Une nouvelle analyse de Berkeley Lab révèle que si les émissions de gaz à effet de serre se poursuivent selon le scénario d’émissions élevées, les hivers peu ou pas neigeux deviendront une occurrence régulière dans l’ouest des États-Unis d’ici 35 à 60 ans. Crédit : Jenny Nuss/Berkeley Lab
Avec la diminution du manteau neigeux dans les montagnes de l’ouest des États-Unis, une nouvelle étude du Berkeley Lab analyse le moment où un avenir avec peu ou pas de neige pourrait arriver et les implications pour la gestion de l’eau.
Les manteaux neigeux dans les montagnes du monde entier sont en baisse, et si la planète continue de se réchauffer, les modèles climatiques prévoient que les manteaux neigeux pourraient diminuer considérablement et peut-être même disparaître complètement sur certaines montagnes, y compris dans l’ouest des États-Unis, au cours du prochain siècle. Une nouvelle étude menée par des chercheurs du Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) analyse le calendrier probable d’un avenir sans neige, ce que cela signifiera pour la gestion de l’eau et les opportunités d’investissements maintenant qui pourraient éviter des conséquences catastrophiques.
Leur article de synthèse, « A low-to-no-snow future and its impacts on water resources in the western United States », publié dans la revue Nature Avis Terre et Environnement, analyse les projections climatiques précédentes et constate que si les émissions de gaz à effet de serre se poursuivent selon le scénario d’émissions élevées, les hivers peu ou pas neigeux deviendront une occurrence régulière dans l’ouest des États-Unis d’ici 35 à 60 ans. En outre, l’étude réévalue les hypothèses de longue date en matière de gestion de l’eau aux États-Unis et souligne que les scientifiques et les gestionnaires de l’eau doivent collaborer plus étroitement pour développer et mettre en œuvre des stratégies d’adaptation au climat.
La Sierra Nevada, les Rocheuses, les Cascades et d’autres chaînes de montagnes fournissent un service formidable en capturant, stockant et libérant de l’eau pour une utilisation en aval. Historiquement, le moment de la fonte des neiges fournit un retard critique dans la livraison de l’approvisionnement en eau au printemps et en été, lorsque les précipitations sont faibles et lorsque les demandes en eau sont à leur maximum en raison de l’agriculture. Les facteurs causant la diminution du manteau neigeux sont principalement liés à l’augmentation de la température et au changement des caractéristiques des précipitations. Des températures plus chaudes impliquent également que les tempêtes produiront plus de précipitations et moins de chutes de neige, limitant la quantité de neige accumulée pendant l’hiver.
La recherche, co-dirigée par les auteurs Erica Siirila-Woodburn et Alan Rhoades du domaine des sciences de la terre et de l’environnement du Berkeley Lab, commence par une revue de la littérature qui distille plusieurs centaines d’études scientifiques sur la perte de neige ; parmi ceux-ci, ils identifient et analysent 18 études qui avaient des projections quantitatives du manteau neigeux pour l’ouest des États-Unis
Quand arrivera l’avenir avec peu ou pas de neige ?
“UNE étude récente a souligné qu’il y a eu une baisse de 21 % du stockage d’eau du manteau neigeux le 1er avril dans l’ouest des États-Unis depuis les années 1950, ce qui équivaut à la capacité de stockage du lac Mead. Dans notre examen, nous avons constaté que vers le milieu du siècle, nous devrions nous attendre à une baisse comparable du manteau neigeux », a déclaré Rhoades. « D’ici la fin du siècle, la baisse pourrait atteindre plus de 50 %, mais avec une plus grande marge d’incertitude. »
De nombreux gestionnaires de l’eau utilisent la date quelque peu arbitraire du 1er avril pour faire des observations sur le manteau neigeux et prendre des décisions de planification. Au cours des dernières décennies, il y a eu des diminutions du volume du manteau neigeux de pointe ainsi que des occurrences plus précoces du moment du manteau neigeux maximal, le pic se produisant environ 8 jours plus tôt dans l’année pour chaque degré. Celsius (1,8 degrés Fahrenheit) de réchauffement.
De nombreuses régions ont déjà connu des hivers très peu enneigés ces dernières années, comme les Sierras en 2015 où le niveau du manteau neigeux au 1er avril était de 5 % de la normale, ce que les auteurs qualifient d’événement « extrême ». L’article définit deux autres types de conditions de neige faible à nulle – “neige faible à nulle épisodique”, ou lorsque plus de la moitié d’un bassin de montagne connaît une neige faible à nulle pendant cinq années consécutives, et ” peu ou pas de neige », dans laquelle cela se produit pendant 10 années consécutives. « Peu de neige » est défini comme lorsque le manteau neigeux (ou plus précisément, l’équivalent en eau de la neige, une mesure de la quantité d’eau qui sera libérée lorsque le manteau neigeux fond) se situe dans le 30e centile ou moins du pic historique.
