Les montagnes enneigées ne sont pas seulement majestueuses, elles sont également vitales pour un écosystème délicat qui existe depuis des dizaines de milliers d’années. Le ruissellement des eaux de montagne et la fonte des neiges s’écoulent vers les ruisseaux, les rivières, les lacs et les océans – et aujourd’hui, environ un quart du monde dépend de ces « châteaux d’eau » naturels pour reconstituer les réservoirs en aval et les aquifères souterrains pour l’approvisionnement en eau des villes, l’irrigation agricole et soutien de l’écosystème.
Mais cette précieuse ressource d’eau douce est en danger de disparition. La planète est maintenant environ 1,1 degrés Celsius (1,9 degrés Fahrenheit) plus chaude que les niveaux préindustriels, et les accumulations de neige des montagnes diminuent.
L’année dernière, une étude co-dirigée par Alan Rhoades et Erica Siirila-Woodburn, chercheurs dans le domaine des sciences de la Terre et de l’environnement du Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), a révélé que si le réchauffement climatique se poursuit selon le scénario à fortes émissions, les hivers sans neige deviendront fréquents dans les chaînes de montagnes de l’ouest des États-Unis d’ici 35 à 60 ans.
Maintenant, dans un récent Changement climatique naturel étude, une équipe de recherche dirigée par Rhoades a découvert que si le réchauffement climatique atteint environ 2,5 degrés Celsius par rapport aux niveaux préindustriels, les chaînes de montagnes des latitudes moyennes du sud, la région andine du Chili en particulier, seront confrontées à une neige faible à nulle futur entre les années 2046 et 2051, soit 20 ans plus tôt que les chaînes de montagnes des latitudes moyennes du nord telles que la Sierra Nevada ou les Rocheuses. (Il y a peu ou pas de neige lorsque le maximum annuel d’eau stockée sous forme de neige se situe dans les 30 % inférieurs des conditions historiques pendant une décennie ou plus.)
Les chercheurs ont également découvert que des conditions de neige faible à nulle apparaîtraient dans les latitudes moyennes du sud à un tiers du réchauffement par rapport aux latitudes moyennes du nord.
« Ces résultats sont assez choquants. Nous avons supposé que les deux régions des hémisphères sud et nord réagiraient de la même manière au changement climatique et que les Andes seraient plus résistantes compte tenu de leur haute altitude », a déclaré Alan Rhoades, chercheur en hydroclimat au Berkeley Lab. Earth and Environmental Sciences Area et auteur principal de la nouvelle étude. « Cela montre que tous les degrés de réchauffement n’ont pas le même effet dans une région qu’une autre. »
Dans une autre découverte majeure, les chercheurs ont appris qu’un avenir aussi peu ou pas neigeux coïncide avec environ 10 % moins de ruissellement des montagnes dans les deux hémisphères, pendant les années humides et sèches.
« Si vous vous attendez à 10% de ruissellement en moins, cela signifie qu’il y a au moins 10% d’eau en moins disponible chaque année pour remplir les réservoirs pendant les mois d’été, lorsque l’agriculture et les écosystèmes de montagne en ont le plus besoin », a déclaré Rhoades.
Une telle diminution du ruissellement serait particulièrement dévastatrice pour les régions agricoles déjà desséchées par des sécheresses pluriannuelles.
La sécheresse actuelle en Californie entre dans sa quatrième année. Selon le US Drought Monitor, plus de 94 % de l’État connaît une sécheresse grave, extrême ou exceptionnelle. La diminution des approvisionnements en eaux souterraines et des puits municipaux dans tout l’État a de graves répercussions sur la vallée de San Joaquin, le cœur agricole de l’État.
Et le Chili, qui exporte environ 30 % de sa production de fruits frais chaque année, dont une grande partie est expédiée aux États-Unis, est au milieu d’une sécheresse historique de 13 ans.
