Marie Dumont, chercheuse au Centre National de Recherches Météorologiques (CNRS/Météo-France) à Grenoble, lauréate du programme European Research Council Starting Grants avec le projet IVORI, consacre ses recherches à la connaissance de ce matériau singulier et propose aujourd’hui un nouvel angle d’étude du manteau neigeux.

Blanc comme neige, une question d’albédo ?

Composée de cristaux de glace, la neige est un matériau complexe, très blanc, très isolant et en perpétuelle évolution. Ces propriétés de la neige engendrent une série de conséquences physiques qui, associées, ont un impact sur le climat. Par exemple, le contraste de couleur entre une surface enneigée et une surface déneigée, provoque un contraste d’albédo, qui est la capacité à renvoyer l’énergie solaire vers l’atmosphère. Ainsi, moins il y a de neige sur le sol, plus il y a d’énergie solaire absorbée par ce dernier, qui se réchauffe d’autant plus. Un sol plus chaud accueillera encore moins de neige et se réchauffera encore. On appelle ceci une rétroaction positive. Des cycles s’autoalimentant, se créent ainsi et génèrent un emballement du système qui a un impact sur le climat (snow albedo feedback).

Y-a-t-il d’autres relations entre la neige et le climat ?

Une autre rétroaction positive engendrée par la neige, et dont l’impact est reconnu, est liée au dépôt de poussières ou suies d’origine anthropique sur le manteau neigeux. Noircissant la neige, il augmente l’absorption de chaleur et donc le réchauffement au niveau local. On peut observer ce phénomène régulièrement dans les vallées alpines.

Dans les régions polaires ou en haute montagne, le manteau neigeux se transforme progressivement en névé puis en glace, capturant ainsi des enregistrements uniques des climats passés. Ces enregistrements sont essentiels pour reconstituer les climats anciens et leurs évolutions, pour comprendre les mécanismes à l’œuvre et modéliser les changements à venir.

Existe-t-il différents types de neige ?

Les caractéristiques physiques de la neige évoluent selon l’environnement dans lequel celle-ci est formée. La température et l’humidité sont deux paramètres qui vont influencer la formation de la neige, les propriétés du manteau neigeux créé et donc les impacts sur le climat. En Arctique par exemple, le manteau neigeux est peu épais, friable, souvent peu cohésif à sa base, saisonnier et connait beaucoup d’interactions avec le sol. Par opposition, dans les Alpes, les manteaux neigeux sont beaucoup plus épais et connaissent une évolution radicalement différente. En Antarctique, les grains de neige fraiche sont très fins, grossissant dès qu’on s’enfonce un peu dans le manteau neigeux. Les mètres d’épaisseur de glace, sous de ce dernier, influencent grandement sa dynamique…

Pourquoi cette nouvelle étude ?

… Lorsque l’on s’intéresse à des problématiques climatiques et donc aux neiges des hautes latitudes, les modèles existants deviennent difficilement applicables ou fournissent des prédictions incorrectes d’évolution, car les manteaux neigeux arctiques et antarctiques diffèrent du manteau alpin. Le nouveau modèle Ivori, sera plus universel, incluant les évolutions des périodes passées et futures dans des contextes climatiques élargis, permettant d’identifier les boucles de rétroactions encore mal contraintes. L’exploitation des nouvelles connaissances et outils développés contribuera à comprendre le rôle du manteau neigeux dans l’évolution du régime thermique du sol et pergélisol arctique, l’impact des processus de surface sur le névé et sur les enregistrements de carottes de glace, ainsi que les évolutions de la couverture neigeuse et de la température du sol dans l’arctique et les régions de montagne.

Quels sont les défis et les innovations du projet Ivori ?

Travailler à des températures aussi extrêmes, jusqu’environ -40°C, nécessite de prendre en compte un grand nombre de challenges logistiques et technologiques. Il y a très peu d’observations réalisées en milieu arctique sur de longues périodes de temps de la microstructure de la neige. Le projet s’attèlera donc à observer les évolutions saisonnières du manteau neigeux sur place. Afin d’universaliser les applications du nouveau modèle, trois chantiers de terrain ont été choisis, dans l’Arctique à la base canadienne de Cambridge Bay, à Concordia en Antarctique et au Col de Porte dans les Alpes…

Lire l’article dans son intégralité sur le site du CNRS-INSU (propos receuillis par Aurore Delahayes)