Changement climatique Les hauts sommets du massif de Belledonne (Isère) en février 2020.

© Météo-France.

Enneigement et changement climatique

25/02/2020

Sous l’effet du changement climatique, l’enneigement en France métropolitaine, aussi bien en plaine qu’en montagne, diminue progressivement. L’enneigement est en effet directement lié aux conditions de températures et de précipitations, et le changement climatique se traduit en France métropolitaine par une hausse régulière et significative des températures.

Un enneigement menacé par le changement climatique

Ainsi, l’épaisseur de neige au sol, l’étendue des surfaces enneigées et la durée d’enneigement sont condamnées à diminuer petit à petit au fil des décennies, même si une forte variabilité entre les années continuera à être observée.

Au-delà de la stricte période hivernale, cette évolution aura aussi des répercussions importantes sur la ressource en eau en été. En effet, la couverture neigeuse en montagne a une fonction de « château d’eau » : en fondant progressivement durant le printemps et l’été, quand les précipitations se font plus rares et la demande plus importante, elle maintient le débit des cours d’eau.

Comment le réchauffement climatique affecte-t-il l’enneigement ?

Les régions de montagne sont plus touchées que les plaines par le changement climatique : l’élévation de température y est en général plus forte qu’en moyenne sur la planète.

Quand les températures sont plus élevées, d’une part, les épisodes de pluie deviennent plus fréquents, au détriment des chutes de neige, d’autre part, la neige présente au sol fond plus rapidement. Épaisseur et durée de l’enneigement diminuent ainsi inévitablement sous ce double effet de l’augmentation de la température. Le phénomène est particulièrement notable dans les zones arctiques, où l’on observe un net recul des surfaces enneigées. En France métropolitaine, le phénomène est également sensible à moyenne altitude (entre 1 200 et 2 000 m). À plus haute altitude (au-dessus de 2 000 m), les températures restent très majoritairement négatives durant l’hiver, malgré le réchauffement climatique. La perte d’enneigement y est donc moins marquée en hiver. On y constate cependant un net raccourcissement de la durée durant laquelle la neige est présente dans l’année.

Cette évolution de l’enneigement induit des changements pour le risque d’avalanches, avec depuis plusieurs décennies une réduction du nombre d’avalanches de neige poudreuse, une augmentation du nombre d’avalanches de neige humide, y compris en hiver, et une hausse progressive de l’altitude atteinte par les avalanches. Toutefois, des phénomènes avalancheux de grande ampleur restent possibles sous l’effet de précipitations intenses hivernales.

Une durée d’enneigement plus faible à la fin du XXIe siècle

Météo-France contribue à estimer l’ampleur du changement climatique en montagne, sur la base des simulations climatiques produites pour l’ensemble de l’Europe, elles-même alimentées par des modèles du climat de la planète. Les simulations couvrant l’ensemble de l’Europe doivent être ajustées et « zoomées » pour pouvoir être utilisées dans les régions de montagne (Alpes, Pyrénées, moyenne montagne, Corse).

Dans le cadre du projet de recherche Adamont de 2015 à 2018, des projections climatiques dédiées à la montagne ont été produites et les résultats sont mis à disposition via la plateforme Drias. Ces projections utilisent plusieurs scénarios de teneur en gaz à effet de serre dans l’atmosphère (RCP), utilisés par le Giec.

A l’horizon 2050, et ce quel que soit le scénario de concentrations en gaz à effet de serre, les projections indiquent une réduction de la durée d’enneigement de plusieurs semaines et de l’épaisseur moyenne hivernale de 10 à 40 %, en moyenne montagne. À l’horizon 2100, dans le cas de fortes réduction des émissions de gaz à effet de serre et l’atteinte de la neutralité carbone planétaire d’ici 2050, les simulations indiquent une stabilisation des conditions d’enneigement au niveau atteint en milieu de siècle. En cas de fortes émissions, la réduction de l’épaisseur moyenne hivernale pourrait atteindre 80 à 90 %, avec une durée d’enneigement très limitée et un manteau neigeux régulièrement inexistant en moyenne montagne.

Des simulations pour pallier le manque d’observations en altitude

Il est difficile de chiffrer précisément l’évolution de l’enneigement au cours des dernières décennies sur l’ensemble des massifs montagneux, faute de disposer d’un grand nombre de séries de mesures de qualité et sur une période suffisamment longue, tout particulièrement aux altitudes élevées (supérieures à 2 200 m). En effet, en raison de la forte variabilité interannuelle de l’enneigement, certains signaux climatiques peuvent être masqués lorsque les séries de mesures disponibles sont trop courtes. Le site de mesure du col de Porte, à 1 325 m d’altitude dans le massif de la Chartreuse, permet de disposer d’un recul de 60 ans en moyenne montagne. Entre les périodes 1990-2019 et 1960-1990, l’enneigement y a perdu près de 40 cm d’épaisseur de neige hivernale moyenne, et la température hivernale y a augmenté de plus de 0,9 °C.

Si les satellites permettent, depuis les années 1970, de mesurer l’étendue des sols enneigés pour de grandes zones géographiques, ils ne renseignent en revanche pas sur l’épaisseur de neige et ne disposent d’informations régulières et utilisables en montagne que depuis le début des années 2000. Ils sont donc peu pertinents pour une étude fine des tendances d’enneigement en zone de montagne.

