Une équipe de chercheurs de l'Institut des sciences de la Terre Jaume Almera du Conseil national espagnol de la recherche (ICTJA-CSIC) a analysé les signaux sismiques générés par les variations du débit d'eau de la rivière Aragon dues à la fonte des neiges dans son bassin supérieur. Dans l'étude, qui a été publié dans la revue PLOS UN , les chercheurs décrivent l'identification des épisodes de fonte des neiges à partir des modèles de variation temporelle dans les données sismiques.

Les auteurs de l'étude ont utilisé les données enregistrées de 2013 à 2016 avec un sismomètre situé dans le Laboratorio Subterráneo de Canfranc (LSC) dans les Pyrénées centrales espagnoles, à environ 400 m du canal de la rivière Aragon. Ils ont calculé les spectrogrammes quotidiens à partir des ensembles de données disponibles enregistrés par la station sismique à large bande. Les spectrogrammes sont des graphiques où l'énergie du signal est représentée en fonction de la fréquence.

"Pendant les épisodes de fonte des neiges, nous avons pu identifier des signaux sismiques avec un spectrogramme caractéristique qui nous a permis de les différencier des autres sources sismiques qui étaient présentes dans le fond de l'enregistrement, " explique Jordi Díaz, chercheur à l'ICTJA-CIC et premier auteur de l'étude.

Après, les chercheurs ont conçu un algorithme pour effectuer une classification hiérarchique des spectres de signaux afin de trouver des modèles communs. De cette façon, ils ont pu identifier les jours avec des épisodes de fonte des neiges ainsi que l'intensité de ces processus. Les chercheurs concluent que, en général, les épisodes de fonte des neiges se concentrent sur les mois d'avril et de mai. Dans certains cas particuliers, comme en 2013, les chercheurs ont même pu identifier des crues de rivière dues à la fonte des neiges au début du mois de juillet.

« Nos résultats montrent une grande variabilité entre les différentes années étudiées, ce qui est dû aux variations des paramètres atmosphériques comme la température, chaleur et précipitations, " explique Jordi Diaz.

Les auteurs ont montré que les données sismiques peuvent être utilisées pour faire des estimations quotidiennes automatiques de l'intensité de la fonte des neiges. L'augmentation du débit des rivières due à la fonte des neiges a un cycle quotidien qui démarre en début d'après-midi après quelques heures d'ensoleillement. Selon cette étude, lorsque l'intensité de fusion des neiges varie entre faible et modérée, la montée du débit se caractérise par une diminution sensible vers la fin des heures nocturnes. Lors des épisodes de fonte des neiges les plus intenses, le débit de la rivière est plus stable tout au long de la journée, mais est encore plus intense l'après-midi.

« Dans de bonnes circonstances, C'est, avec un faible niveau de bruit causé par les activités humaines, les enregistrements sismiques peuvent être un outil utile pour étudier et surveiller ce type de phénomènes hydrologiques à long terme et peuvent contribuer, par exemple, comprendre les conséquences du changement climatique, " conclut Jordi Díaz.