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Meilleure prévision de la fonte des neiges en forêt

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25.05.2021  |  Claudia Hoffmann  |  News SLF

 

La structure complexe des zones forestières y rend difficile le calcul de la fonte des neiges. Grâce à divers systèmes de mesure au sol, ou embarqués sur des drones et des avions, ainsi qu’au perfectionnement des simulations numériques, ces calculs s’améliorent désormais. Ils permettront des estimations plus précises de la fonte des neiges, mais aussi des prévisions climatiques plus exactes.

 

La fonte des neiges contribue notoirement à l’approvisionnement en eau. Elle déclenche également des processus écologiques importants pour la croissance des plantes. Des prévisions des quantités d’eau de fonte qui seront disponibles sont donc nécessaires. Mais de tels calculs sont beaucoup plus difficiles à effectuer pour les forêts que pour les zones ouvertes. En effet, les schémas de répartition et de fonte de la neige dans la forêt sont complexes: une structure dense ou clairsemée, la présence de clairières et de lisières, ainsi que l’ombrage entraînent de grandes différences dans les taux de fonte. La plupart des modèles de fonte des neiges ne peuvent pas représenter les variations spatiales de la structure forestière et leur effet sur les flux de masse et d’énergie. Cela induit des erreurs dans le calcul de la fonte des neiges, mais aussi des incertitudes dans la modélisation du climat futur, car la capacité de réflexion et d’absorption des forêts enneigées y joue un rôle important.

Les chercheurs du groupe Hydrologie nivale du SLF ont réussi à améliorer considérablement les prévisions de la fonte des neiges dans les zones forestières. Les mesures et la modélisation numérique ont été déterminantes à cet égard:

 
  • Observations au sol, par drone et par avion: les rayonnements solaire et thermique sont des facteurs importants pour la fonte des neiges en forêt. Les capteurs de rayonnement, les caméras ou le balayage laser permettent d’enregistrer avec précision les schémas de rayonnement solaire et thermique, la structure de la forêt ainsi que les différentes répartitions du manteau neigeux.
 
  • Modélisation du rayonnement et de la neige dans les forêts: grâce aux données de mesure mentionnées plus haut, les modèles numériques existants de la fonte des neiges ont pu être améliorés. Les images dites hémisphériques, qui sont prises depuis le sol vers la cime des arbres, sont particulièrement importantes. Elles indiquent où le rayonnement solaire est intercepté par la canopée et dans quelle mesure. En combinaison avec la trajectoire du soleil, il est donc possible de calculer la quantité de rayonnement qui frappe le sol en des points indépendants de la forêt pendant toute la période d’enneigement. Cela permet de représenter la structure de la forêt de manière très précise dans les modèles de rayonnement.
 

En intégrant ces paradigmes de rayonnement améliorés dans un modèle paramétrique de neige forestière, les chercheurs peuvent désormais faire des prévisions de fonte des neiges beaucoup plus précises. D’une part, cela permet de parfaire les prévisions du Service nivo-hydrologique opérationnel, pertinentes entre autres pour les alertes de crues. En outre, il devient possible de mieux comprendre les rétroactions entre la neige, le rayonnement réfléchi et le climat et donc d’améliorer les prévisions climatiques dans les régions forestières enneigées.

 

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