Pour mieux décrire l’évolution de l’enneigement dans les massifs montagneux français et y analyser l’évolution climatiques, les chercheurs utilisent des données issues de simulations numériques. À partir d’observations météorologiques et de réanalyses sur les décennies récentes du passé, ils ont, par exemple, reconstitué des données quotidiennes d’enneigement et de conditions météorologiques en montagne. Ces données ont ensuite été utilisées pour construire des séries climatologiques d’enneigement depuis l’hiver 1958-1959, qui ont mis en évidence une tendance à la baisse de l’enneigement, notamment dans les Alpes à moyenne altitude.

Changement climatique : des impacts sur l’enneigement des stations de sport d’hiver

L'évolution de l'enneigement des domaines skiables dans un contexte de changement climatique est un enjeu majeur au XXIe siècle pour l'aménagement du territoire en montagne. Or, le changement climatique impacte de plusieurs façons l'enneigement : tout d’abord, il entraîne une réduction de l'enneigement naturel, à la fois en termes de quantité et de durée, tout particulièrement à basse et moyenne altitude, et en parallèle influe sur la température de l'air et donc sur la possibilité de produire de la neige de culture.

Les chercheurs du CNRM (Météo-France, CNRS) et d'INRAE ont développé un ensemble d'outils pour simuler l'évolution du manteau neigeux sur piste, en tenant explicitement compte du damage et de la neige de culture, en conditions climatiques passées et futures. Les effets physiques de ces interventions et leurs modalités de mise en œuvre (dates et heures de damage, critères et objectifs de production, etc.) ont été modélisés, grâce à des échanges directs et des enquêtes auprès des gestionnaires de domaines skiables.

La méthode de modélisation tient également compte de la géographie de chaque station (distribution des altitudes, des orientations et des angles des pentes, position des remontées mécaniques et surfaces couvertes par la neige de culture). Un ensemble d'outils permet de produire des données d'enneigement pour chaque station et une estimation du volume d'eau utilisé pour la production de neige. Cette quantité d'eau consommée dépend de plusieurs facteurs : la surface couverte par la neige de culture, les besoins de production identifiés au cours de la saison pour compenser le déficit d'enneigement naturel, et le rendement des enneigeurs.

Cette approche a été appliquée à des simulations couvrant l'ensemble du XXIe siècle, faites avec plusieurs scénarios climatiques, en particulier avec un scénario « bas » (RCP 2.6 : forte réduction des émissions et atteinte de la neutralité carbone en cours de siècle), et avec un scénario « haut » (RCP 8.5 : poursuite de la hausse des émissions) dans les deux études décrites ci-après.

Étude parue dans Scientific Reports

Dans le cadre de cette étude, l'ensemble des outils a été appliqué à 129 stations des Alpes françaises, en considérant un taux de couverture des surfaces des pistes en neige de culture de 45 %. Ce taux constitue le niveau d'équipement prévu aux alentour de 2025. Les principaux résultats sont les suivants :

  • vers la moitié du XXIe siècle : quel que soit le scénario climatique, un taux de couverture de 45 % de neige de culture permet de maintenir des conditions d'enneigement agrégées pour toutes les stations comparables à la situation de référence sans neige de culture (1986-2005). Un enneigement défavorable demeure possible certaines années, mais pas plus souvent que pendant la période de référence ;
  • durant la seconde moitié du XXIe siècle : après 2050, la situation est relativement stabilisée dans le scénario « bas », tandis qu’elle empire fortement jusqu'à la fin du siècle dans le scénario « haut ». L'impact du réchauffement sur l'enneigement dans les stations est fort dès 1,5 °C de réchauffement planétaire et sans neige de culture. Avec un taux de couverture par la neige de culture de 45 %, l'enneigement demeure comparable à la situation actuelle pour un réchauffement planétaire inférieur à 2 °C, mais au-delà de 3 °C, la neige de culture ne suffit plus à compenser la réduction de l'enneigement naturel.

Des impacts sur la neige de culture

Cette étude a également permis d'estimer, à l’échelle des Alpes, la consommation d'eau globale nécessaire pour un taux couverture de 45 % par la neige de culture. Pendant la période de référence (1986-2005), pour 15 % de surface équipée en neige de culture en moyenne, la consommation d'eau est de l'ordre de 10 à 20 millions de m3 par an. L'accroissement de cette consommation, jusqu'à présent principalement portée par l'augmentation des surfaces de pistes couvertes par la neige de culture, va se poursuivre dans l'avenir, y compris en cas de stabilisation de ce taux d'équipement. Pour la période 2030-2050 et pour un taux de couverture en neige de culture de 45 %, le volume estimé est en moyenne de l'ordre de 40 millions de m3, pouvant varier de 25 à 50 millions de m3 selon les années. Dans la seconde moitié du XXIe siècle, il est stable pour le scénario « bas » (RCP 2.6), en hausse continue pour le scénario « haut » (RCP 8.5), en dépit d'un enneigement souvent insuffisant.

Les méthodes employées dans cette étude constituent des outils innovants pour quantifier l'impact du changement climatique, ainsi que les besoins en eau pour la production de neige de culture. Elles contribuent aux réflexions concernant l'adaptation. Elles pourront, par exemple, être appliquées au cas par cas sur une ou plusieurs stations, pour tenir plus finement compte des caractéristiques locales, ou pour analyser de façon la plus objective possible la perturbation hydrologique induite par une station de ski. Toutefois, l'enneigement n'est pas le seul critère qui détermine la viabilité socioéconomique d'une station de ski ; les dimensions économique et politique doivent également être prises en compte.

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