Le réchauffement et le refroidissement des eaux de surface de la mer du Pacifique tropical en automne et en hiver peuvent aider à prédire le calendrier des dates de fonte des glaces printanières dans les lacs du Maine et de la région de l'Amérique du Nord, selon des études récentes menées par des chercheurs de l'Université du Maine.

La capacité de prédire le moment où la glace de lac disparaît au moins une saison à l'avance peut éclairer un éventail de préoccupations, des études sur l'écosystème lacustre et la qualité de l'eau aux événements communautaires, comme les tournois de pêche sur glace.

Une saison de couverture glacielle inhabituellement courte a le potentiel d'affecter la stabilité, santé et fonction des écosystèmes lacustres, selon Mussie T. Beyene, qui termine des études doctorales en génie civil et environnemental à l'UMaine.

Étant donné que les conditions météorologiques hivernales affectent la période de couverture de glace du lac, Beyene vise à offrir des moyens d'utiliser les informations climatiques pour évaluer les changements dans les lacs nord-américains au moins une saison à l'avance. La recherche est au centre de deux articles de revues récemment publiés par Beyene et Shaleen Jain, professeur agrégé de génie civil et environnemental à l'UMaine.

Des études climatiques ont montré que l'oscillation australe El Niño (ENSO), une balançoire périodique dans la température et la pression de surface de la mer du Pacifique tropical, affecte les conditions hivernales en Amérique du Nord, selon Beyene.

Dans des recherches antérieures, Beyene et Jain ont déterminé la présence de seuils de températures hivernales saisonnières qui engendrent des dates de déglaçage inhabituellement précoces et tardives (lorsque la glace hivernale disparaît complètement de la surface de l'eau) dans les lacs du Maine.

Les chercheurs ont également examiné le rôle des modèles de circulation atmosphérique régionale nord-américaine associés à El Niño, ou la phase chaude d'ENSO, en favorisant des hivers plus doux, qui produisent des dates précoces de déglaçage des lacs dans le Maine.

Un prédicteur important des dates de déglaçage printanier est le cumul des degrés-jours de gel et de fonte, soit la somme des températures inférieures et supérieures au point de congélation de l'eau, 32 degrés Fahrenheit.

Dans l'article le plus récent du couple publié dans Recherche sur les ressources en eau , ils ont examiné le rôle des degrés-jours de gel et de fonte accumulés en hiver et d'autres variables météorologiques, comme les chutes de neige, aux dates de dégel dans les lacs du Maine.

En collaboration avec Ramesh Gupta, le Trustee Professor de mathématiques et statistiques à l'UMaine, ils ont développé un cadre de régression linéaire-circulaire pour modéliser les effets des variables météorologiques saisonnières sur la phénologie de la glace de lac.

Les chercheurs ont découvert que l'ampleur et la variance des températures printanières expliquent plus de la moitié de la variabilité totale des dates de déglaçage printanier des lacs du Maine. La relation entre les chutes de neige printanière et le moment des dates de déglaçage printanier est la plus forte dans les lacs intérieurs du nord du Maine et l'effet des chutes de neige hivernales sur les dates de déglaçage est important principalement dans les lacs côtiers du Maine.

Cependant, le rôle des degrés-jours de gel et de fonte accumulés en hiver dans la détermination des dates de déglaçage dans les lacs du Maine s'est avéré important dans toutes les régions climatiques, selon les chercheurs.

Les recherches actuelles montrent que l'effet des événements ENSO sur le climat hivernal nord-américain varie en fonction de l'emplacement et de l'amplitude du réchauffement et du refroidissement de la surface de la mer du Pacifique tropical.

Dans un article récemment publié dans le Revue internationale de climatologie , Beyene et Jain ont examiné le rôle de différentes conditions d'El Niño à huit dates de déglaçage des lacs nord-américains et ont élaboré une approche d'analyse des risques pour évaluer la probabilité d'un déglaçage précoce. Pour certains lacs, Les schémas de réchauffement dans le Pacifique tropical oriental étaient associés à près de deux fois plus de risques de déglacement précoce.

"La National Oceanic and Atmospheric Administration donne un aperçu de l'état hivernal de l'ENSO, parfois six mois à l'avance, " dit Beyene. " En déterminant les seuils de degrés-jours de gel accumulés en hiver qui produisent des dates de déglaçage précoces dans les lacs, nous pouvons utiliser nos modèles de degrés-jours de gel accumulés en hiver qui intègrent les indices ENSO comme prédicteurs pour estimer la probabilité d'une date de déglaçage précoce ou tardive une saison à venir. Nous pensons que de nombreuses recherches et activités liées aux lacs dans le Maine et ailleurs devraient bénéficier de ces prévisions. »