Pôle Alpin Risques Naturels (PARN) Alpes–Climat–Risques Avec le soutien de la Région Rhône-Alpes (2007-2014)
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Fiche bibliographique

 

Réf. Cossart 2013 - A

Référence bibliographique
COSSART É. 2013. Influence of local vs. regional settings on glaciation pattern in the French Alps. Geografia Fisica e Dinamica Quaternaria. Vol. 36, pp. 39-52.

Abstract : To complement the work led by glaciologists, geographers should explain the distribution of glaciers at different scales. Indeed, various local effects can interfere with regional climatic parameters to generate variations in glacier sensitivity. In this paper, we propose a method to explore the influences of various parameters (topography, relative location, topoclimate, etc.) on glacierisation, at two complementary scales (regional and local). Firstly, the level of equilibrium line altitude (ELA) of 217 glaciers located in the French Alps is explained by coupling a F-test on the influence of region belonging with a multiscalar principal component analysis (PCA). Secondly, the variables identified as influencing the ELA at a local scale (longitude, curvature and incoming solar radiation) are integrated into a geographically weighted regression (GWR) to predict the altitude of instantaneous glacierisation (AIG) at any given point. AIG is then mapped all over the French Alps, and partial correlation maps between AIG and explanatory variables are also provided. Finally, it is useful to identify the structures of spatial organisation, which show a subdivision between glaciers evolving under the influence of a humid climate (Belledonne-Grandes Rousses and Mont-Blanc), and other glaciers, set in drier conditions, and where local effects (curvature and incoming solar radiation) partly compensate for the low-level of precipitation.

Mots-clés
 Glaciers, Equilibrium line altitude, Local settings, Geographically weighted regression, The French Alps

Organismes / Contact
Etienne COSSART, Université Lyon 3 - Jean Moulin Département de géographie, Faculté des lettres et civilisations UMR Environnement, Ville, Société - 5600 CNRS

(1) - Paramètre(s) atmosphérique(s) modifié(s)
(2) - Elément(s) du milieu impacté(s)
(3) - Type(s) d'aléa impacté(s)
(3) - Sous-type(s) d'aléa
  Glacier    

Pays / Zone
Massif / Secteur
Site(s) d'étude
Exposition
Altitude
Période(s) d'observation
France Alpes        

(1) - Modifications des paramètres atmosphériques
Reconstitutions
 
Observations

 

Modélisations
 
Hypothèses
 

Informations complémentaires (données utilisées, méthode, scénarios, etc.)



(2) - Effets du changement climatique sur le milieu naturel
Reconstitutions
 
Observations

 The present study confirms that both local and regional settings interplay to explain present-day glacier distribution in the French Alps. Nevertheless, if some significant differences between regions are observed, the main variability of ELAs is due to local factors, within each region (about 85% of the total variability).

Curvature and incoming solar radiation

Curvature and incoming solar radiation act at all scales (fig. 6). At the scale of the French Alps, they act together to influence ELA and are moreover positively correlated. The concavity/convexity of free faces is associated with the shading effect at this scale, and hence reduces glacier ablation. If the curvature index decreases, cirque concavity decreases, and the ELA rises.

At the local scale, within regions, incoming solar radiation remains highly correlated with ELA and is furthermore the best predictor. Curvature also remains correlated with ELA, but it may be noted that curvature and incoming solar radiation are not significantly correlated. At the local level, the role of aspect is enhanced: glaciers may occur within cirques of similar concavity, but characterised by opposite aspects, and thus by different incoming solar radiation. This shows that relationships are scale-dependent in terms of glacierisation. Nevertheless, the influence of both predictors is strengthened at local scales, within each region (fig. 6).

Geographic position

The influence of the distance to the Atlantic Ocean on ELAs acts locally, within each region. This pattern reveals the strong constraint that creates, within a mountain region, the asymmetry (of precipitation) due to rugged relief. This means that precipitation distribution and then glacier accumulation vary much more according to this local setting than to regional climatic trends (especially continentalisation)

Slope

PCA at the alpine scale suggests a good negative correlation between ELA and slope: the greater the slope, the lower the ELA. Locally, the influence of slope on ELA is low (r close to 0; fig. 6). This suggests that even if slope may vary inside a region, such variations do not have any significant influence on glacierisation: curvature, ISR and longitude are more efficient in differentiating ELAs.

Limits of the model

While our model can explain nearly half of the ELA/ AIG variability, residuals remain which should be explored in order to be further reduced. Three main limits are still encountered: firstly, the type of glacierisation and the position of the glacier within a cirque, secondly the different behaviour of debris-covered glaciers, characterised by reduced melting, and thirdly the wind-blown effect on snow (re)distribution.

