un nombre réduit de séries par analyse statistique des mesures. La relation entre les variations de l'épaisseur de neige et le climat a bénéficié des séries climatiques à long terme de haute qualité de l’observatoire du Sonnblick situé à proximité.

Cette étude montre que le réseau de mesure de neige dans la région Sonnblick est approprié pour décrire les changements à long terme de la hauteur de neige sur des sites d’altitude. La comparaison avec les sondages de hauteur de neige à haute résolution montre que ces données sont spatialement représentatives.
Une relation statistique entre la température de l'air et la fraction solide des précipitations a été utilisée pour estimer les tendances temporelles de la fraction solides des précipitations sur les sites de mesure.
La corrélation entre l'épaisseur de neige mesurée sur les perches à neige et les mesures de précipitations locales est faible et semble être affectée par des erreurs de mesure et par les processus de redistribution de la neige, mais à plus long terme la moyenne des précipitations locales mesurées sur pluviomètres totalisateurs correspond bien à la hauteur moyenne de neige.
La plus forte corrélation entre l'épaisseur de neige et des séries de précipitations de basse altitude (HISTALP) par rapport aux mesures de haute altitude des pluviomètres totalisateurs soutient la conclusion de nombreux chercheurs qu’une évaluation fiable des précipitations sur les sites de haute montagne est encore non résolue.

Schöner & al. 2009 - A

Alpes suisses (glaciers de Claridenfirn, Aletsch et Silvretta; Davos et 3 autres stations):
La fonte de la neige et de la glace était plus forte dans les années 1940 que pendant les années récentes, malgré les températures significativement plus hautes des décennies actuelles. Un enregistrement intra-alpin du rayonnement montre que dans les années 1940, le rayonnement global dans les courtes longueurs d'onde au cours des mois d'été était 8% au-dessus de la moyenne à long terme et significativement plus élevé qu'aujourd'hui, favorisant une perte de masse rapide des glaciers. L'assombrissement du rayonnement solaire entre les années 1950 et les années 1980 est conforme à la réduction des taux de fonte et à l'avancée des glaciers.
 
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Les conditions de fonte ont subi de fortes variations temporelles au cours du siècle dernier. Trois périodes décadaires d'égale durée sont mises en évidence, accentuant les anomalies de fonte de neige et de glace les plus significatives : Pendant les périodes 1942–1952 et 1998–2008, la fonte était respectivement de 17% et 13% au-dessus de la moyenne, tandis qu'elle était au-dessous pendant la période 1971–1981 (–19%). D'après les longues séries de données à l'échelle du siècle, le maximum de fonte sur les sites d'étude s'est produit en 1947. Les taux de fonte étaient largement plus élevés que pendant l'été 2003, connu pour sa vague de chaleur extrême en Europe. La fonte des neiges et des glaces sur les quatre sites de haute altitude était plus forte de 4% dans les années 1940 comparée aux dernières décennies. C'est intriguant parce que les températures de l'air au cours du 20e siècle n'ont jamais été aussi hautes qu'aujourd'hui. D'après le test non paramétrique de Mann-Kendall, la tendance de la température de l'air sur la période 1914–2008 est positive et statistiquement significative au niveau 99%, mais cependant, il n'y a pas de tendance significative dans les taux de fonte annuels. Les changements multidécennaux dans la fonte des neiges et des glaces ne peuvent s'expliquer par les seules variations de la température. Les anomalies positives estivales de rayonnement solaire entre 1940 et 1960 fournissent la preuve que les taux extrêmes de fonte dans les années 1940 ont été favorisés par le rayonnement et seulement dans une moindre mesure par des températures de l'air plus élevées.

Les résultats indiquent une prolongation de la saison de fonte (nombre de jours avec une fonte >1 kg/m²) aux hautes altitudes de près d'un mois depuis les années 1970. Simultanément, la part calculée des chutes de neige par rapport aux précipitations annuelles totales a diminué de 12% en moyenne sur les sites d'étude.

Le diagnostic annuel du facteur degré-jour pour la neige (DDFsnow) qui utilise les mesures saisonnières de bilan de masse a permis aux auteurs de quantifier les changements à long terme dans la relation entre les températures positives de l'air et la fonte. Ils ont trouvé des DDFs relativement stables jusqu'au milieu des années 1970, suivis par une tendance négative de –7% par décennie. Les facteurs de contrôle de ces variations à long terme ne peuvent pas être détectés à partir des données disponibles car elles ne résolvent pas toutes les composantes du bilan énergétique.
 

Huss & al. 2009 - A

Alpes :
Des changements majeurs de la couverture neigeuse en montagne sont attendus et ont déjà été détectés (Marty, 2008). Les analyses de tendance des changements de couverture neigeuse ont été menées par Hantel et al. (2000); Laternser and Schneebeli (2003) et Scherrer et al. (2004) pour les Alpes. Toutes les études s'accordent sur le fait que les changements les plus prononcés sont détectés pour les altitudes les plus basses. Ce résultat est en accord avec l'explication que les tendances des températures sont les plus visibles à ces altitudes, pour lesquelles un petit changement de température conduit à une augmentation des pluies par rapport aux précipitations sous forme de neige (changement dans la "snow line").
 

Bavay & al. 2009 - A

Suisse :
Une investigation des longues séries de 34 stations situées entre 200 et 1800m d'altitude portant sur au moins 60 ans (1948–2007) montre une série sans précédent d'hivers peu enneigés au cours des 20 dernières années. Le signal est uniforme malgré de fortes différences régionales. Une analyse de détection des changements a révélé une brusque diminution significative du nombre de jours de neige à la fin des années 1980 sans tendance claire depuis lors. Ce changement abrupt a entraîné une perte de 20 à 60% du nombre total de jours de neige. L'augmentation brutale de la température hivernale moyenne à la fin des années 1980 et son étroite corrélation avec les anomalies de jours de neige confirment la sensibilité de l'hiver des latitudes moyennes au changement climatique provoqué la hausse des températures.
Cette étude démontre que, lorsqu'on considère les moyennes à moyen et long-terme, il y a une forte ressemblance entre le couvert neigeux des stations situées à des altitudes similaires, malgré l'hétérogénéité entre les sites et les possibles inhomogénéités des stations. Les données à long-terme de plusieurs stations d'altitude similaire donnent ainsi une image spatialement fiable pour une zone d'altitude spécifique. Cela souligne le besoin de continuer les observations de la neige dans des zones de différentes altitudes des deux côtés des Alpes pour surveiller d'autres changements possibles.
 
