L’apparition saisonnière d’un manteau neigeux à l’échelle de l’hémisphère joue un rôle central dans l’équilibre radiatif de notre planète. La neige est en outre une actrice majeure du cycle hydrologique continental. Au printemps, lorsqu’elle fond, elle libère d’importantes quantités d’eau qui vont humidifier les sols et alimenter les lacs et les rivières. De nombreux écosystèmes et populations dépendent de cet apport hydrique saisonnier. Toutefois, avec le changement climatique, on s’attend à ce que la couverture neigeuse se modifie sensiblement…
La majeure partie des terres de l’hémisphère nord est exposée aux précipitations neigeuses à un moment ou un autre de l’année – essentiellement entre septembre et mai. Avec le réchauffement climatique, on s’attend intuitivement à ce que la proportion de surfaces enneigées diminue. On serait tenté d’émettre un raisonnement analogue en ce qui concerne les quantités moyennes de neige tombant au cours d’une année ou d’une saison.
Si ces réflexions « au doigt mouillé » ont une certaine pertinence, elles méritent cependant d’être nuancées en particulier sur le second point. En effet, les modèles climatiques montrent des évolutions contrastées suivant la saison et la région considérées. Intéressons-nous à cela plus en détail. Dans la suite de cet article, nous nous baserons sur l’étude de Krasting & al., 2013. Les chercheurs ont utilisé 18 modèles différents pour cet exercice.
Les évolutions attendues
Ci-dessous est présentée une carte des tendances attendues dans les quantités de neige annuelles – A. – ou saisonnières – B. automne, C. hiver, D. printemps – entre la période 2006-2025 et 2081-2100. Les couleurs rouges indiquent une tendance à la baisse et les couleurs bleues, une tendance à la hausse. Les zones en blanc ne présentent pas de changements significatifs. L’unité est le centimètre par an par décennie (cm/an/décennie). Sont également tracées par tranche de 10 °C les isothermes calculées sur la période 1986-2005.
À l’échelle annuelle, on remarque effectivement une nette prédominance des couleurs rouges, ce qui montre que les quantités de neige précipitées sur l’année diminuent en moyenne hémisphérique. Cependant, on voit aussi qu’il y a des régions qui ne présentent pas d’évolution significative – et parfois même une hausse – sur une partie substantielle de l’Asie, sur la calotte groenlandaise et sur l’extrême nord de l’Amérique.
La situation devient encore plus contrastée en hiver (DJF), où une vaste portion du continent asiatique subit une augmentation du cumul de neige. C’est aussi le cas, mais dans une proportion moindre, sur la partie la plus septentrionale de l’Amérique du Nord. Au printemps (MAM) et en automne (SON), le schéma d’évolution se rapproche de celui observé en moyenne annuelle. On notera que sur les 4 figures, la calotte du Groenland et le nord de la Sibérie bénéficient d’une augmentation des précipitations neigeuses.
Ainsi, on voit que les évolutions modélisées – ici dans le cadre d’un scénario de réchauffement climatique modéré – sont très dépendantes de la période de l’année et de la zone géographique étudiées. Les résultats seraient qualitativement les mêmes en cas de réchauffement plus ou moins important.
Les processus physiques en jeu
Qu’est-ce qui différencie les régions en blanc ou bleu et celles en rouge sur la carte présentée précédemment ? Rappelons que pour observer une chute de neige, il faut que les conditions soient suffisamment froides. Par ailleurs, le réchauffement global s’accompagne non seulement d’une hausse des températures, mais également d’une hausse de la teneur en vapeur d’eau des masses d’air.
Dans les régions suffisamment froides pour que les températures restent malgré tout favorables aux précipitations solides (Sibérie, Groenland, centre de l’Asie en hiver…), la teneur plus élevée de l’air en vapeur d’eau s’associe à une hausse des accumulations de neige. Dans les régions où la moyenne climatologique n’est que partiellement favorable à la survenue de neige dans le climat actuel (Europe, une large partie de l’Amérique du Nord…), un environnement plus chaud augmente la fraction des précipitations tombant sous forme de pluie. Cet effet domine sur l’éventuelle intensification des chutes de neige lorsque les précipitations tombent sous forme solide.
Enfin, dans les zones sans changements significatifs, ces deux effets se compensent à peu près. La fraction plus élevée de précipitations sous forme liquide est contrebalancée par l’intensification des épisodes neigeux.
Le bilan en termes de centimètres de neige sur une saison ou sur l’année peut ainsi rester inchangé, même si la répartition temporelle des chutes de neige, leur intensité ou leur fréquence est modifiée. En outre, il est frappant de constater que la ligne de démarcation entre les tendances à la hausse et celles à la baisse correspond approximativement à l’emplacement de l’isotherme -10 °C sur la période 1986-2005 (voir figure plus haut).
Notons pour conclure que les auteurs de l’étude soulignent que l’empreinte du changement climatique sur ce paramètre n’émerge de la variabilité naturelle qu’assez tard – comparativement à la température. « Cela suggère que les modifications dans les chutes de neige ne sont probablement pas les premiers indicateurs du changement climatique à l’échelle régionale », peut-on lire à la fin de l’abstract du papier.
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