Économiser la neige et l’eau douce en limitant les émissions de gaz à effet de serre
Mais la nouvelle étude suggère également que la neige faible à nulle dans les chaînes de montagnes des latitudes moyennes nord et sud peut être évitée si le réchauffement climatique est limité à essentiellement 2,5 degrés Celsius (4,5 degrés Fahrenheit), ont déclaré les chercheurs.
Leur analyse est basée sur des modèles du système terrestre qui simulent les diverses composantes du climat, telles que l’atmosphère et la surface terrestre, afin d’identifier comment les cycles de l’eau des montagnes pourraient continuer à changer au cours du 21e siècle, et quels niveaux de réchauffement pourraient donner lieu à une propagation généralisée. et un avenir persistant de neige faible à nulle à travers la Cordillère américaine – une chaîne de chaînes de montagnes couvrant la «colonne vertébrale» occidentale de l’Amérique du Nord, de l’Amérique centrale et de l’Amérique du Sud.
Les chercheurs ont utilisé les ressources informatiques du National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC) du Berkeley Lab pour traiter et analyser les données collectées par les climatologues du monde entier via CASCADE (Calibrated & Systematic Characterization, Attribution, & Detection of Extremes) du ministère de l’Énergie. projet. (Les données post-analyse de l’étude sont disponibles pour la communauté des chercheurs du NERSC.)
Les conditions les plus proches de ce que Rhoades et son équipe considéraient comme des conditions « épisodiques de neige faible à nulle » se sont produites en Californie entre 2012 et 2016. Le manque de conditions de neige et de sécheresse au cours de ces années a démontré la vulnérabilité de notre approvisionnement en eau et, en partie , a conduit à l’adoption de la loi californienne sur la gestion durable des eaux souterraines, à de nouvelles approches des pratiques de gestion de l’eau et de l’agriculture et à des coupures d’eau obligatoires, a déclaré Rhoades.
La neige persistante faible à nulle (10 années consécutives) n’a pas encore eu lieu, mais Rhoades a déclaré que les gestionnaires de l’eau réfléchissaient déjà à un tel avenir. « Ils collaborent avec des scientifiques pour proposer des stratégies de gestion proactive plutôt que réactive des ressources en eau pour les pires scénarios si nous ne pouvons pas atténuer les émissions de gaz à effet de serre pour éviter certains niveaux de réchauffement. Mais la meilleure stratégie serait d’empêcher d’autres réchauffement en réduisant les émissions de gaz à effet de serre », a-t-il dit.
Pour les études futures, Rhoades prévoit de continuer à examiner et à exécuter de nouvelles simulations de modèles du système terrestre à une résolution encore plus élevée « pour donner un contexte plus spatial du moment et de l’endroit où la perte de neige pourrait se produire et de ce qui la cause », a-t-il déclaré, et étudier comment chaque degré de le réchauffement pourrait modifier d’autres facteurs clés du cycle de l’eau de montagne, tels que l’emplacement et l’intensité des rivières atmosphériques et les réponses des écosystèmes de montagne.
Il prévoit également de continuer à travailler avec les gestionnaires de l’eau dans le cadre du projet HyperFACETS pour identifier les moyens de mieux se préparer à un avenir avec peu ou pas de neige grâce à de nouvelles stratégies de gestion telles que le renforcement des infrastructures contre la sécheresse et les inondations et la recharge gérée des aquifères.
Rhoades est optimiste, citant les recherches d’une autre étude dirigée par le laboratoire de Berkeley qui a révélé qu’il est possible d’atteindre zéro émission nette de dioxyde de carbone provenant de l’énergie et de l’industrie d’ici 2050 en reconstruisant l’infrastructure énergétique américaine pour qu’elle fonctionne principalement avec des énergies renouvelables.
« Cela nécessite simplement la volonté et l’initiative d’investir des ressources financières au niveau d’urgence exigé par le changement climatique, ce qui signifie que nous devons commencer à le faire dès aujourd’hui », a-t-il déclaré.
Plus d’information:
Alan M. Rhoades et al, Émergence asymétrique de neige faible à nulle dans les latitudes moyennes de la Cordillère américaine, Changement climatique naturel (2022). DOI : 10.1038/s41558-022-01518-y