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L'analyse de la couverture neigeuse en termes de jours de neige révèle que les hivers suisses sont plus fortement caractérisés par un changement abrupt remarquable et significatif à la fin des années 1980 que par une tendance à la baisse de long-terme. En fait, une analyse avec le test de Mann-Kendall démontre que cette diminution brutale est responsable d'une tendance à la baisse dans les séries. Pour 3 des 6 cas, la tendance est significative (p < 0.05) mais seulement si les 7 dernières anées sont incluses. Il n'y a pas beaucoup de confiance en la stabilité d'une telle tendance, puisqu'elle se produit à la toute fin des séries de données supérieures à 60 ans. Concernant le timing du changement, la zone de basse altitude montre le comportement le plus homogène parmi les stations et la réduction la plus drastique du nombre de jours de neige (plus de 50%). Les stations de plus haute altitude (en particulier sur le versant sud) montrent un comportement plus divers, mais la moyenne des stations révèle aussi pour ces zones un changement brutal à la fin des années 1980.

Lorsque seules les 20 dernières années après le changement de régime sont considérées, aucune tendance claire ne peut être détectée. La moyenne des vingt derniers hivers montre des records de faible nombre de jours de neige sur les deux versants des Alpes depuis le début des mesures il y a plus de 100 ans. Le fait que le changement brutal puisse être détécté non pas seulement pour les stations urbaines, mais aussi pour les stations rurales et de montagne démontre qu'un effet tel que l'îlot de chaleur urbaine ne peut pas être responsable de la forte diminution du nombre de jours de neige après la fin des années 1980.
Les analyses sont basées sur les données quotidiennes d'épaisseur de neige mesurées manuellement issues des réseaux d'observation du SLF (Swiss Federal Institute for Snow and Avalanche Research) et de MeteoSwiss (Swiss Federal Office of Meteorology and Climatology).
Le nombre de jours de neige ("snow day") entre décembre et mars (DJFM) a été utilisé dans cette étude, parce que cette valeur est d'un usage plus pratique que l'épaisseur moyenne de neige. Un jour de neige est défini comme un jour avec une épaisseur de neige supérieure à un seuil donné. Les seuil de 5, 30 et 50 cm ont été choisis pour les trois zones altitudinales.
En vue d'analyser les tendances et les transitions possibles, le test non paramétrique de Mann-Kendall (MK) dans sa version séquentielle et un test d'indicateur de changement de régime ont été appliqués aux données annuelles.


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La qualité des données a été contrôlée manuellement, les valeurs manquantes ou erronées ont été complétées à l'aide des stations voisines.

Pour une sélection initiale, 41 stations avec plus de 60 ans de données (au moins 1948-2007) ont pu être condidérées. Sept stations ont été exclues en raison d'inhomogénéités connues ou de la proximité d'une autre station avec une série plus longue. Les 34 stations restantes entre 200 et 1800m d'altitude sont situées partout en Suisse. La plupart de ces stations ont connu un ou plusieurs changements de localisation, d'observateur ou d'environnement, qui ont pu biaiser les séries temporelles. Les stations ont été séparées en trois zones altitudinales différentes (201–800 m, 801–1300 m, 1301–1800 m). Ces zones sont mentionnées comme de 'basse', 'moyenne' ou 'haute' altitude. Les stations du versant sud des Alpes ont été traitées séparément parce que leur climat est contrôlé par des régimes de température et de précipitations (influences méditerranéennes) distincts de ceux du nord des Alpes.

Marty 2008 - 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

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

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

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

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

Alpes :
Depuis 1950, la limite des chutes de neige est remontée en altitude de plus de 100 m.
 

Seiler 2006 - P

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 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

Alpes françaises et suisses :
Les tests réalisés sur les données récoltées depuis la fin du XIXe s. (en Suisse) ou du milieu du XXe s. (en France) montrent la stabilité des précipitations de neige. La diminution de l’enneigement ne peut donc être attribuée à une réduction des précipitations de neige (de leur intensité ou du nombre annuel de chutes de neige) .

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

Suisse :
En dessous de 1300 m, les périodes avec une couverture neigeuse ont nettement raccourci.
 
Scherrer & al. 2004 in Frei & Widmer 2007 - E
Alpes suisses :
L'épaisseur moyenne du manteau neigeux, la durée d'enneigement continu et le nombre de jours de chutes de neige dans les Alpes suisses montrent tous des tendances très similaires au cours de la période d'observation 1931-1999 : une augmentation progressive jusqu'au début des années 1980 (avec des interruptions négligeables au cours des années 1950 et début des années 1970), suivie par une diminution statistiquement significative vers la fin du siècle. Les variations régionales et d'altitude sont grandes ; les hautes altitudes ne montrent que de légères modifications, et les tendances deviennent plus prononcés à moyenne et basse altitude. À certains moments, la partie sud des Alpes a souvent présenté des conditions différentes de celles du nord. La réduction de la durée du manteau neigeux est principalement causée par une fonte printannière plus précoce plutôt que par des chutes de neige plus tardivesx en automne. Les tendances pour les événements de fortes chutes de neige sont quelque peu différentes : à des altitudes supérieures à 1300 m une très faible tendance croissante à des chutes de neige plus marquées a persisté depuis les années 1960, et seules de faibles altitudes inférieures à 650 m montrent une baisse marquée depuis le début des années 1980, ce qui indique que les fortes précipitations hivernales tombent de manière croissante sous forme de pluie plutôt que de neige. Une revue bibliographique confirme que, dans tout l'hémisphère Nord tempéré et subpolaire, un schéma général similaire de variations temporelles de l'enneigement s'est produit au cours du 20e siècle.
 
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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) sur l'ensemble des Alpes suisses et leurs piedmonts 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.
 
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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

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 :
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

Massif de la Chartreuse (Alpes françaises) :
Très forte irrégularité de l'enneigement au col de Porte (2ième décade de Février). Dépassement de la valeur 1.5m une fois dans la dernière décennie contre 3 à 4 fois pour les décénnies précédentes. Les hivers 1964, de la fin des années 80 et du début des années 90 ont été particulièrement peu enneigés. Tendance générale à la baisse de la hauteur du manteau neigeux sur les 40 dernières années (1960-2000) au col de Porte, à cause de l'enneigement faible de la dernière décénnie.
 

