Les hivers récents ont montré des signes contradictoires du changement climatique, avec à la fois de graves pénuries de neige et de violents blizzards. Une étude de Dartmouth clarifie cela en montrant un déclin significatif du manteau neigeux dans l’hémisphère Nord au cours des 40 dernières années en raison du changement climatique provoqué par l’homme. Cette perte met en danger les approvisionnements en eau et les économies tributaires de l’hiver. Les résultats de l’étude, basés sur une analyse des données de température et de précipitations, indiquent que de nombreuses régions se rapprochent d’une « falaise de perte de neige », nécessitant une adaptation immédiate des stratégies de gestion de l’eau.
L’étude révèle que les régions de l’hémisphère Nord qui dépendent le plus de la neige pour leur eau connaissent les déclins les plus marqués.
La neige constitue un indice contradictoire pour interpréter le changement climatique. Au cours de nombreux hivers récents, dont celui-ci, la diminution des chutes de neige en décembre semble être un signe de notre avenir face au réchauffement climatique. Cela est évident dans les régions allant de l’Oregon au New Hampshire, où les pics sont plus bruns que blancs, et dans le sud-ouest américain, qui connaît une importante sécheresse de neige.
D’un autre côté, des blizzards records comme ceux du début de 2023 qui ont enseveli les communautés montagnardes de Californie, reconstitué les réservoirs desséchés et fait tomber 11 pieds de neige sur le nord de l’Arizona défient nos conceptions de la vie sur une planète en réchauffement.
De même, les données scientifiques provenant d’observations au sol, de satellites et de modèles climatiques ne s’accordent pas sur la question de savoir si le réchauffement climatique érode systématiquement les manteaux neigeux qui s’accumulent dans les montagnes de haute altitude, compliquant ainsi les efforts de gestion de la pénurie d’eau qui en résulterait pour de nombreuses agglomérations.
Effets du changement climatique d’origine humaine sur les manteaux neigeux printaniers dans les bassins versants nord-américains par décennie de 1981 à 2020, avec bassins fluviaux étiquetés. Le sud-ouest et le nord-est des États-Unis ont connu l’un des déclins les plus prononcés de l’hémisphère, avec plus de 10 % du manteau neigeux printanier perdu par décennie. Ces pertes exposent des millions de personnes dans l’Ouest américain à une crise de l’eau, tout en menaçant les économies locales dans des régions comme le Nord-Est qui dépendent des loisirs d’hiver. Crédit : Justin Mankin et Alex Gottlieb/Dartmouth
Aujourd’hui, une nouvelle étude de Dartmouth élimine l’incertitude de ces observations et fournit la preuve que les manteaux neigeux saisonniers dans la majeure partie de l’hémisphère nord ont effectivement diminué de manière significative au cours des 40 dernières années en raison du changement climatique provoqué par l’homme. Les réductions les plus importantes du manteau neigeux liées au réchauffement climatique – entre 10 et 20 % par décennie – se produisent dans le sud-ouest et le nord-est des États-Unis, ainsi qu’en Europe centrale et orientale.
La crise de l’eau et son impact économique
Les chercheurs rapportent dans la revue Nature que l’ampleur et la rapidité de cette perte risquent de placer les centaines de millions de personnes en Amérique du Nord, en Europe et en Asie qui dépendent de la neige pour leur eau au bord d’une crise que le réchauffement continu va amplifier.
« Nous étions surtout préoccupés par la manière dont le réchauffement affecte la quantité d’eau stockée dans la neige. La perte de ce réservoir constitue le risque le plus immédiat et le plus puissant que le changement climatique fait peser sur la société en termes de diminution des chutes de neige et de leur accumulation », a déclaré le premier auteur Alexander Gottlieb, titulaire d’un doctorat. étudiant au programme d’études supérieures en écologie, évolution, environnement et société à Dartmouth.
« Notre travail identifie les bassins versants qui ont connu une perte de neige historique et ceux qui seront les plus vulnérables au déclin rapide du manteau neigeux avec un réchauffement supplémentaire », a déclaré Gottlieb. « Le train a quitté la gare vers des régions comme le sud-ouest et le nord-est des États-Unis. D’ici la fin du 21e siècle, nous prévoyons que ces endroits seront presque exempts de neige d’ici la fin mars. Nous sommes sur cette voie et ne sommes pas particulièrement bien adaptés face à la pénurie d’eau.
La sécurité de l’eau n’est qu’un aspect de la perte de neige, a déclaré Justin Mankin, professeur agrégé de géographie et auteur principal de l’article.
Effet du réchauffement climatique d’origine humaine sur les manteaux neigeux printaniers dans les bassins versants de l’hémisphère Nord de 1981 à 2020, en pourcentage de changement par décennie. Le rouge indique une diminution et le bleu indique une augmentation. Les accumulations de neige dans de nombreux bassins versants de l’extrême nord ont augmenté à mesure que le changement climatique a entraîné une augmentation des précipitations tombant sous forme de neige. Mais les bassins versants des latitudes inférieures, qui fournissent de l’eau et des avantages économiques aux centres de population du nord, ont subi les pertes les plus importantes. Crédit : Justin Mankin et Alex Gottlieb/Dartmouth
Les bassins versants de l’Hudson, de Susquehanna, du Delaware, du Connecticut et de Merrimack, dans le nord-est des États-Unis, où la pénurie d’eau n’est pas aussi grave, ont connu l’une des baisses de neige les plus abruptes. Mais ces lourdes pertes menacent les économies d’États comme le Vermont, New York et le New Hampshire qui dépendent des loisirs d’hiver, a déclaré Mankin – même la neige artificielle a un seuil de température que de nombreuses régions approchent rapidement.
