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Origines des fontes extrêmes des glaciers alpins depuis 1949

30 mars 2018, par Herve Denis

Publié dans la revue « Geophysical Research Letters »

Les glaciers alpins ont subi un fort retrait au cours du XXème siècle marqué par deux décrues principales : la première, au cours de la décennie de 1940, et la seconde, depuis le début des années 1980. Durant ces 35 dernières années, cette perte de masse, qui s’est nettement intensifiée, est entièrement attribuée à l’augmentation de la fonte estivale qui a, d’années en années, battu de nouveaux records.
Une équipe de chercheurs de l’Université de Grenoble-Alpes (Irstea-ETNA, Centre d’Etudes la Neige (Météo-France – CNRS), Institut des Géosciences de l’Environnement-CNRS-Grenoble―INP-IRD) a étudié les causes de ces fontes record de glacier observées au cours des sept dernières décennies. Pour ceci, ils ont utilisé la série de mesures de bilan de masse réalisées depuis 1949 au glacier de Sarennes (tout proche de l’Alpe d’Huez dans le massif des Grandes Rousses), une des plus longues séries mondiales de bilan de masse de glacier alpin.
Une approche statistique a d’abord permis de discerner les évènements rares (les extrêmes de fonte) de la tendance à long terme due au réchauffement du climat pour calculer leur période de retour (le temps moyen de leur récurrence) qui quantifie soigneusement la rareté de ces évènements. Ainsi, il est possible de distinguer des fontes exceptionnelles d’évènements plus communs. Par exemple, celle observée à l’occasion de la canicule de l’été 2003 pourrait ne se reproduire en moyenne que tous les 200 ans dans les conditions climatiques actuelles. La fonte de 1998, la plus importante observée avant les années 2000, n’est par contre pas si exceptionnelle (période de retour de 5-6 ans) une fois mise en perspective avec les tendances à long terme : elle est explicable par le déplacement d’années en années des distributions statistiques qui évoluent vers des fontes moyennes de plus en plus élevées, traduisant le déséquilibre entre le glacier et l’évolution en cours du climat.
Ensuite, les chercheurs ont analysé quels étaient les flux d’énergie provenant de l’atmosphère responsables de ces valeurs extrêmes de fonte du glacier et des tendances à long terme. Pour ceci, ils ont utilisé la ré-analyse météorologique SAFRAN produite au CEN. Les tendances à long terme à l’origine de l’augmentation d’années en années de la fonte du glacier s’expliquent par l’augmentation du rayonnement infrarouge des basses couches de l’atmosphère due aux gaz à effet de serre (vapeur d’eau, dioxyde de carbone, etc.) et à la température de l’air, mais aussi par l’évaporation de la glace (flux de chaleur latente) qui, de manière contre-intuitive, a tendance à diminuer avec l’augmentation des températures atmosphériques (car l’air contient de plus en plus de vapeur d’eau qui limite l’évaporation de la glace), ce qui fournit un surplus d’énergie pour la fonte.
Au contraire, les fontes extrêmes comme celles de 1986, 1989, ou 2011 ne s’expliquent pas par les flux d’énergie impliqués dans les tendances à long terme. Ce sont le rayonnement solaire et la chaleur de l’air en contact avec la surface du glacier (la chaleur sensible) qui sont responsables des valeurs de fonte extrêmes. La quantité de neige disponible en début de saison estivale à la surface du glacier joue également un rôle : elle a tendance à limiter les valeurs de fonte (et donc les extrêmes) car elle absorbe moins le rayonnement solaire que la glace ou la neige résiduelle des années précédentes qu’elle peut recouvrir plus longtemps à la faveur d’hivers bien enneigés (effet d’albédo). Suivant les scenarios climatiques pour le futur, les teneurs en gaz à effet de serre (dont la vapeur d’eau) vont augmenter, ce qui conduira à une augmentation du rayonnement infrarouge et une diminution de l’évaporation de la glace. Ainsi, la quantité d’énergie pour la fonte de la glace devrait continuer à augmenter.

E. Thibert1, P. Dkengne Sielenou1, V. Vionnet2, N. Eckert1, and C. Vincent3
1 Université Grenoble Alpes, Irstea, UR ETGR, 2 rue de la Papeterie-BP 76, F-38402 St-Martin-d’Hères, France.
2 Météo – France - CNRS, CNRM, CEN, UMR – 3589, Grenoble, France.
3 IGE, Université Grenoble Alpes CNRS, Grenoble, France.
Corresponding author : Emmanuel Thibert (emmanuel.thibert@irstea.fr)

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