Réf. Etchevers & Martin 2002 - P

Référence bibliographique complète
L'EAU EN MONTAGNE (2002, Megève). Impact d'un changement climatique sur le manteau neigeux et l'hydrologie des bassins versants de montagne. ETCHEVERS & MARTIN, Centre d'Etudes de la Neige, Météo France, 2002, 10p.

Résumé : L’enneigement des massifs montagneux est très étroitement lié aux conditions météorologiques hivernales et leurs variations. Pour estimer l’impact des changements climatiques sur l’enneigement, la ressource en eau des bassins de montagne alpins et les débits des rivières associées, on a recours à une chaîne d’outils numériques, allant de l’analyse des conditions météorologiques en montagne à la simulation du manteau neigeux et des débits correspondants. La diminution est forte à basse et moyenne altitude (réduction de 50 % du manteau neigeux, voire parfois disparition) et moins sensible en haute montagne (-20% pour l’accumulation maximale). Les surfaces enneigées pendant l’hiver diminuent en moyenne de 25 à 40 % suivant les scénarios. La fonte du manteau neigeux se produisant plus tôt et les précipitations neigeuses diminuant, les forts débits printaniers sont généralement réduits et ils apparaissent plus tôt (1 mois avant). Les débits hivernaux augmentent sensiblement (plus de pluies hivernales), alors que les débits estivaux sont réduits de 50 % (assèchement plus marqué des sols). Même si ces tendance se dessinent dans tous les scénarii, une incertitude importante demeure sur l’amplitude de ces évolutions en raison de la grande sensibilité du manteau neigeux à l’évolution des conditions atmosphériques.

Mots-clés
Couverture neigeuse, régime des rivières, évolution, modélisation, Alpes.

Organismes / Contact
Météo France, Centre National de Recherches Météorologiques, Centre d'Etude de la Neige, 1441 rue de la piscine, 38406 Saint Martin d’Hères CEDEX.
pierre.etchevers@meteo.fr

(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
Températures
Précipitations
Couverture neigeuse
Régime de rivières
 

Pays / Zone
Massif / Secteur
Site(s) d'étude
Exposition
Altitude
Période(s) d'observation
France Alpes Col de Porte (1320 m asl)     1960-2000

(1) - Modifications des paramètres atmosphériques
Reconstitutions
 
Observations
 
Modélisations
Avec un scénario « doublement de CO2 » et selon différents modèles, les anomalies obtenues sont assez voisines : le réchauffement est en général fort en décembre (2°C environ) et modéré de janvier à avril (de 1 à 2°C). L’anomalie mensuelle de précipitations est en général positive pendant les mois d’hiver, avec des valeurs comprises entre 0 et 25 %. Etant donné l’augmentation de la température de l’air, l’augmentation des précipitations totales ne se traduit pas par une augmentation des précipitations neigeuses.
Hypothèses
 

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

(2) - Impacts du changement climatique sur le milieu naturel
Reconstitutions
 
Observations
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.
Modélisations
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. Le débit hivernal du bassin augmente en liaison avec l'augmentation des précipitations et un décalage du pic de fonte d'un mois. L'amplitude des débits printanniers est réduite dans la plupart des cas. A l'échelle annuelle, les scénarios proposent des augmentation légère ou des diminutions des débits.
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. Le débit annuel décroit plus rapidement que dans les Alpes du Nord (de 0 à 20%). Les débits augmentent significativement en automne et en hiver et diminuent sensiblement en été. Les débits printaniers se produisent un mois plus tôt, leur amplitude reste constante ou diminue (10 à 25%) suivant les scénarios.

La tendance dans les deux cas tend à une réduction de l'enneigement et à une atténuation du caractère nival des bassins versants.
Hypothèses
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.

Sensibilité du milieu à des paramètres climatiques
Informations complémentaires (données utilisées, méthode, scénarios, etc.)
L’enneigement en terme de quantité et de durée dépend de la succession des épisodes météorologiques (perturbations, anticyclones, périodes chaudes ou froides) et ne peut être relier simplement à des paramètres moyens comme précipitation ou température moyenne.
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 : données des postes nivométéorologiques, des stations météorologiques de montagne, des stations automatiques, 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.

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

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

(4) - Remarques générales
 

(5) - Préconisations et recomandations
 


Références citées :

Martin E., Brun E., Durand Y. (1994) : "Sensitivity of the French Alps snow cover to the variation of climatic variables", Annales Geophysicae, 12, p 469-477.

Lebois E. (2001) : "Evaluation des possibles impacts des changements climatiques à la suite du projet GEWEX-Rhône, par application d’un modèle distribué", ce volume.