Etchevers & Martin 2002 - P

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

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

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 :
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

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 françaises :
L'étude de la climatologie nivale des Alpes françaises, réalisée à partir de séries de mesures sur certains sites, montre que la variabilité spatiale et temporelle de l'enneigement est très grande. En particulier, les conditions de très faible enneigement rencontrées durant certains hivers récents peuvent être comparées à celles de certains hivers du passé.
La modélisation du manteau neigeux est un moyen efficace pour compléter notre connaissance de la climatologie nivale car elle permet de prendre en compte les relations complexes entre conditions météorologiques et enneigement. La chaîne Safran-Crocus a été développée pour servir d'aide au prévisionniste du risque d'avalanches. Pour cela, elle est couplée au système expert Mepra qui estime les risques d'avalanches à partir de l'état du manteau neigeux simulé par Crocus. Martin & al. 1994 - A


Modélisations

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
Alpes françaises :
Sur la base d’un vaste ensemble de projections climatiques à haute résolution avec descente d’échelle à la fois statistique et dynamique, on peut s’attendre à des changements importants dans les précipitations solides sur les Alpes françaises dans le climat futur, avec une diminution en hiver d’environ 25% au milieu du 21e siècle (dans une gamme de -20% à -35% pour les quantiles 20–80%) selon le scénario médian A1B d’émission de gaz à effet de serre.
Les auteurs concluent que, au début et à la fin de saison froide s’étendant de novembre à mars (inclus), le changement de température est une importante source de dispersion des changements projetés dans les chutes de neige. Cependant, aucun lien n’est trouvé entre les changements dans les températures et dans les chutes de neige en janvier et février. Au début et à la fin de saison froide, le taux de changement dans les chutes de neige par Kelvin ne dépend pas beaucoup de l’étape de correction des biais, de la période ou du scénario d’émission mais surtout de la méthode de descente d’échelle et des modèles climatiques, ces derniers étant la source d’incertitude dominante.
Dans cet article, la robustesse des changements dans les chutes de neige projetés durant le 21e siècle et les incertitudes associées sont étudiées. En particulier, le rôle des changements de température sur les changements dans les chutes de neige est investigué. Ces questions sont abordées par l'analyse des résultats d'un très grand ensemble de projections climatiques régionales haute résolution, obtenues par downscaling dynamique ou statistique.

Piazza & al 2014 - A

Alpes :
Dans les conditions climatiques actuelles, on ne peut pas considérer que la neige soit en train de « disparaître », mais elle commence certainement à reculer à basse altitude. Selon les projections des modèles climatiques, cependant, il est probable qu'aux inférieures à peut-être 3000 m, l’enneigement reculera de plus en plus rapidement. C'est parce que les plus fortes précipitations projetées par beaucoup de RCMs pour les Alpes ne compenseront pas la forte hausse des températures d'hiver. En conséquence, la neige pourrait bien avoir disparu dans les régions de plaine et de piémont autour des chaînons alpins d'ici à la fin du 21e siècle, et elle aura significativement diminué aux altitudes moyennes. Les augmentations possibles de la quantité de neige au-dessus de 3000 m représentent seulement une fraction de la superficie totale et du volume de neige que les Alpes ont connu jusqu'à maintenant.
Synthèse bibliographique (résultats de simulations avec des modèles climatiques régionaux (RCM) compilés dans le contexte de deux projets européens majeurs : 'PRUDENCE' et 'ENSEMBLES').

Beniston 2012 - A

France / Alpes :
A partir de simulations Giec, les températures de surface de l'océan mondial ont été extraites puis corrigées et utilisées pour faire, avec des modèles atmosphériques, un deuxième jeu de simulations plus fin (50 km sur l'Europe) et plus proche de la réalité. Les conditions atmosphériques autour de la France ont été utilisées pour un troisième jeu de simulations à résolution encore plus fine (10 km). Les séries quotidiennes issues des modèles ont été corrigées statistiquement par rapport à Safran, par tranche verticale de 300 m. Les séries corrigées ont servi à piloter un modèle de sol-neige de complexité supérieure à celle des modèles de climat.
Le principal résultat est la diminution forte dès le milieu du 21ème siècle de la durée d'enneigement de tous les massifs, ce jusqu'à une altitude de 2500 m. A la fin du siècle la durée annuelle d'enneigement est réduite de 80% dans les scénarios les plus pessimistes, mais 50% dans les scénarios optimistes. Ce résultat est robuste malgré la forte disparité de la réponse des modèles en ce qui concerne les précipitations.
 
→ Détails des projections et incertitudes...
Projections : Les variations en pourcentage de la durée moyenne du couvert neigeux (jours avec plus de 5cm au sol) pour le futur proche et le futur lointain (scénario A1B, moyenne des modèles à haute résolution du projet) montrent la forte baisse de l'enneigement liée aux scénarios climatiques. Ainsi, les zones dont les variations sont les plus fortes sont les Alpes du sud et la partie centrale des Pyrénées. La diminution peut atteindre jusqu'à 80% de la durée de référence. Néanmoins, l'impact sur les massifs Corse et le reste du massif des Pyrénées est limité par le faible enneigement du temps présent (faible significativité des variations). Les massifs du nord (Alpes du nord, Jura, Vosges), d'une manière générale, présentent une diminution plus faible en pourcentage que les autres massifs. A la fin du siècle, l'impact sur l'enneigement est très marqué en moyenne montagne. Une des conséquences est qu'il y a peu de différences entre les scénarios A1B et A2 (dès le scénario A1B, l'enneigement est très réduit).
Ces résultats sont confirmés sur les Alpes par l'utilisation du modèle de manteau neigeux Crocus. Pour une altitude moyenne (1800m) et dans le scénario B1, la diminution est significativement moindre que pour les deux autres scénarios, en particulier dans les massifs les plus au nord et correspond grossièrement aux valeurs simulées par les autres scénarios en milieu de siècle (de 35 à 60% de réduction en hauteur et 15 à 40 % en durée). Toujours à 1800m, la diminution calculée avec le scénario A2 pour la fin de siècle est la plus importante et atteint presque deux fois celle du scénario B1 (de 40 à 75% de réduction en durée). Le scénario A1B donne un résultat intermédiaire, de 25 à 65% de réduction en durée qui correspondent à environ 35 jours en milieu de siècle et 75 jours à la fin. On notera aussi la réduction dramatique de l’enneigement (de près de 90% pour la hauteur de neige) dans les massifs les plus au sud pour le scénario A2.


