On dit souvent que l'Arctique est l'un des endroits les plus vulnérables au changement climatique. Les températures y grimpent plus vite que partout ailleurs sur la planète. L'augmentation des températures hivernales signifie des quantités croissantes de pluie au lieu de neige, et les scientifiques s'efforcent toujours de comprendre exactement ce que cela signifie sur le terrain.

Maintenant, une équipe de biologistes, les météorologues et les géophysiciens ont passé en revue des années de données sur le manteau neigeux et les conditions météorologiques de deux endroits dans l'archipel arctique du Svalbard et ont découvert que l'augmentation des pluies hivernales a entraîné plus de glace sur le sol là-bas. Leurs conclusions viennent d'être publiées dans Lettres de recherche environnementale .

Le changement est si grand, disent les chercheurs, que le sol n'a pratiquement pas été exempt de glace pendant l'hiver depuis le début de ce siècle.

La pluie dans des endroits comme Svalbard pose un défi qui est moins un problème dans les climats plus au sud. Ici, à 78 degrés N, la nuit polaire dure plus de trois mois, et le sol repose sur du pergélisol. Cela signifie qu'il pleut sur la neige, la pluie peut geler au fond du manteau neigeux, créer une couche de glace. Les chercheurs appellent ce type de formation de glace « glace basale, " car il se situe à la base du manteau neigeux.

Il peut parfois être si épais qu'il peut complètement encapsuler et tuer les plantes, et affamer les animaux, comme le renne, qui broutent normalement les mousses, arbustes nains et autres broutages qu'ils trouvent en piaffant dans la neige. Dans une publication de 2013 en Science , L'écologiste de l'Université norvégienne des sciences et de la technologie (NTNU) Brage Bremset Hansen et ses collègues ont décrit comment un événement de givrage extrême un hiver a empêché les campagnols, lagopède et renne de trouver de la nourriture, qui a fait s'effondrer leurs populations. Hansen est l'auteur principal de l'article récemment publié.

Populations de renards arctiques, qui se nourrissent de carcasses de rennes morts, explosa alors que les autres animaux mouraient. Mais l'année suivante, la population de renards a lutté, parce que tout renne qui avait survécu à la grande mortalité avait plus de nourriture d'été, puisque leur nombre total avait chuté. Cela signifiait moins de carcasses de renards l'année suivant le grand événement glacial.

La glace basale peut également poser des problèmes aux éleveurs de rennes dans les collectivités nordiques, alors qu'il pleut sur la neige, même sans formation de glace, peuvent saturer les accumulations de neige au point de provoquer des avalanches.

La quantité de glace dépend des niveaux de neige

La quantité de neige déjà au sol est un facteur important dans la formation de glace basale, disent les chercheurs. "Lorsque, où et combien de glace se forme est un processus compliqué, " dit Bart Peeters, l'auteur principal de l'article et un doctorat. candidat au Center for Biodiversity Dynamics de NTNU. "Mais les principaux schémas sont clairs :la glace basale se forme lorsque la pluie et l'eau de fonte gèlent sur le sol gelé, bien que cela dépende de la profondeur du manteau neigeux, s'il y a de la neige, et quand il commence à pleuvoir."

Quand il y a beaucoup de neige au sol et juste un peu de pluie, la pluie peut être absorbée par la neige et peut geler à l'intérieur du sac. Cela signifie pas de glace basale. Quand il y a un épais manteau neigeux, cependant, et beaucoup de pluie, la pluie peut accélérer la fonte des neiges de sorte que beaucoup d'eau tombe en cascade sur tout le manteau neigeux. Il gèle ensuite lorsqu'il atterrit sur le sol gelé au fond du sac. Ce sont les conditions qui conduisent à la formation d'une épaisse couche de glace.

