des ruisseaux, les rivières et les lacs alimentés par la fonte des neiges à travers l'ouest des États-Unis sont déjà faibles à la mi-juillet 2021, au grand souci des agriculteurs, des biologistes et des hydrologues des neiges comme moi. Ce n'est pas surprenant en Californie, où les niveaux de neige au cours de l'hiver précédent étaient bien inférieurs à la normale. Mais c'est aussi vrai à travers le Colorado et les montagnes Rocheuses, qui en général a reçu une quantité normale de neige. Vous penseriez que s'il y avait une quantité normale de neige, vous auriez beaucoup d'eau en aval, droit?

Il y a plus d'un siècle, le scientifique des neiges James Church à l'Université du Nevada, Réno, a commencé à examiner comment la quantité de neige sur les montagnes était liée à la quantité d'eau dans les rivières alimentées par la fonte des neiges. Mais comme les hydrologues l'ont appris au cours des nombreuses décennies qui ont suivi, les corrélations entre les neiges et les débits des rivières ne sont pas parfaites. Étonnamment, il y a beaucoup de choses que les chercheurs ignorent sur le lien entre le manteau neigeux et les rivières.

Bien sûr, un hiver sec se traduira par de maigres débits au printemps et en été. Mais il y a d'autres raisons pour lesquelles la neige des montagnes n'atteindra pas une rivière en contrebas. Un domaine de recherche en pleine croissance explore comment les sécheresses peuvent conduire à un sol chroniquement sec qui absorbe plus d'eau que la normale. Cette eau remplit également les eaux souterraines ci-dessous.

Mais une autre façon moins étudiée de perdre l'humidité est de s'évaporer directement dans l'atmosphère. Tout comme la quantité de neige varie chaque année, il en va de même pour la perte d'eau dans l'air. Dans les bonnes conditions, plus de neige peut disparaître dans l'air qu'elle n'en fond dans les rivières. Mais comment les chutes de neige et la perte d'humidité dans l'air lui-même sont liées aux niveaux d'eau dans les rivières et les lacs est une partie importante et mal comprise du cycle de l'eau, en particulier les années de sécheresse.

Perte d'humidité dans l'air

Il y a deux façons dont l'humidité peut être perdue dans l'atmosphère avant qu'elle n'atteigne un ruisseau ou une rivière.

Le premier est par évaporation. Lorsque l'eau absorbe suffisamment d'énergie du soleil, les molécules d'eau se transformeront en un gaz appelé vapeur d'eau. Cette vapeur d'eau flottante est ensuite stockée dans l'air. La majeure partie de cette évaporation se produit à la surface des lacs, de l'eau dans le sol ou à la fonte des neiges et l'eau s'écoule sur les rochers ou d'autres surfaces.

Une autre façon dont l'humidité peut être perdue dans l'atmosphère est celle que vous connaissez peut-être moins :la sublimation. La sublimation, c'est lorsqu'un solide se transforme directement en gaz - pensez à la glace sèche. La même chose peut arriver à l'eau lorsque la neige ou la glace se transforme directement en vapeur d'eau. Lorsque l'air est plus froid que glacial, la sublimation se produit lorsque les molécules de glace et de neige absorbent tellement d'énergie qu'elles sautent la forme liquide et passent directement à un gaz.

Un certain nombre de conditions atmosphériques peuvent entraîner une augmentation de l'évaporation et de la sublimation et, éventuellement, moins d'eau se rendant aux ruisseaux et aux ruisseaux. L'air sec peut absorber plus d'humidité que l'air humide et extraire plus d'humidité du sol dans l'atmosphère. Les vents violents peuvent également souffler de l'humidité dans l'air et loin de la zone où elle est initialement tombée. Et enfin, l'air est plus chaud et plus de soleil qui brille, plus il y a d'énergie disponible pour que la neige ou l'eau se transforme en vapeur. Lorsque vous obtenez des combinaisons de ces facteurs, comme la chaleur, vents secs dans les Rocheuses appelés vents Chinook – l'évaporation et la sublimation peuvent se produire assez rapidement. Sur un sec, jour venteux, jusqu'à environ deux pouces de neige peuvent se sublimer dans l'atmosphère. Cela se traduit par environ une piscine d'eau pour chaque surface de neige de la taille d'un terrain de football.

La sublimation est mystérieuse

Il est relativement facile de mesurer la quantité d'eau qui s'écoule dans une rivière ou dans un lac. Et en utilisant des satellites et des relevés de neige, les hydrologues peuvent obtenir des estimations décentes de la quantité de neige sur une chaîne de montagnes. Mesurer l'évaporation, et surtout la sublimation, est beaucoup plus difficile à faire.

Aujourd'hui, les chercheurs estiment généralement la sublimation indirectement à l'aide d'équations physiques et de modèles éoliens et météorologiques. Mais il y a beaucoup d'incertitudes et d'inconnues dans ces calculs. En outre, les chercheurs savent que la plus grande perte d'humidité due à la sublimation se produit en terrain alpin au-dessus de la limite des arbres, mais les spécialistes de la neige mesurent rarement l'épaisseur de la neige à cet endroit. Cela ajoute encore à l'incertitude entourant la sublimation, car si vous ne savez pas avec quelle quantité d'humidité un système a commencé, il est difficile de savoir combien a été perdu.

Finalement, les conditions météorologiques et la profondeur du manteau neigeux varient beaucoup d'une année à l'autre. Tout cela rend incroyablement difficile la mesure de la quantité de neige qui tombe puis se perd dans l'atmosphère.

Lorsque les scientifiques ont pu mesurer et estimer la sublimation, ils ont mesuré des pertes d'humidité allant de quelques pour cent à plus de la moitié des chutes de neige totales, selon le climat et l'endroit où vous vous trouvez. Et même à un endroit, la sublimation peut varier considérablement d'une année à l'autre en fonction de la neige et du temps.

Lorsque l'humidité est perdue dans l'atmosphère, il finira par tomber à la surface sous forme de pluie ou de neige. Mais cela pourrait être de l'autre côté de la Terre et n'est pas utile pour les zones touchées par la sécheresse.

Connaissances importantes

Il est difficile de dire à quel point la perte d'humidité dans l'atmosphère est importante pour le cycle total de l'eau dans une chaîne de montagnes donnée. Les systèmes automatisés de surveillance de la neige, en particulier à haute altitude au-dessus de la limite des arbres, peuvent aider les chercheurs à mieux comprendre ce qui arrive à la neige et les conditions qui causent des pertes dans l'atmosphère.

La quantité d'eau dans les rivières - et quand cette eau apparaît - influence l'agriculture, écosystèmes et la façon dont les gens vivent. En cas de pénurie d'eau, des problèmes surviennent. Avec le changement climatique entraînant davantage de sécheresses et des conditions météorologiques variables, Il est important de combler un manque de connaissances sur le cycle de l'eau comme celui autour de la sublimation.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.