Incertitudes : Afin de mieux comprendre les incertitudes, les auteurs ont procédé à l'évaluation comparée des rétroactions de la couverture neigeuse sur la température (Piazza et al., 2012b), dans les observations et dans le modèle régional Aladin. En effet, à l'échelle régionale, les changements liés à l'évolution climatique pourraient être grandement conditionnés par les rétroactions locales dues aux effets de l'orographie, du couplage sol-atmosphère et de la circulation de méso-échelle. L'étude des mécanismes associés à ces rétroactions a permis d'élaborer deux hypothèses principales. Dans le Sud, la rétroaction a lieu en avril, soit avec un décalage de 2 mois. C'est aussi la région où la neige, si elle est présente en février, fond le plus tôt dans la saison. Cette fonte est associée à une température de sol favorisant la condensation de l'eau atmosphérique près du sol, et la formation de brumes bloquant le rayonnement solaire. Dans l'Est et le Nord, où la température est impactée en juillet et août respectivement (soit avec un décalage de plus de 6 mois), ce sont le contenu en eau et la température des sols qui permettent la persistance de l'effet de la neige de février. La fonte au printemps va augmenter l'indice d'humidité du sol, augmentant par là sa capacité thermique ; plus il y a de neige en hiver et plus le sol reste froid, et ce plus longtemps. La température du sol est elle-même fortement corrélée à la température à 2m, via le flux de chaleur sensible.
La dernière génération de modèles climatiques régionaux atteint maintenant la résolution de 10 km, ce qui est l'équivalent de la résolution horizontale des phénomènes observés sur la durée (analyses Safran de Météo-France de 1958 à nos jours).
Le projet SCAMPEI repose sur une cascade de modèles numériques et statistiques. Cette chaîne permet de partir des concentrations en gaz à effet de serre et d'aboutir à une réponse régionale en terme d'enneigement et de phénomènes extrêmes.
Une technique originale a été développée pour produire des séries quotidiennes du climat sur trois périodes (1961-1990, 2021-2050 et 2071-2100, respectivement : passé, futur proche et futur lointain) en fonction de la position géographique et de l'altitude. Les diverses sources d'incertitudes ont été illustrées (3 modèles français) et quantifiées (14 modèles du GIEC).
 
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La construction de scénarios climatiques est issue au départ de scénarios du Giec. Une approche directe consiste à utiliser un système d'identification de situations analogues qui relie une carte de pression sur la France à une situation observée dans le passé. On peut ainsi, grâce aux analyses Safran fournir des séries météorologiques à haute résolution à partir de modèles à résolution grossière (300 km) pour le passé comme pour le futur. Cette approche permet d'aborder efficacement les incertitudes, mais ne s'appuie pas sur les phénomènes physiques de méso-échelle.

A partir de simulations GIEC, les températures de surface de l'océan mondial ont été extraites et corrigées, puis ont été utilisées pour faire, avec des modèles atmosphériques (Arpege et LMDZ), un deuxième jeu de simulations plus fin (50 km sur l'Europe) et plus proche de la réalité. Les conditions atmosphériques autour de la France ont été utilisées pour un troisième jeu de simulations à résolution encore plus fine (10 km). Trois techniques de correction statistique ont été appliquées aux données des modèles régionaux pour leur donner un format et des caractéristiques climatiques conformes, sur le climat présent, aux analyses Safran (séries quotidiennes par tranche verticale de 300 m) : la méthode DSCLIM, la méthode quantile-quantile et une troisième méthode d'analogues, spécifique au massif alpin, a été produite par le projet.

Les séries corrigées ont servi à piloter un modèle de sol-neige de complexité supérieure à celle des modèles de climat. Deux modèles sont utilisés pour simuler avec précision l'évolution du manteau neigeux sur les tranches de trente ans. Isba-ES couvre toute la France, y compris les régions de plaine. Crocus est limité aux Alpes mais représente la neige au sol de manière plus détaillée (effet de la pente, de l'exposition, stratification fine). Les données corrigées sur les zones Safran ont également interpolées sur une grille de 8 km sur tout le pays et ramenées au pas quotidien. Des indices de phénomènes extrêmes ont été calculés pour chaque tranche temporelle et chaque simulation. Ces indices étant calculés sur une base annuelle, on peut aisément établir des fourchettes d'erreur dues à la variabilité interannuelle.

SCAMPEI 2012 - R

France :
Le résultat de la procédure de modélisation mise au point dans le projet national SCAMPEI est, entre autres, une base de données quotidiennes à haute résolution de la couverture neigeuse avec des altitudes différentes pour chaque zone. En raison du prétraitement statistique, la climatologie du manteau neigeux est en assez bon accord avec les observations au cours de la période 1961–1990. Le processus a été répété avec les scénarios SRES A2 et B1 afin d'explorer l'incertitude. Il est prévu d'inclure deux autres RCM français à une résolution similaire, et une réduction d'échelle statistique directe de certains AOGCMs de CMIP3 à l’échelle des données SAFRAN, afin d'approfondir l'analyse de l'incertitude.

Le nombre moyen annuel de jours avec de la neige au sol en France a été calculé, en fonction de l'altitude de la surface, pour les périodes 1961–1990, 2021–2050 et 2071–2100, avec trois scénarios de forçage (B1, A1B et A2) pour les périodes futures. Jusqu'à 3000 m, le nombre de jours avec une couverture de neige au sol (> 1cm) diminue. Les trois scénarios du milieu du siècle ont une réponse similaire, tandis qu'à la fin du siècle, la réponse est classée en fonction de la concentration en GES. Dans le pire scénario (A2), le nombre de jours avec une couverture de neige au sol est réduit de 25% à 3000 m, 33% à 2400 m, 50% à 1800 m et 75% à 1200 m. Ce résultat confirme l'étude de sensibilité dans la région du Mont-Blanc effectuée par Martin et al. (1997).
Dans le cadre du projet SCAMPEI, une procédure en quatre étapes a été développée pour évaluer la couverture neigeuse sur la France : (1) Le modèle ARPEGE-climat-V4 AGCM dérivé du code ARPEGE-IFS a simulé la période 1950-2100 avec les températures mensuelles de surface de la mer corrigées issues de la contribution CMIP3 par la version AOGCM de ce modèle (scénario A1B). La résolution l’AOGCM est de 300 km, tandis que l'AGCM a une résolution horizontale variable, allant de 50 km sur l'Europe à 300 km dans le sud du Pacifique. (2) Le RCM aire limitée ALADIN-climat-V4 basé sur le modèle précédent, mais avec une résolution de 12 km a été piloté par l'AGCM sur un domaine centré sur la France. (3) Les variables et les flux de surface quotidiens ont été corrigés par la méthode quantile-quantile. Les données de référence sont issues de la réanalyse SAFRAN, qui fournit des données et des flux horaires de surface sur 615 zones homogènes en France (avec une résolution horizontale de 30 km environ) à différentes altitudes (300 m de résolution verticale). (4) Les variables statistiquement corrigées ont été utilisées en entrée du modèle sol-végétation-neige ISBA-ES. [Voir références dans l'étude].

