Les montagnes Wasatch de l'Utah sont réputées pour avoir « la plus grande neige sur Terre ». Les amateurs de neige à la recherche de ski et de snowboard de classe mondiale contribuent annuellement plus d'un milliard de dollars à l'économie. La fonte des neiges fournit également la majorité de l'eau aux populations en croissance rapide le long du front Wasatch, y compris Salt Lake City. Comprendre ce qui contrôle le moment et l'ampleur de la fonte des neiges est essentiel pour l'Utah.

C'est plus compliqué que de réchauffer la température de l'air; l'énergie du soleil et les heures d'ensoleillement plus longues au printemps sont les principaux moteurs de la fonte des neiges. Comme porter une chemise noire par une chaude journée, tout ce qui assombrit la surface de la neige, comme la poussière, absorbera plus de lumière du soleil et accélérera la fonte. Alors que les humains continuent de modifier les paysages, la poussière est plus susceptible de souffler sur les pics voisins. Pourtant, les scientifiques commencent tout juste à comprendre l'impact de la poussière sur la neige.

Une nouvelle étude de l'Université de l'Utah a analysé les impacts du dépôt de poussière sur une parcelle d'étude alpine à Alta, Utah dans les montagnes Wasatch. Pour la première fois, les chercheurs ont mesuré simultanément la poussière dans l'air et dans la neige. Ils ont découvert qu'une seule tempête de poussière le 13 avril, 2017, déposé la moitié de toutes les poussières de la saison. La lumière solaire supplémentaire absorbée par la poussière assombrit la surface de la neige, et conduit à la fonte des neiges une semaine plus tôt.

À l'aide de simulations informatiques, l'équipe a modélisé l'origine de la poussière. Ils ont découvert que d'abord, avant la tempête, la poussière venait du sud, mais s'est ensuite déplacé vers l'ouest. Les vents d'ouest ont apporté de la poussière des « points chauds » dans le lit du lac asséché du Grand Lac Salé, une source de poussière relativement nouvelle en raison des niveaux historiquement bas des lacs.

"Ce qui est important à propos du Grand Lac Salé, c'est qu'il n'y a pas de droits sur l'eau, aucune politique pour maintenir les niveaux des lacs. Au fur et à mesure que le lac décline, les événements de poussière devraient devenir plus fréquents, " a déclaré McKenzie Skiles, professeur adjoint de géographie à l'U et auteur principal de l'étude. « Tout ce qui a un impact sur la fonte des neiges pourrait avoir des conséquences économiques et hydrologiques. Et maintenant, l'une des régions sources de poussière est juste à côté. Pourrions-nous faire quelque chose en adoptant une politique qui maintient un niveau minimum du lac ? »

L'étude publiée en ligne le 21 décembre dans la revue Lettres de recherche environnementale .

Fonte des neiges dans le Wasatch

Skiles et son équipe ont observé cinq événements de poussière au printemps 2017, mais s'est concentré sur une seule tempête le 13 avril car elle a déposé le plus gros volume de poussière, et parce que la poussière semblait provenir du lit du lac asséché du Grand Lac Salé. L'équipe a recueilli des données à la parcelle d'étude Atwater, près de la station de ski d'Alta à Alta, Utah. Ils ont collecté des données de trois manières. D'abord, ils ont échantillonné la taille et le nombre de particules en suspension dans l'air. Seconde, ils ont creusé des fosses pour analyser les propriétés de la neige et échantillonner les concentrations de poussière. Troisième, ils ont utilisé des simulations informatiques pour estimer d'où venait la poussière, et où il devrait aller. Ils étaient confiants dans les simulations car ils ont capturé les modèles dans des échantillons d'air et de neige.

Pour mesurer l'impact de la poussière sur la neige, Skiles a calculé la différence d'absorption d'énergie entre la neige assombrie par la poussière, et la même neige si elle était restée sans poussière. L'équation intègre les propriétés de la neige telles que la taille des grains de neige, densité de neige, profondeur et mélange d'aérosols. L'impact global de la poussière était d'accélérer la fonte de 25 pour cent.

Ils ont découvert que la plupart de la poussière s'était déposée environ une heure après le passage de la tempête, dans les vents dits « post-frontaux ». Des sources telles que le Great Salt Lake Deseret étaient les plus gros émetteurs de poussière; la poussière des points chauds du lit asséché du lac représentait environ 10 pour cent de la poussière déposée. Cependant, les simulations informatiques suggèrent qu'une grande partie de la poussière a soufflé au nord de la parcelle d'étude. Sans observations de neige dans la région, les chercheurs n'ont pas été en mesure de vérifier un dépôt de poussière plus élevé, mais ils ont émis l'hypothèse que l'impact était probablement plus important dans le nord de Wasatch.

« Dans l'esprit de la plupart des gens, la poussière est un aérosol naturel. Mais l'ampleur et la fréquence des poussières en suspension dans l'air sont influencées par l'activité humaine, la modification des paysages rend la poussière plus susceptible d'être ramassée par le vent, " Skiles a dit. " Nous savons que depuis la colonisation de l'Ouest, la quantité de poussière dans l'air a augmenté. Et en même temps, en raison des prélèvements d'eau en amont, les niveaux des lacs sont également en baisse, exposant encore plus de poussière."

La poussière est un problème mondial

En octobre, Skiles a co-écrit un article qui a passé en revue la littérature sur le problème mondial croissant des « particules absorbant la lumière » sur la neige dans la revue Nature. La communauté des scientifiques du climat a reconnu l'impact des aérosols qui sont clairement liés à l'activité humaine, comme de la suie, mais n'ont pas encore considéré d'autres particules qui rendent la neige plus sombre et accélèrent la fonte.

"Globalement, la neige est en déclin et ce n'est pas seulement à cause d'un climat qui se réchauffe - c'est plus compliqué que ça - la neige devient aussi plus sombre, " a déclaré Skiles. "Nous savons qu'à certains endroits, les aérosols ont un impact sur les ressources en eau, et cela a cet impact climatique à long terme. Nous savons également qu'il est peu probable que les niveaux de dépôt diminuent à l'avenir. Bien que nous ne comprenions pas encore l'ampleur exacte de l'impact, nous savons que la poussière mérite plus d'attention."

Skiles a étudié la poussière sur la neige dans les Rocheuses du Colorado, mais veut continuer à regarder d'autres régions montagneuses.

"Je suis intéressé à chercher dans le Wyoming, Montana et ici dans l'Utah parce que nous avons besoin d'une perspective régionale - nous savons que la poussière a un impact dramatique sur la fonte des neiges dans le Colorado, mais quel est l'impact comme dans d'autres endroits ? Si la poussière n'est pas aussi importante dans ces régions, alors qu'est-ce qui contrôle les modèles changeants de fonte des neiges ?", a-t-elle demandé.