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OSUG - Terre Univers Environnement OSUG

Étude de la sensibilité des glaciers alpins aux variations climatiques et projection de leurs évolutions à l’échelle du 21ème siècle.

par BRONDEX Julien - 24 mars 2015 - ( maj : 24 mars 2015 )

Marion REVEILLET

Date de début et de fin : octobre 2013 - septembre 2016

Financement : bourse ministérielle (MERS)

Directeurs : Christian Vincent (LGGE), Delphine Six (LGGE) et Antoine Rabatel (LGGE)

Résumé :

Les glaciers dits « tempérés » figurent parmi les meilleurs indicateurs des variations climatiques. Les glaciers enregistrent et intègrent naturellement des informations hydrologiques et énergétiques dans des régions variées du globe, et en particulier dans des environnements difficiles d’accès aux mesures météorologiques traditionnelles. Ces glaciers tempérés, dont la température est celle du point de fusion, sont sensibles à des changements minimes des bilans d’énergie en surface. En retour, l’évolution des glaciers peut avoir des impacts significatifs sur l’environnement local (risques, ressources) et global (niveau marin). Connaître les forçages atmosphériques ou les forçages de surface qui régissent l’évolution des glaciers dans le passé comme pour la période actuelle permet ainsi de mieux contraindre et prévoir leur évolution future. Les flux d’énergie atmosphériques et de surface qui conditionnent les variations temporelles et spatiales de l’ablation glaciaire dans les Alpes restent à quantifier. Par exemple, l’effet du dimming/brightening, via l’augmentation/diminution des aérosols dans l’atmosphère, reste très difficile à évaluer. Une étude (Huss et al., 2009), basée sur des relations empiriques, a montré qu’une partie de la forte augmentation de la fonte des 30 dernières années pourrait être liée à l’augmentation du rayonnement des courtes longueurs d’onde liées à l’effet « brightening » dû à la diminution des aérosols atmosphériques. Cet effet reste à quantifier par des données d’ablation et de flux d’énergie en surface. D’autre part, les forçages de surface conditionnent très largement les processus de bilans de masse. L’albedo constitue une rétroaction majeure sur les bilans de masse et il est fondamental de déterminer précisément le rôle de ses modifications sur l’augmentation de l’ablation de ces dernières décennies. Des études (Oerlemans et al. 2009, Huss et al., 2009) mettent en cause un changement de l’albedo de la neige et de la glace au cours des dernières décennies à cause de l’accumulation de poussières supplémentaires à la surface des glaciers pour expliquer les très forts taux d’ablation observés actuellement. Ces résultats sont basés sur des mesures sporadiques, récentes, et il est nécessaire de les valider sur des périodes plus longues et avec des observations plus étendues telles que celles disponibles dans le service d’observation Glacioclim. D’autres processus, comme la variabilité de la nébulosité ou encore la répartition temporelle des précipitations, impactent la sensibilité du bilan de masse, et principalement de l’ablation de la neige et de la glace. Il est aujourd’hui indispensable d’étudier ces sensibilités pour pouvoir mieux estimer l’évolution à venir des glaciers de montagne. Dans les Alpes françaises, le Service d’Observation INSU/OSUG GLACIOCLIM est la structure porteuse des mesures glaciaires. Les mesures réalisées au cours des dernières décennies sur quelques glaciers du Massif du Mont-Blanc au Massif des Ecrins, permettent de disposer d’une base de données unique. Grâce à celle-ci, il a été possible d’établir des liens entre variations glaciaires et variations du climat ) mais à partir de séries de mesures courtes ou sur un nombre de glacier réduit et avec une approche statistique (Vincent, 2002 ; Vincent et al., 2004 ; Le Meur et al., 2007 ; Sicart et al., 2008 ; Six et al., 2009 ; Thibert et al., 2013).

Abstract :

The « temperate » glaciers appear among the best indicators of the climatic variations. The glaciers record and integrate naturally hydrological and energy information into varied regions of the world, and in particular into environments difficult to access in the traditional meteorological measurement. These glaciers, whose temperature is the one of the melting point, are sensitive to small changes of the surface energy balance. In return, the evolution of the glaciers can have significant impacts on the local (risks, water resources) and global environment (sea level). Understanding the atmospheric and surface forcings which govern the evolution of the glaciers, in past as for current period, allows better estimation of their future evolution. The atmospheric and surface energy fluxes which condition the temporal and spatial variations of the glacial ablation in the Alps remain to quantify. For example, the effect of the dimming / brightening, via the increase / decrease of aerosols in the atmosphere, remains very difficult to estimate. A study (Huss et al ., 2009), based on empirical relations, showed that a part of the strong increase of the melt of the last 30 years could be connected to the increase of the short wavelengths of the radiation due to the " brightening " effect linked to the decrease of the atmospheric aerosols. This effect remains to quantify by ablation data and surface energy measurements. On the other hand, the forcing of surface condition very widely influence the processes of mass balance. The albedo constitutes a major feedback on the mass balance and it is fundamental to determine exactly the role of its modifications on the increase of the ablation of these last decades. Recent studies (Oerlemans et al., 2009, Huss et al ., 2009) question a change of the albedo of the snow and ice during the last decades because of the accumulation of additional dusts on the surface of the glaciers to explain the very strong rates of ablation observed at present. These results are based on sporadic, recent measurements, and it is necessary to validate them over longer periods and with more vast observations such as those available in the GLACIOCLIM Observatory. Other processes, as the variability of the cloudiness or still the temporal distribution of the precipitation, impact on the sensibility of the mass balance, mainly the ablation of the snow and ice. It is necessary to study these sensibilities to better estimate the future evolution of the glaciers. In the French Alps, the « Service d’Observation » INSU/OSUG GLACIOCLIM is the structure of the glaciological measurements. The measures realized during the last decades on some glaciers from the Massif du Mont Blanc to the Massif des Ecrins, allow to have a unique database. Thanks to this one, it was possible in the past to establish links between glacial variations and variations of the climate but from shorter series or on a number of reduced glaciers, and with a sta