Déqué & al. 2011 - E

Alpes suisses :
En utilisant des probabilités conjointes de distributions de température et de précipitations pour classer les situations hivernales en modes froid/sec, froid/humide, chaud/sec et chaudes/humides, cette étude démontre qu'un mode particulier (chaud/sec) exerce la plus forte influence sur la neige. Lorsque le nombre de jours de chauds et secs est faible, la neige dans les Alpes suisses est abondante, et vice versa. Le mode chaud/sec représente donc un indicateur de la quantité et de la durée de la couverture neigeuse. Le changement dans la distribution de la durée d’enneigement et de l’épaisseur moyenne de la neige qui peut être attendu pour la période 2071-2100 pour les quatre stations alpines a été calculé en utilisant les informations déduites du climat actuel où le même nombre de jours chauds/secs se produit. Les résultats montrent que les hivers bien enneigés pourraient presque disparaître dans le futur, mais que certains hivers (1 à 2 sur 30) pourraient encore voir des quantités importantes de neige, principalement à des altitudes supérieures à 1500 m, où les précipitations vont continuer à tomber sous forme solide, par opposition à la prédominance de la phase liquide au-dessous de cette altitude. En 2100, de nombreux hivers seront probablement au moins aussi doux et la neige aussi rare que le record de l'hiver 2006-2007, mais les hivers occasionnels avec un enneigement abondant pourront être assez semblables à l'hiver 2008-2009.
Les données moyennes journalières de températures, de précipitations et d’épaisseur de neige de MétéoSuisse ont été compilées pour quatre stations météorologiques qui s'étendent de l'ouest au nord-est de la Suisse sur une large gamme d'altitude (1000-2500 m) et couvrant la période 1951-2009. Des statistiques d'hiver ont été dérivées de ces variables, comprenant l’épaisseur moyenne du manteau neigeux, la durée d’enneigement continu et des quantiles joints de température et de précipitations. Des quantiles joints de 25 et 75% ont été utilisés pour définir les quatre modes combinés utilisés dans cette étude pour caractériser les situations d'hiver. Les données de scénarios climatiques régionaux pour la période 2071–2100 avec le scénario d’émission SRES A2 du GIEC ont été obtenues à partir des simulations sur modèles climatiques régionaux (RCM) réalisées dans le cadre du projet européen PRUDENCE, et en particulier avec le modèle HIRHAM.

Beniston & al. 2011 - A

Bassins versants de la Dischma et de l'Inn (Alpes suises orientales) :
Dans le climat présent, la transition entre manteau neigeux marginal et dominant se trouve à environ 2000 m d'altitude. Au-dessus de cette altitude, la neige est présente pendant 9–10 mois par an. Dans les simulations de distribution moyenne de la neige selon les scénarios A2 et B2, l'épaiseur moyenne de neige équivalent-eau pour chaque bande d'altitude en fonction de la période de l'année change radicalement dans les deux sénarios et pour les deux bassins (Dischma et Inn). Dans toutes les gammes d'altitude, l'équivalent en eau maximum de la neige et la durée d'une couverture neigeuse significative seraient réduits. La réduction de l'enneigement serait encore plus sévère avec le scénario A2.
 
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Pour examiner le timing et la magnitude du pic d'épaiseur de neige équivalent-eau, les auteurs introduisent deux classes : au-dessus et au-dessous de 2000 m d'altitude.
Pour les altitudes plus basses du bassin de la Dischma, le pic de neige équivalent-eau est décalé de 36 jours (du 11 avril au 6 mars) avec le scénario A2, et de 28 jours (du 11 avril au 14 mars) avec le scénario B2. Le maximum de neige équivalent-eau est réduit de 47% et 36% avec les scénarios A2 et B2, respectivement. Pour les altitudes plus hautes, le changement serait similaire (44 et 29% pour les deux scénarios) mais le décalage serait moins prononcé (16 et 7 jours respectivement). Il est intéressant de noter que les changements selon le scénario A2 correspondrait à décaler vers le bas la simulation de référence d'approximativement 900 m pour les deux bassins.
Pour le bassin de l'Inn, les chiffres sont similaires concernant la réduction du maximum de neige équivalent-eau, mais les tendances du décalage temporel sont opposées, avec un changement légérement accru pour les plus hautes altitudes comparées aux altitudes les plus basses (15 jours au-dessus de 2000 m comparé à 7 jours au-dessous de 2000 m pour les deux scénarios). On suppose que cela résulte des incertitudes de l'approche et que ça pourrait être lié au manque de données d'entrée représentatives des plus hautes altitudes pour le bassin de l'Inn.

La courbe de durée du manteau neigeux montre que le début de la saison d'enneigement diffère entre le bassin de l'Inn et celui de la Dischma. Cela pourrait venir du climat relativement sec du bassin de l'Inn. Cela est très visilble pour le bassin de l'Inn où, pour de nombreuses bandes d'altitude, la saison d'enneigement démarre pendant un événement spécifique de précipitations fin novembre. La période de fonte n'est cependant pas pas affectée de manière significative par les précipitations, par conséquent les deux bassins présentent un comportement très similaire.
Pour le bassin de la Dischma, les deux scénarios climatiques différeraient approximativement par un décalage constant. Cependant, la durée de la saison neigeuse est plus affectée aux plus hautes altitudes. Ce résultat sur les caractéristiques temporelles futures du manteau neigeux diffère des observations passées du couvert neigeux faites par Marty (2008), qui a trouvé que les altitudes au-dessous de 1800 m ont déjà montré une réaction plus forte au réchauffement observé qu'aux hautes altitudes. Comme la simulation pour l'Inn ne montre pas une telle dépendance altitudinale, le résultat pourrait là encore être une conséquence de la distribution altitude—exposition dans le bassin de la Dischma. Une autre raison pourrait être que le scénario fort décale vers le haut la bande d'altitudes de sensibilité maximale.

