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Posté par Adrien le Mardi 01/05/2018 à 00:30
La qualité de la neige évolue-t-elle avec le climat ?

Alain Royer examinant les grains de neige de la toundra au nord d'Inuvik, TNO (69°N)
Photo: fournie
C'est la question qu'explorent Alain Royer et Alexandre Langlois, professeurs au Département de géomatique de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures)....) de Sherbrooke, dans l'Arctique (L’Arctique est la région entourant le pôle nord de la Terre, à l’intérieur et aux abords du cercle polaire. Elle se situe à l'opposé de l'Antarctique. L'Arctique...) canadien avec leurs étudiants.

Cette propriété isolante de la neige (La neige est une forme de précipitation, constituée de glace cristallisée et agglomérée en flocons pouvant être ramifiés d'une...) est bien connue des Inuits qui se protègent du froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) dans un igloo (Un igloo (mot inuktitut, signifiant « maison »), ou iglou selon la nouvelle orthographe, est soit un abri construit en blocs de neige (L'igloo de neige, le plus connu) , soit une habitation...). Le manteau neigeux protège ainsi le sol du froid polaire durant tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) l'hiver (L'hiver est une des quatre saisons des zones tempérées.). Mais, sous l'effet soutenu et important du réchauffement climatique (Le réchauffement climatique, également appelé réchauffement planétaire, ou réchauffement global, est un phénomène d'augmentation de la température moyenne des océans et de...) observé dans l'Arctique depuis près de 70 ans (+1.7 °C en moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils étaient tous identiques sans changer...) l'été depuis 1948, ECCC), la toundra se verdit l'été.

Une prolifération d'arbustes

Ce phénomène " d'arbustation ", comme l'appelle les écologistes, se traduit par une croissance de petits arbustes de plus en plus étendue, là où, il y a à peine 40-50 ans, il n'y avait que de la toundra désertique. Or, il se trouve que ces arbustes ont un effet significatif sur la neige durant l'hiver. C'est ce qu'ont observé les deux professeurs de géomatique lors de plusieurs campagnes de terrain ces dernières années, près d'Inuvik dans les Territoires du Nord-Ouest (Le nord-ouest est la direction entre les points cardinaux nord et ouest. Le nord-ouest est opposé au sud-est.), à Cambridge Bay au Nunavut (69°N), à Churchill au Manitoba et au Nunavik (Nord du Québec).


Givre de profondeur associé à la présence de petits arbustes (Cambridge Bay, avril 2018)
Photo: fournie
"Ces arbustes ont un double effet. D'une part, ils ''trappent'' la neige en la protégeant du vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur Saturne. Il est essentiel à...), et donc augmentent la hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) de neige. Cette augmentation de hauteur de neige entraîne une plus forte isolation du sol par rapport aux zones sans arbustes où la neige est soufflée, explique le professeur Royer. Mais d'autre part, ces arbustes ont un impact indirect, peu connu, sur les propriétés de la neige. Ils modifient en effet l'évolution durant l'hiver de la métamorphose des grains de neige au niveau du sol vers une augmentation de la taille des grains, que l'on appelle le ''givre de profondeur''".


La métamorphose des grains de neige: du flocon en étoile (à gauche) vers le givre de profondeur en gobelet (au centre) au grain (En météorologie maritime: Un grain est un vent violent et de peu de durée qui s'élève soudainement et qui est généralement accompagné de précipitations. Il se produit...) arrondi (Un arrondi d'un nombre est une valeur approchée de ce nombre obtenue, à partir de son développement décimal, en réduisant le nombre de chiffres significatifs. Le résultat est...) en fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de molécules toutes identiques, la fusion...) (à droite).
Photo: fournie
Ces grains de glace (La glace est de l'eau à l'état solide.) qui peuvent être énormes, jusqu'à 5 ou 6 millimètres, aux formes géométriques extraordinaires de colonnes ou de gobelets (cristaux pyramidaux à base hexagonale produits par givrage de la vapeur () d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) dans la neige sous l'effet d'un fort gradient thermique) confèrent à la neige une plus faible densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme...), soit une plus faible conductivité thermique (La conductivité thermique est une grandeur physique caractérisant le comportement des matériaux lors du transfert de chaleur par conduction. Cette constante apparaît par...). Ce " givre " accentue ainsi les propriétés isolantes de la neige.

Une bombe à retardement


Givre de profondeur vu en transparence
Photo: fournie
Aucun modèle de prévision du climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la météorologie qui désigne l'étude...) ne prend en compte ces processus d'augmentation de l'isolation de la neige arctique résultant de celui de l'arbustation. L'enjeu est majeur, car ces processus pourraient générer une augmentation de la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud, provenant du transfert de...) du sol arctique plus importante que celle prévue actuellement. Dans 50 à 100 ans, ce phénomène d'amplification (On parle d'amplificateur de force pour tout une palette de systèmes qui amplifient les efforts : mécanique, hydraulique, pneumatique, électrique.) pourrait-il accélérer la fonte du pergélisol ? Le pergélisol, c'est ce gigantesque réservoir de sol organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les composés...) gelé sur tout le pourtour arctique (contenant deux fois plus de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) que dans l'atmosphère) : s'il venait à fondre, il libèrerait une quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de...) de carbone phénoménale dans l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :), accentuant l'effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du Soleil (dans le cas des corps du système solaire) ou d'autres...) bien connu. Certains parlent de " bombe à retardement ". Ces effets d'amplification potentielle du réchauffement climatique (rétroactions positives) des régions polaires restent encore une grande incertitude dans la prévision du climat.

Mieux connaitre et quantifier ces processus devraient permettre de mieux prévoir l'avenir du climat. Les projets de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances...) des professeurs Alain Royer et Alexandre Langlois visent à caractériser ces changements du couvert nival par télédétection (La télédétection désigne, dans son acception la plus large, la mesure ou l'acquisition d'informations sur un objet ou un phénomène, par l'intermédiaire d'un instrument de mesure n'ayant pas...) satellite (Satellite peut faire référence à :).

Projets financés par le CRSNG Canada, le nouveau ministère pour l'Arctique : " Savoir Polaire Canada ", le Fonds canadien pour l'Innovation et le FRQ-NT.

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Source: Université de Sherbrooke
 
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