Notre étude confirme que les paramètres régionaux et locaux se combinent pour expliquer la distribution actuelle des glaciers dans les alpes françaises. Bien certaines différences importantes soient observées entre les régions, les variations principales des lignes d’équilibre glaciaire sont conséquences des évolutions des paramètres locaux, propres à chaque région (environ 85% du total des variations).

Courbure et radiations solaires

La courbure et le taux de radiations solaires perçues ont un effet à toutes les échelles. A l’échelle des Alpes Françaises, elles influencent ensemble la position de la LEA et sont plus ou moins corrélées positivement. La forme concave/convexe des parois est associée, à cette échelle, avec les effets d’ombres et participent ainsi à la réduction de l’ablation du glacier. Si l’indice de courbure diminue, la concavité des cirques glaciaires diminue et la LEA remonte.

A l’échelle locale, au sein des différentes régions, les radiations solaires perçues sont très fortement corrélées avec la LEA and apparaît ainsi comme un très bon indicateur. La courbure est également corrélée avec la LEA mais il est important de noter que la courbure et les radiations solaires perçues ne sont, quant à elles, pas corrélées de façon significative. A l’échelle locale, l’importance de l’aspect et de la forme des glaciers est augmentée. On observe ainsi des glaciers dans des cirques à la concavité similaire mais d’aspects différents et qui ne sont pas soumis au même taux de radiations solaires perçues. Ces observations montrent que les relations, en termes de glaciérisation, sont dépendantes de l’échelle. Il faut cependant noter que l’influence de ces deux paramètres est renforcée à l’échelle locale, et ce à l’intérieur des régions.

Position géographique

L’influence de la distance de l’océan atlantique sur les différentes LEA se fait sentir à l’échelle locale, à l’intérieur de chaque région. Ce schéma met en valeur les fortes contraintes générées, dans les régions de montagnes, par la dissymétrie (des précipitations reçues), conséquences des reliefs accidentés. Cette observation met en valeur la relation plus importante entre la distribution des précipitations et l’accumulation des glaciers avec les paramètres locaux, plutôt qu’avec les tendances climatiques régionales (et en particulier la continentalisation).

Pente

L’analyse des composants principaux (PCA) à l’échelle alpine met en valeur une corrélation négative importante entre la position des LEA et l’inclinaison des pentes. Plus la pente est forte, plus la LEA est basse. Localement, l’influence de la pente sur la position de la LEA est faible. Cela sous-entend que même si l’on observe des variations de pentes à l’intérieur d’une région, ces variations n’ont pas d’influence significative sr la glaciérisation. L’étude de la courbure, de l’ISR et de la longitude est plus utilise pour différencier les LEA.

Limites du modèle

Alors que notre modèle permet d’expliquer presque la moitié des variations de LEA/AIG, des erreurs restent présentent et ont besoin d’être étudiées afin de les réduire. Trois limites importantes ont été rencontrées. Tout d’abord, le type d'englacement et la position du glacier à l’intérieur des cirques. Ensuite, le comportement et l’influence de la couverture détritique sur les glaciers, caractérisés par une influence sur la fonte de la glace. Enfin, les effets du vent sur la distribution de la couverture neigeuse.

Modélisations
 
Hypothèses
 

Sensibilité du milieu à des paramètres climatiques
Informations complémentaires (données utilisées, méthode, scénarios, etc.)
 

First, we apply a method derived from multiscalar, multivariate statistical analysis to enhance to what extent the ELA can be explained by regional or local influences and to provide a typology of glaciation patterns.

Second, we apply the results of the multiscalar analysis to map the spatial variations of ELA at the scale of the French Alps within a GIS.

Finally, our results provide an analysis of present-day glacier distribution in the French Alps, but also a methodological discussion on glacierisation modelling.

Dans un premier temps, nous avons appliqué une méthode issue d’une analyse statistique multivariée et multi scalaire afin d’améliorer la compréhension des variations de LEA à l’échelle locale et régionale, et de fournir une topologie les schémas glaciaires.

Nous avons ensuite appliqué les résultats de l’analyse multi scalaire à une carte des variations spatiales des LEA, à l’échelle des Alpes Françaises.

Enfin, nos résultats nous ont permis d’obtenir une analyse de la distribution des glaciers, sur la période actuelle, dans les Alpes Françaises, mais ont également introduit une discussion méthodologique sur la modélisation glaciaire.


(3) - Effets du changement climatique sur l'aléa
Reconstitutions
 
Observations
 
Modélisations
 
Hypothèses
 

Paramètre de l'aléa
Sensibilité du paramètres de l'aléa à des paramètres climatiques
Informations complémentaires (données utilisées, méthode, scénarios, etc.)
 
 
 

(4) - Remarques générales
 

(5) - Syntèses et préconisations
 

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