Il apparaît qu'avec le réchauffement prédit, la neige ou la glace permanente ne seront plus possibles dans les bassins de la Dischma ou de l'Inn, ce qui est en accord avec la prédiction que le peu de glaciers les plus petits à ces altitudes les plus basses pourraient complètement disparaître dans les Alpes (Zemp et al., 2006). Les altitudes qui représentent la plus grande part en surface connaîtraient une fonte complète environ 40 jours plus tôt avec le scénario A2 et 35 jours plus tôt avec le scénario B2. Les plus hautes altitudes connaîtraient un décalage de 60 ou 50 jours en avance pour les scénarios A2 ou B2, respectivement. Pour le bassin de l'Inn, la plupart des altitudes connaîtraient une fonte complète environ 40 jours plus tôt ave le scénario A2.

En comparant les épaisseurs moyenne de neige de trois stations (Stillberg, Teufi et Davos) entre la simulation de référence et les scénarios A2 et B2, la saison d'enneigement serait raccourcie comme décrit ci-dessus, mais la hauteur de neige seraient plus affectée aux altitudes les plus basses : le scénario A2 connaîtrait une réduction de 40% de la hauteur de neige à Stillberg, de 49% à Teufi et de 54% à la station SLF de Davos. Dans le scénario B2, ces réductions seraient de 30, 33 et 42% respectivement.
Dans cet article, les auteurs présentent des simulations de modèle d'impact du changement climatique sur la neige et les débits de deux bassins versants alpins, la Dischma et l'Inn (43 km² et 1945 km², respectivement). Ils ont utilisé le modèle Alpine3D, qui fournit une représentation détaillée des processus en particulier pour la neige, et apparaît ainsi particulièrement adapté pour les études de changement. Ce modèle est basé sur une application complètement distribuée de SNOWPACK, qui est un modèle avancé du développement du manteau neigeux.
 
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La description de la colonne de neige en un point fournie par SNOWPACK inclut un module paramétrique pour la végétation. La dynamique de la neige et des sols sont représentées numériquement par un grand nombre arbitraire de couches. La haute résolution des couches de surface de neige ou de sol permet d'effectuer un bilan d'énergie plus précis en surface et de décrire le transport vertical de l'eau dans la neige ou dans le sol avec un simple modèle de réservoir.

Pour générer en entrée du modèle des données représentatives du futur climat, les données d'observation ont été altérées avec les changements attendus tels que prédits par un jeu de modèles climatiques régionaux (RCM) ayant participé au projet PRUDENCE (Prediction of Regional scenarios and Uncertainties for Defining European Climate Change Risks and Effects). Un sous-ensemble de 12 sorties de modèles a été sélectionné pour fournir des simulations des changements de températures, de précipitations et de rayonnement de grande longueur d'onde entre une période de référence, 1961–1990, et une période future, 2071–2100, pour deux scénarios standards du GIEC d'émission de gaz à effet de serre, SRES A2 et B2.

Afin d'explorer la fiabilité de la méthode utilisée dans cette étude, une simulation de référence avec Alpine3D a été définie en utilisant en entrée les données météorologiques non modifiées. Les sorties de cette simulation de référence ont été comparées aux mesures pour vérifier la précision de la simulation (les résultats sont jugés satisfaisants).

L'époque de l'année à laquelle les dernières neiges disparaissent dans une bande d'altitude données a aussi été extraite des simulations et moyennée sur la période de simulation. Pour faire cela, un seuil de 20 mm de neige équivalent-eau de 20 mm a été défini arbitrairement comme ’no snow left’. Le début d'une nouvelle saison d'enneigement pour une bande d'altitude donnée est défini comme le premier jour à partir duquel l'épaiseur moyenne de neige équivalent-eau de l'ensemble de la bande altitudinale ne descend plus au-dessous du seuil. La fin de la saison d'enneigement est définie comme le premier jour où l'épaiseur moyenne de neige équivalent-eau de l'ensemble de la bande d'altitudes tombe sous le seuil. En pratique, cela signifie que la neige accumulée dans un secteur ombragé pourrait contribuer significativement à altérer les dates de début et de fin de la saison d'enneigement pour sa bande d'altitude. Néanmoins, cette définition a du sens du point de vue hydrologique car elle représente les contributions d'une bande d'altitudes donnée au débit global du bassin versant. Dans la courbe de durée du manteau neigeux, la simulation de référence ainsi que les scénarios climatiques ont été représentés pour comparaison.

Bavay & al. 2009 - A

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

Super-Sauze (vallée de l'Ubaye / bassin de Barcelonnette, Alpes françaises) àt 1800m et 2100m d'altitude :
L'impact du scénario climatique A2 est particulièrement dramatique sur l'épaisseur du manteau neigeux à cette altitude [par exemple à Super-Sauze à 1800m, l'épaisseur moyenne journalière de neige passe de plus de 50cm à ~10cm, et l'épaisseur maximum de ~80cm to ~20cm].
Impacts moyens (sur 30 ans) sur plusieurs paramètres météorologiques de la simulation ARPEGE-IFS avec le scenario A2 du GIEC, avec une descente d'échelle locale avec le modèle SAFRAN, en comparant les fonction de densité de probabilité (PDFs) et les centiles correspondant obtenus par désagrégation du climat de référence (1969-1999) et du climat modifié (2069-2099). Une simulation détaillée du manteau neigeux a été réalisée avec le modèle CROCUS, qui est capable de simuler tous les transferts de masse et d'énergie à l'intérieur du manteau neigeux ainsi que les caractéristiques de la neige, y compris la présence d'eau liquide et de fonte.