« Les implications récréatives sont emblématiques de la manière dont le réchauffement climatique affecte de manière disproportionnée les communautés les plus vulnérables », a déclaré Mankin. « Les stations de ski situées à des altitudes et des latitudes plus basses sont déjà confrontées à une perte de neige d’une année sur l’autre. Cela ne fera que s’accélérer, rendant le modèle économique inviable.
« Nous assisterons probablement à une nouvelle consolidation du ski dans de grandes stations bien dotées en ressources, au détriment des domaines skiables de petite et moyenne taille qui ont des valeurs économiques et culturelles locales si cruciales. Ce sera une perte qui se répercutera sur les communautés », a-t-il déclaré.
Méthodologie et résultats de l’étude
Dans l’étude, Gottlieb et Mankin se sont concentrés sur la façon dont l’influence du réchauffement climatique sur la température et les précipitations a entraîné des changements dans le manteau neigeux dans 169 bassins fluviaux de l’hémisphère nord de 1981 à 2020. La perte du manteau neigeux signifie potentiellement moins d’eau de fonte au printemps pour les rivières, les ruisseaux et les sols en aval lorsque les écosystèmes et les populations ont besoin d’eau.
Gottlieb et Mankin ont programmé un modèle d’apprentissage automatique pour examiner des milliers d’observations et d’expériences de modèles climatiques qui ont capturé des données sur le manteau neigeux, la température, les précipitations et le ruissellement pour les bassins versants de l’hémisphère Nord.
Cela leur a non seulement permis d’identifier où les pertes du manteau neigeux se produisaient en raison du réchauffement, mais cela leur a également donné la possibilité d’examiner l’influence inverse des changements de température et de précipitations induits par le climat, qui diminuent et augmentent respectivement l’épaisseur du manteau neigeux.
Les chercheurs ont identifié les incertitudes partagées par les modèles et les observations afin de pouvoir comprendre ce que les scientifiques avaient précédemment manqué lors de l’évaluation de l’effet du changement climatique sur la neige. Une étude réalisée en 2021 par Gottlieb et Mankin a également exploité les incertitudes dans la manière dont les scientifiques mesurent l’épaisseur de la neige et définissent la sécheresse neigeuse pour améliorer les prévisions de la disponibilité de l’eau.
La neige s’accompagne d’incertitudes qui ont masqué les effets du réchauffement climatique, a déclaré Mankin. « Les gens supposent que la neige est facile à mesurer, qu’elle diminue simplement avec le réchauffement et que sa perte implique les mêmes impacts partout. Rien de tout cela n’est le cas », a déclaré Mankin.
« Les observations de la neige sont délicates aux échelles régionales les plus pertinentes pour évaluer la sécurité de l’eau », a déclaré Mankin. « La neige est très sensible aux variations hivernales de température et de précipitations, et les risques de perte de neige ne sont pas les mêmes en Nouvelle-Angleterre que dans le sud-ouest, ou pour un village des Alpes que dans les hautes montagnes d’Asie. »
Variations régionales et « falaise de perte de neige »
Gottlieb et Mankin ont en fait découvert que 80 % du manteau neigeux de l’hémisphère nord, situé à l’extrême nord et à haute altitude, avait subi des pertes minimes. Les accumulations de neige se sont en fait étendues sur de vastes étendues de l’Alaska, du Canada et de l’Asie centrale, à mesure que le changement climatique augmentait les précipitations tombant sous forme de neige dans ces régions glaciales.
Mais ce sont les 20 % restants du manteau neigeux qui existent autour de bon nombre des principales agglomérations de l’hémisphère et qui fournissent de l’eau à celles-ci qui ont diminué. Depuis 1981, les déclins documentés du manteau neigeux dans ces régions ont été largement incohérents en raison de l’incertitude des observations et des variations naturelles du climat.
Mais Gottlieb et Mankin ont découvert qu’un schéma de déclin annuel constant de l’accumulation de neige apparaît rapidement et laisse les centres de population soudainement et chroniquement à court de nouvelles réserves d’eau provenant de la fonte des neiges.
De nombreux bassins versants dépendants de la neige se trouvent désormais dangereusement près d’un seuil de température que Gottlieb et Mankin appellent une « falaise de perte de neige ». Cela signifie que lorsque les températures hivernales moyennes dans un bassin versant augmentent au-delà de 17 degrés Fahrenheit (moins 8 degrés Celsius), la perte de neige s’accélère même avec une augmentation modeste des températures moyennes locales.
De nombreux bassins versants très peuplés qui dépendent de la neige pour leur approvisionnement en eau vont connaître des pertes accélérées au cours des prochaines décennies, a déclaré Mankin.
« Cela signifie que les gestionnaires de l’eau qui dépendent de la fonte des neiges ne peuvent pas attendre que toutes les observations s’accordent sur la perte de neige avant de se préparer à des changements permanents dans les approvisionnements en eau. À ce moment-là, il sera trop tard », a-t-il déclaré. « Une fois qu’un bassin est tombé de cette falaise, il ne s’agit plus de gérer une urgence à court terme jusqu’à la prochaine grosse neige. Au lieu de cela, ils s’adapteront aux changements permanents de la disponibilité de l’eau.
L’étude a été financée par le Département américain de l’énergie et la National Oceanic and Atmospheric Administration.
