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Un nouveau modèle de prévision pour anticiper les épisodes de neige rouge

Crédits : Wikimedia Commons.

Un groupe de chercheurs de l’Institute of Industrial Science de l’Université de Tokyo (Japon) a développé un nouveau modèle capable de modéliser et de prédire les épisodes de neige rouge, un phénomène surprenant qui survient dans les régions de climats polaires ou alpins durant la saison de fonte. Les résultats ont été publiés le 6 janvier dernier dans la revue JGR Biogeosciences.

Lorsque le printemps approche et que la neige tombée durant l’hiver entame sa fonte saisonnière, l’éclat perçant de l’or blanc laisse parfois place à une étrange coloration rouge. Le paysage immaculé prend alors un air plus exotique, voire martien. On doit ce phénomène à la présence d’algues microscopiques qui prolifèrent à la surface de la neige lorsque celle-ci fond.

Des algues aux conséquences bien particulières

En assombrissant le substrat, ces organismes photosynthétiques augmentent la quantité d’énergie solaire absorbée en surface et donc le rythme de fonte du manteau neigeux. Si la couleur rouge est caractéristique de l’espèce Chlamydomonas nivalis, les efflorescences d’algues des neiges peuvent provoquer des colorations assez variées, allant du rouge sang au vert émeraude, en passant par l’orange cuivré.

Jusqu’à présent, il n’était pas possible de prévoir de façon opérationnelle où et quand ces efflorescences allaient apparaître. Le phénomène était simplement rapporté au moment où il se produisait. Or, dans un contexte de réchauffement global et de rétrécissement des surfaces enneigées, comprendre et anticiper l’évolution de ces algues représente un enjeu scientifique et économique grandissant.

neige rouge
Algue rouge vue au microscope (a) et épisode de neige rouge en Alaska (b). Les épisodes étudiés dans le monde jusqu’à présent figurent en (c). Crédits : Y. Onuma & coll., 2022.

La nécessité d’une prise en compte des épisodes de neige rouge

Afin de combler ces lacunes, une équipe de chercheurs japonaise a développé le premier modèle numérique capable de modéliser les efflorescences d’algues des neiges et de prévoir leur apparition en fonction des conditions météorologiques et des propriétés du manteau neigeux. « Notre objectif avec cette recherche était d’essayer de prédire l’endroit et le moment des événements de neige rouge et leurs effets sur la couverture de neige mondiale », relate Yukihiko Onuma, auteur principal de l’étude.

Développé sur la base de travaux antérieurs, le modèle intègre de nouvelles données sur le développement de ces organismes qui nécessitent la présence d’eau liquide, de lumière et de nutriments à la surface de la neige. Par ailleurs, il se trouve que la durée du dégel joue un rôle fort, car la quantité d’algues augmente de façon exponentielle au fil des jours, à condition toutefois qu’aucune couche de neige fraîche ne se dépose entre-temps. Enfin, la durée d’ensoleillement intervient également en stimulant la photosynthèse.

Lorsque les scientifiques ont comparé leur modèle aux mesures de quinze sites d’observation d’algues des neiges répartis dans le monde, ils ont constaté un bon accord entre les calculs prédictifs et les observations. « Notre simulation de la prolifération des algues des neiges pourrait être utilisée pour la prévision globale des phénomènes futurs de neige rouge qui sont susceptibles de se synchroniser avec le changement climatique mondial », note l’étude dans son résumé.