En utilisant ces définitions, la Californie pourrait connaître une neige faible à nulle épisodique dès la fin des années 2040 et une neige faible à nulle persistante dans les années 2060 selon une projection climatique à haute résolution. Pour d’autres parties de l’ouest des États-Unis, de la neige faible à nulle persistante émerge dans les années 2070. Les auteurs mettent en garde contre la nécessité de davantage d’analyses avec un ensemble plus large de projections climatiques pour renforcer la confiance dans la chronologie de l’émergence de conditions de neige faible à nulle.
Les auteurs décrivent les projections climatiques dans leur étude en écrivant : « Au milieu et à la fin du 21e siècle, une fraction croissante de l’ouest des États-Unis est touchée par des déficits d’équivalent en eau de neige par rapport à la période historique. En particulier, seulement 8 à 14% des années sont classées comme peu ou pas de neige sur la période 1950-2000, contre 78 à 94% sur 2050-2099. Dans toutes les régions, une transition abrupte se produit entre le milieu et la fin du 21e siècle. »
Impacts sur les ressources en eau
Les impacts d’un avenir avec peu ou pas de neige s’étendent au-delà de la simple diminution du débit, bien qu’il s’agisse certainement d’une conséquence importante. Dans la Sierra Nevada, par exemple, la quantité d’eau dans le manteau neigeux un 1er avril typique est de près du double du stockage de surface du réservoir en Californie.
“Un avenir sans neige a des implications énormes pour où et quand l’eau est stockée dans l’ouest des États-Unis”, a déclaré Siirila-Woodburn. « En plus des impacts directs sur les loisirs et autres, il y a beaucoup d’effets secondaires sur les systèmes naturels et gérés, d’un point de vue hydrologique. C’est donc tout ce qui va de l’augmentation de la fréquence des incendies de forêt aux changements dans les modèles d’eaux souterraines et de surface et aux changements dans le type et la densité de la végétation.
Avec moins de neige et plus de pluie, les niveaux d’eau souterraine dans les systèmes montagneux peuvent être touchés parce que la fonte des neiges s’infiltre plus efficacement dans le sous-sol que les précipitations. De plus, moins de neige à basse altitude réduira la surface globale du manteau neigeux stocké dans les montagnes, ce qui pourrait entraîner une fonte des neiges moins disponible qui s’infiltre dans le sol.
Maintenant, pour les bonnes nouvelles …
L’objectif des auteurs en réalisant cette étude était de stimuler la réflexion sur les stratégies d’adaptation. “Nous voulons que la société soit proactive face à ces changements dans le manteau neigeux plutôt que réactive”, a déclaré Rhoades. « Notre espoir en présentant la synthèse de la littérature sur la neige faible à nulle est de pouvoir comprendre le problème d’une manière « à guichet unique ». De plus, nous avons mis en évidence de nouvelles stratégies d’adaptation au climat issues de partenariats non traditionnels avec des universités et des agences de l’eau, qui seront des éléments clés d’un portefeuille d’approches d’adaptation nécessaires pour surmonter la perte de neige dans un monde plus chaud.
L’un de ces partenariats est un projet soutenu par le ministère de l’Énergie appelé HyperFACETS, qui implique 11 instituts de recherche, dont Berkeley Lab, travaillant avec des gestionnaires de services d’eau en Californie, au Colorado, en Floride et en Pennsylvanie.
Le document discute également des stratégies d’adaptation potentielles, telles qu’une technique connue sous le nom de recharge gérée des aquifères, dans laquelle l’excès d’eau de surface est stocké sous terre en tant qu’eau souterraine pour une utilisation ultérieure. Une autre technique relativement nouvelle, les opérations de réservoir fondées sur les prévisions, dans lesquelles les prévisions météorologiques et hydrologiques sont utilisées pour éclairer les décisions concernant la rétention ou la libération de l’eau des réservoirs, a été récemment montré pour augmenter le stockage d’eau au lac Mendocino en Californie de 33%.
Ces techniques et d’autres sont prometteuses pour augmenter l’approvisionnement en eau, mais les auteurs recommandent également une plus grande collaboration, à la fois entre les scientifiques et au sein de la société dans son ensemble, pour élargir le portefeuille de stratégies d’adaptation au climat.
« Nous défendons l’idée d’un engagement avec les meilleures pratiques scientifiques et d’une collaboration ou d’un partenariat accru entre les chercheurs et les parties prenantes. Par exemple, les directeurs municipaux sont concernés par le contrôle des inondations ; les agriculteurs sont préoccupés par le stockage de l’eau ; chacun a ses propres objectifs. Même au sein de la science, les disciplines sont généralement cloisonnées », a déclaré Siirila-Woodburn. « Si tout le monde travaillait ensemble pour gérer l’eau plutôt que de travailler indépendamment à ses propres fins, il y aurait plus d’eau pour tout le monde. »
Référence : « A low-to-no-snow future and its impacts on water resources in the western United States » 26 octobre 2021, Avis sur la nature Terre et environnement.
DOI : 10.1038 / s43017-021-00219-y