Malet & al 2007 - P

Bassin versant du Rhône :
L'impact du réchauffement est en effet une diminution générale des hauteurs de neige, de l'accumulation maximale et de la durée de l'enneigement. Cette diminution est forte à basse et moyenne altitudes (réduction de 50% de l'épaisseur du manteau neigeux, voire disparition) et sensible en haute montagne (-20% pour l'accumulation maximale). Les surfaces enneigées pendant l'hiver diminuent en moyenne de 25 à 40% selon les scénarii. La fonte du manteau neigeux se produit plus tôt et les précipitations neigeuses diminuent.
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

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

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

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 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 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 :
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 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 :
Une méthode de descente d'échelle a été développée et validée par des données réelles et appliquée à plusieurs simulations GCM. Avec les données réelles une sous-estimation systématique cumuls de précipitations saisonnières et à long terme a été trouvée.
 
→ Détails...
Cette situation est commune aux méthodes par analogues, qui ont des difficultés à sélectionner des situations extrêmes, associées à de grandes quantités de précipitations. Bien que la qualité de la simulation ARPEGE/climat pour la simulation de contrôle sur la zone d'intérêt soit relativement en bon accord avec les observations (biais de températures mensuelles dans la haute atmosphère inférieurs à 2–3°C dans la zone d'intérêt), la grande sensibilité du couvert neigeux aux petites variations de température ou de précipitations ne permet pas une simulation précise de la climatologie de l’enneigement.
L'introduction de corrections de températures mensuelles dans les sorties d‘ARPEGE est une réponse partielle à ce problème. Toutefois, en raison de la difficulté rencontrée par les GCM à simuler la circulation atmosphérique en mer Méditerranée (et le fait que les biais résultant n'aient pas été corrigés), la couverture neigeuse dans le sud des Alpes n'est pas bien reproduite à partir de la simulation de contrôle. Cet écart doit être pris en compte avant d'analyser l'impact dans cette région.
En appliquant les corrections des biais aux champs de température des simulations 2×CO2 ARPÈGE, il est supposé que les biais dans ces simulations sont les mêmes que dans la simulation de contrôle, malgré le changement climatique. La justesse de cette hypothèse est difficile à vérifier.

Il existe d'autres limitations concernant l'utilisation de la méthode par analogues. La première est due à l'hypothèse que la relation entre les champs de la haute atmosphère et les conditions météorologiques locales reste inchangée quel que soit le climat. Cette hypothèse ne peut être vérifiée : il s'agit d'une limitation commune à toutes les techniques de descente d'échelle semi-empiriques. La seconde est due au fait qu'il est nécessaire de trouver de bons analogues quotidiens. L'ajout d'années supplémentaires dans les jeux de données des analyses ECMWF devrait améliorer la qualité de la procédure de descente d'échelle.

La comparaison entre la simulation avec les MPI SST (MPIE) et la simulation avec les HC SST (HCE), dont les différences se trouvent dans les anomalies de SST utilisées en entrée dans ARPEGE souligne la difficulté de l'évaluation d'impact à l'échelle régionale : des différences importantes ont été trouvées dans les changements de la climatologie de la neige entre les deux simulations. Ces résultats sont en accord avec ceux de Martin et al. (1994) et confirment la grande sensibilité du manteau neigeux aux variations climatiques. Dans la simulation MPIE, une augmentation modérée de la température en hiver (+1°C) est compensée à haute altitude (3000 m) par une augmentation des précipitations. Ce n'est pas le cas dans la simulation HCe plus chaude avec une diminution des précipitations. Aux altitudes moyennes (par ex. 1500 m d'altitude), la couverture neigeuse diminue dans les deux cas, mais plus radicalement dans la simulation HCe.
Une méthode de régionalisation a été développée pour simuler le manteau neigeux saisonnier dans les Alpes françaises à partir de sorties de modèles de circulation générale (GCM) selon divers scénarios.
 
→ Détails...
Cette méthode de régionalisation se compose d'une procédure par analogues, qui associe une situation météorologique véritable à une sortie de modèle. Elle est basée sur la comparaison entre les champs simulés de la haute atmosphère et les analyses météorologiques du Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (ECMWF). La sélection utilise une méthode du plus proche voisin à un pas de temps journalier. Dans une seconde phase, la couverture de neige est simulée par le modèle de neige CROCUS à plusieurs altitudes et dans les différentes régions des Alpes françaises en utilisant les données des situations météorologiques réelles. La méthode est testée avec des données réelles et appliqué à diverses simulations ARPEGE/Climat : le climat actuel et deux scénarios de changement climatique.

Pour les deux simulations 2×CO2, l'étendue moyenne des glaces de mer et les changements prescrits des SST obtenus à partir de simulations effectuées par des GCMs couplés océan-atmosphère ont été utilisés comme conditions aux limites pour ARPEGE/Climat. Les deux modèles considérés étaient ECHAM1/LSG développé à l'Institut Max Planck für Météorologie (MPI) et le modèle développé par le Centre Hadley (HC) de l'Office météorologique du Royaume-Uni couplé à un modèle océanique global. La moyenne globale annuelle des changements de SST est 0,96 pour les simulations MPI et 1,14 pour HC. Deux séries de cinq ans (abrégées MPIe pour la simulation avec les ‘MPI SST’ et HCe pour la simulation avec les ‘HC SST’) ont été réalisées (Timbal et al., 1995). Le réchauffement de la température de l'air en surface dans les expériences est de 1,6 pour MPIE et 1,9 pour HCe. À l'échelle continentale, les résultats montrent des contrastes particuliers entre les deux expériences en Europe en raison des différents modèles de l'Atlantique Nord pour des anomalies de SST. La différence est maximale en été, mais commence au printemps et ressort à travers la procédure de descente d'échelle .

Martin & al 1997 - A

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 françaises :
L'étude de la climatologie nivale des Alpes françaises, réalisée à partir de séries de mesures sur certains sites, montre que la variabilité spatiale et temporelle de l'enneigement est très grande. En particulier, les conditions de très faible enneigement rencontrées durant certains hivers récents peuvent être comparées à celles de certains hivers du passé. La modélisation du manteau neigeux est un moyen efficace pour compléter notre connaissance de la climatologie nivale car elle permet de prendre en compte les relations complexes entre conditions météorologiques et enneigement. Les résultats montrent la très grande sensibilité de l'enneigement, ce qui conduirait probablement à des modifications importantes pour l'hydrologie, l'écologie et l'économie de ces régions.
 
