Masse de neige. Crédit :Pexels.com
L'estimation de la quantité de neige saisonnière est importante pour comprendre le cycle de l'eau et le système climatique de la Terre, mais il s'est avéré difficile d'établir une image claire et cohérente du changement. De nouvelles recherches de l'Initiative sur le changement climatique de l'ESA ont aidé à produire la première estimation fiable du changement de masse de neige et ont aidé à identifier différentes tendances continentales.
On sait que le réchauffement des températures de surface a entraîné des réductions substantielles de l'étendue et de la durée de la couverture neigeuse de l'hémisphère nord. D'importance égale, mais la masse de neige (la quantité d'eau contenue dans le manteau neigeux) et son évolution au fil du temps sont beaucoup moins bien comprises.
Des millions de personnes dépendent des eaux de fonte des neiges pour l'électricité, l'irrigation et l'eau potable. Des informations plus précises sur la masse de neige aideraient non seulement à évaluer la disponibilité des ressources en eau douce et à identifier les risques d'inondation, mais aussi permettre une meilleure évaluation du rôle de la neige saisonnière dans le système climatique.
Dans un nouveau journal, Publié dans La nature , des chercheurs de l'Institut météorologique finlandais (FMI) et d'Environnement et Changement climatique Canada, travaillant dans le cadre de l'Initiative sur le changement climatique de l'ESA, ont estimé de manière fiable la quantité de masse de neige annuelle et les changements dans la couverture neigeuse dans l'hémisphère nord entre 1980 et 2018. Leurs recherches montrent que la masse de neige est restée la même en Eurasie et a diminué en Amérique du Nord, mais l'étendue de la couverture neigeuse a diminué dans les deux régions.
L'enregistrement combiné des données climatiques sur la masse de neige sur 39 ans est basé sur des observations satellitaires micro-ondes passives combinées à des mesures d'épaisseur de neige au sol. Cela a permis à l'équipe de réduire la masse de neige maximale annuelle pour l'hémisphère nord à 3062 gigatonnes entre 1980-2018, avec le pic de masse de neige survenant en mars, tandis que les estimations précédentes allaient de 2500 à 4200 gigatonnes.
Evolution de la masse neigeuse entre 1980 et 2018. Dans les zones A-E, de grands changements régionaux dans la quantité de neige sont observés. Dans les zones bleues (A, E) la masse de neige a diminué, dans les zones rouges (B, C, D) la masse de neige a augmenté. L'échelle est la variation de la valeur de l'eau de la neige en millimètres tous les 10 ans (la valeur de l'eau indique à quelle hauteur la colonne d'eau correspond à la fonte). Crédit :Institut météorologique finlandais
L'équipe a utilisé cette méthode, qui corrige d'éventuelles anomalies dans les données, et les a comparées aux estimations du Global Snow Monitoring for Climate Research, également connu sous le nom de GlobSnow, avec trois estimations indépendantes de la masse de neige.
Jouni Pulliainen, l'auteur principal de l'article et professeur de recherche au FMI, dit, "La méthode peut être utilisée pour combiner différentes observations et elle fournit des informations plus précises sur la quantité de neige que jamais auparavant. L'incertitude considérable précédente de 33% dans la quantité de neige a diminué à 7,4%."
L'équipe de recherche a trouvé peu de réduction de la masse de neige dans l'hémisphère nord au cours des quatre décennies d'observations par satellite en examinant la quantité maximale annuelle de neige au tournant de février-mars.
Cependant, les estimations les plus fiables ont permis à l'équipe d'identifier différentes tendances continentales. Par exemple, la masse de neige a diminué de 46 gigatonnes par décennie en Amérique du Nord. Cela ne se reflétait pas en Eurasie, mais une grande variabilité régionale a été observée.
Jouni continue, "Autrefois, les estimations des tendances mondiales et régionales des chutes de neige n'ont qu'une valeur indicative. Les résultats montrent que la quantité de précipitations a augmenté dans les régions du nord, surtout dans le nord de l'Asie."
En utilisant une méthode développée par des chercheurs de l'Institut météorologique finlandais, diverses observations de neige peuvent être combinées. La méthode réduit les marges d'erreur des observations de 33 % à 7 %. Crédit :Institut météorologique finlandais
Dans les régions du nord, où les précipitations se transforment généralement en neige en hiver, la masse de neige est restée la même ou a même augmenté. Dans les parties sud, où en hiver les précipitations tombent sous forme d'eau plutôt que de neige, l'étendue de la couverture neigeuse et la masse de neige ont diminué.
Les données sur la masse de neige ont le potentiel d'aider les scientifiques à analyser et à améliorer la fiabilité des modèles utilisés pour prédire les changements futurs, cependant, les tentatives précédentes pour estimer la quantité de masse de neige dans les latitudes nordiques sont si variées qu'il n'est pas possible de juger si des changements se sont produits avec une confiance suffisante.
L'équipe du projet a pour objectif de continuer à développer l'algorithme GlobSnow, dans le cadre de l'Initiative sur le changement climatique de l'ESA, un programme de recherche et développement qui fusionne et étalonne les mesures de plusieurs missions satellitaires pour générer une série chronologique mondiale.
En novembre 2019, Les États membres de l'ESA ont approuvé une expansion majeure de la flotte de missions satellitaires Copernicus Sentinel, y compris CIMR, la mission candidate Copernicus Imaging Microwave Radiometer. À lancer au plus tôt en 2025, ce radiomètre à micro-ondes multifréquence fournira des mesures à haute résolution spatiale et haute fidélité pour continuer et étendre l'étendue de la neige et les enregistrements d'observation de masse dans le futur.
Co-auteur et membre du Groupe Consultatif de la Mission CIMR de l'ESA, Kari Luojus, ajoute, "L'équipe FMI travaille déjà à utiliser les prochaines données CIMR pour l'estimation de la masse de neige, pour étendre davantage l'ensemble de données à long terme."