Les chercheurs ont voulu connaître l'étendue de la formation de glace basale pendant l'hiver. Ils ont examiné 2539 mesures du manteau neigeux sur 16 ans à partir de deux emplacements sur l'île principale du Spitzberg; un sur la côte dans une ville appelée Ny-Ålesund, et un à Nordenskiöld Land au centre de l'île. Cette dernière zone se trouve à environ 20 km au sud de la station météorologique de l'aéroport de Svalbard dans la ville principale de Longyearbyen.

En plus des données des deux stations météorologiques de Longyearbyen et Ny-Ålesund, les chercheurs ont pu obtenir les températures moyennes quotidiennes de l'air et la quantité de pluie de cinq autres stations dispersées à travers le Svalbard. Cela leur a permis de rechercher des modèles de pluie hivernale dans l'espace et dans le temps. Ce qu'ils ont découvert, c'est que la quantité moyenne de pluie hivernale était plus de deux fois plus élevée sur la côte qu'elle ne l'était au centre de l'île. Cela signifiait également une glace basale plus épaisse sur la côte.

Cependant, ils ont également constaté que lorsqu'il pleuvait en hiver, il pleuvait généralement sur des distances de plusieurs centaines de kilomètres. De même, si le sol était recouvert d'une épaisse couche de glace sur la côte, le même scénario a été retrouvé au centre de l'île.

« Les périodes de chaleur hivernale et les épisodes de pluie sur neige sur le Svalbard ont tendance à se produire lorsque la région est influencée par les systèmes de basse pression du sud-ouest, " a déclaré Ketil Isaksen, chercheur principal à l'Institut météorologique norvégien et co-auteur de l'étude. « Ces systèmes météorologiques favorisent le transport de la vapeur d'eau des sources de l'Atlantique sud, apportant des températures au-dessus de zéro et de la pluie sur tout l'archipel."

Déménager n'est pas une option

L'essentiel est que le givrage a tendance à se produire sur de vastes zones, et n'est pas un événement localisé, les chercheurs ont dit. Par conséquent, animaux qui hivernent sur l'île, comme le renne et le lagopède, n'ont pas toujours la possibilité de se déplacer vers un meilleur endroit avec moins de glace.

Hansen dit que l'implication écologique la plus importante des événements de pluie sur neige à grande échelle est qu'ils peuvent affecter simultanément toutes les espèces de la communauté animale hivernant de l'île.

« Cela signifie en fin de compte que les hauts et les bas des populations ainsi que des communautés entières de la faune pourraient être synchronisés sur de grandes distances, " dit-il. " En théorie, la synchronisation de la dynamique des populations sur de grandes distances, causés par les fluctuations météorologiques, augmentera le risque d'extinction à long terme. cependant, qu'il n'y a aucune preuve que les espèces qui hivernent dans la toundra du Svalbard soient actuellement en péril.

Hansen est à la tête d'un projet appelé INSYNC, financé par le Conseil de la recherche de Norvège, qui examine comment le changement climatique affecte la dynamique des populations des communautés fauniques de l'Arctique.

Svalbard un indicateur des choses à venir

événements météorologiques extrêmes, comme la pluie sur neige, sont de plus en plus fréquents, les chercheurs ont dit, et ils comprennent maintenant mieux comment se forme la glace basale et les facteurs qui affectent son épaisseur et sa synchronisation. Mais alors que l'Arctique continue de se réchauffer, les relations complexes entre la pluie, épaisseur du manteau neigeux, les températures de l'air et le calendrier pendant l'hiver suggèrent que les modèles peuvent changer, ils ont dit.

"Nous savons avec une grande confiance que les températures mondiales continueront d'augmenter pendant des décennies. Alors que les hivers deviennent plus chauds et plus humides dans l'Arctique, il sera intéressant d'observer les patrons du givrage basal lorsque le manteau neigeux fond complètement et que la surface du sol dégèle, " Peeters a dit. " Cependant, parce que l'Arctique se réchauffe le plus rapidement au Svalbard, c'est un indicateur des choses à venir pour les écosystèmes dans d'autres régions de l'Extrême-Arctique. »