Conclusion de l'étude...
Tous les moyens d'investigation utilisés ici (séries de mesures et modélisation) mettent en évidence la forte dépendance de l'enneigement vis-à-vis des conditions météorologiques, singulièrement en moyenne montagne. Cette dépendance est visible sur un site particulier, où la variabilité temporelle est très forte, mais aussi à l'échelle des Alpes françaises, où l'enneigement est conditionné par la fréquence des types de temps affectant la région. A cause de ces grosses variations, il sera très difficile de détecter un éventuel changement du climat, d'autant plus que dans les séries dont on dispose, les années exceptionnelles se présentent souvent par petites séries.

Les tests de sensibilité ont mis en évidence deux zones principales :
- d'une part les altitudes élevées (au-dessus de 2000 à 2500m) où les conditions sont assez homogènes sur l'ensemble des Alpes françaises ; les conséquences d'un réchauffement s'y feraient sentir uniquement pendant la période de fonte qui serait plus rapide et débuterait plus tôt;
- d'autre part, les altitudes moyennes et basses, où la sensibilité augmente au fur et à mesure que l'altitude diminue et que l'on se rapproche du Sud. L'enneigement y serait fortement perturbé en cas de réchauffement.

En fait, cette répartition est essentiellement due à la variabilité du manteau neigeux, et en particulier à celle de son état interne à l'échelle considérée car les perturbations sont identiques pour tous les massifs et toutes les altitudes. Même si grâce à la modélisation on peut facilement calculer l'impact de variations quelconques, il faut bien garder à l'esprit que les scénarios utilisés ici restent grossiers, car ils ne tiennent pas compte d'une possible rétroaction sol-atmosphère, et qu'ils sont tirés de modèles de circulation générale qui ne peuvent pas encore produire de scénarios réalistes à l'échelle des Alpes. De plus, les perturbations introduites ne dépendent ni du temps, ni de l'altitude, ni du massif, alors qu'un des phénomènes importants pourrait être un changement dans la fréquence des types de temps qui affectent les Alpes et qui, on l'a vu, conditionnent fortement la répartition des chutes de neige. La démarche utilisée ici, qui consiste à introduire des perturbations simples à un état initial bien représenté, est donc limitée. Néanmoins, la très forte sensibilité de l'enneigement à toute variation des paramètres météorologiques montre bien l'intérêt des recherches menées en vue d'obtenir des scénarios régionaux fiables d'évolution du climat.
La chaîne Safran-Crocus a été développée pour servir d'aide au prévisionniste du risque d'avalanches. Pour cela, elle est couplée au système expert Mepra qui estime les risques d'avalanches à partir de l'état du manteau neigeux simulé par Crocus. Cette chaîne de modélisation a été utilisée pour simuler l'impact d'un réchauffement du climat sur le manteau neigeux. Martin & al. 1994 - A


Hypothèses

 
Résultats de recherche et interprétations
Méthodes d'observation et d'analyse
Références
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

Monde :
La couverture neigeuse devrait diminuer.
 

IPCC 2007 - R: SPM

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

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

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

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

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

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 :
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 :
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 :
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

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 françaises :
Grâce à l'examen de séries ponctuelles de mesures et à la modélisation, il est aujourd'hui possible d'avoir une bonne connaissance des caractéristiques de l'enneigement actuel des Alpes françaises. Pour ce qui concerne le devenir de l'enneigement dans le cadre d'un possible réchauffement global, et vu la complexité de la physique du manteau neigeux, on peut s'attendre à ce que sa sensibilité varie selon le massif, l'altitude ou le paramètre météorologique perturbé. En l'absence d'un scénario fiable d'évolution du climat à l'échelle des Alpes, il est préférable d'étudier en détail la sensibilité du manteau neigeux, que ce soit à partir de la connaissance que nous avons de son état actuel, ou grâce à la modélisation.
 
Sensibilité a priori...
La neige a quelques atouts dans son jeu pour résister à un réchauffement du climat. En effet, elle se comporte comme un réservoir de froid qui crée des conditions favorables à son maintien : son albédo fort et sa forte émissivité infrarouge lui permettent de limiter au maximum l'énergie radiative absorbée en surface. De plus elle contribue à refroidir les basses couches de l'atmosphère. Certains glaciers dans le monde survivent uniquement grâce à ce phénomène.

En présence d'un réchauffement atmosphérique, un manteau neigeux à température négative pourra, comme un sol classique, évacuer l'énergie incidente supplémentaire en augmentant son émission infrarouge, et donc, sa température de surface. Par contre, lorsque le point de fusion est atteint en surface, ce mécanisme n'est plus possible ; une portion de l'énergie incidente supplémentaire va être utilisée pour faire fondre une partie du manteau neigeux. Tant que la quantité d'eau liquide présente à l'intérieur du manteau neigeux reste limitée près de la surface, tout refroidissement atmosphérique permettra un regel rapide et le manteau neigeux pourra facilement reconstituer sa réserve en froid. Mais, lorsque la teneur en eau liquide devient importante, la percolation de l'eau dans le manteau neigeux débute et ce dernier perd de la masse. En outre, cette présence d'eau liquide diminue fortement les chances de regel et de refroidissement de la neige. A ce stade, le manteau neigeux est fortement et durablement sensible à tout réchauffement de l'atmosphère.

Par conséquent, tant que l'on est en présence de conditions froides (cas de l'hiver pour les altitudes élevées), l'influence d'un réchauffement sera très faible sur la quantité de neige au sol. Mais par contre, il faut s'attendre à ce que l'enneigement soit particulièrement sensible lors des périodes de fonte (où l'eau liquide est présente dans tout le manteau neigeux). Ces périodes sont limitées au printemps et à l'été à haute altitude, mais peuvent arriver pendant tout l'hiver à moyenne altitude, associées à des périodes de redoux.

Les tests de sensibilité effectués avec Crocus mettent en évidence les effets différenciés de la température et des précipitations. En particulier, il semble improbable qu'une augmentation des précipitations puisse compenser l'effet du réchauffement. [...]
La modélisation du manteau neigeux est un moyen efficace pour compléter notre connaissance de la climatologie nivale car elle permet de prendre en compte les relations complexes entre conditions météorologiques et enneigement. La chaîne Safran-Crocus a été développée pour servir d'aide au prévisionniste du risque d'avalanches. Pour cela, elle est couplée au système expert Mepra qui estime les risques d'avalanches à partir de l'état du manteau neigeux simulé par Crocus. Martin & al. 1994 - A


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