Dans un climat qui se réchauffe, la durabilité de l’eau de fonte cryosphérique sur le plateau tibétain a suscité des inquiétudes en raison de son importance pour l’écosystème fragile dans les régions d’amont et les populations denses en aval. Les études existantes se sont principalement concentrées sur la fonte des glaciers et la fonte des neiges sur le plateau tibétain, qui sont au-dessus de la surface du sol et peuvent être détectées depuis la surface à l’aide d’observations in situ ou par satellite. Cependant, les implications hydrologiques du dégel du pergélisol sous la surface du sol restent largement inconnues.
Cette étude a été dirigée par le Dr Taihua Wang et le Dr Dawen Yang (Université Tsinghua), en collaboration avec des experts dans le domaine du pergélisol et des glaciers, notamment le Dr Tandong Yao, le Dr Xin Li (Institut de recherche sur le plateau tibétain, Académie chinoise de Sciences), Dr Guodong Cheng et Dr Huijun Jin (Northwest Institute of Eco-Environment and Resources, Chinese Academy of Sciences).
« Pour l’étude des changements hydrologiques du pergélisol, les observations de la surface du sol doivent être combinées avec des modèles physiques pour examiner ce qui se passe sous la surface du sol », explique Taihua. Par conséquent, un modèle hydrologique qui pourrait refléter les interactions complexes entre les processus cryosphériques et hydrologiques est nécessaire de toute urgence.
Le groupe de recherche dirigé par le Dr Dawen Yang s’est efforcé de développer un tel modèle pendant des années. Il y a vingt ans, le Dr Dawen Yang a développé un modèle hydrologique distribué appelé « Modèle hydrologique basé sur la géomorphologie (GBHM) ». En 2010, le Dr Dawen Yang a participé à un important plan de recherche intitulé « Recherche intégrée sur le processus éco-hydrologique du bassin de la rivière Heihe » dirigé par le Dr Guodong Cheng.
Avec le soutien du plan de recherche et la collaboration avec des experts de différentes disciplines, le modèle écohydrologique basé sur la géomorphologie distribué (GBEHM) a été développé, qui pourrait simuler les processus couplés eau-chaleur et a été appliqué avec succès dans de nombreuses régions d’amont du plateau tibétain. .
Un autre défi d’étude pertinente est le peu de données sur le plateau tibétain. Grâce à l’accumulation récente d’observations in situ et satellitaires, ainsi qu’au partage amélioré des données géoscientifiques via des plateformes telles que le Centre national de données du plateau tibétain dirigé par le Dr Xin Li, la simulation peut être appliquée à l’ensemble du plateau tibétain avec un sans précédent. haute résolution spatiale (1 km × 1 km).
Les résultats de l’étude de modélisation fournissent de nouvelles informations sur l’ampleur et les changements temporels de l’approvisionnement en eau résultant du dégel du pergélisol et de la fonte de la glace de sol. En combinant les observations de forage in situ avec la distribution spatiale des types de dépôt et les informations sur les paléo-précipitations, le stockage moyen de glace au sol sur le plateau tibétain est estimé à environ la moitié de la taille du stockage de glace des glaciers.
Cependant, le déclin du stockage de glace au sol était presque le double de la perte de masse glaciaire au cours de la période 1980-2019, indiquant un déclin plus sévère de la réserve de glace souterraine que celle de surface à l’échelle du plateau, bien que la première ait reçu beaucoup moins. attention.
En traçant les voies d’écoulement de l’eau de fonte, l’étude quantifie également la contribution de l’eau de fonte de la glace souterraine au ruissellement des rivières. Malgré la contribution relativement faible à l’échelle du plateau (~ 0,5 %), le ruissellement des eaux de fonte de la glace au sol peut être localement important et plus important que celui de la fonte des glaciers dans de nombreuses sous-régions, notamment le haut Yellow, le haut Yangtze et le plateau du Qiangtang.
Cependant, le ruissellement des eaux de fonte provenant du dégel du pergélisol n’est pas durable au cours des prochaines décennies, ce qui pourrait éventuellement menacer la sécurité de l’eau dans certaines régions qui dépendent de l’approvisionnement en eau du dégel du pergélisol. « Ceci est similaire aux découvertes précédentes d’approvisionnement non durable en eau de fonte des glaciers sur le plateau tibétain. Les impacts pourraient être plus évidents dans les régions arides et les années sèches, et nous devons nous préparer à ce risque supplémentaire causé par un approvisionnement non durable en eau de fonte cryosphérique », a déclaré Taihua. dit.
Malgré les incertitudes dans les résultats de l’étude, les résultats mettent en évidence le rôle rarement examiné mais non négligeable du dégel du pergélisol et de l’eau de fonte des glaces au sol pour le château d’eau asiatique. À l’avenir, des observations de télédétection à haute résolution et des observations in situ plus accessibles au public à travers le plateau tibétain pourront être adoptées pour réduire davantage l’incertitude des estimations.
L’impact de l’eau de fonte cryosphérique non durable sur le fragile écosystème alpin et le budget régional du carbone sur le plateau tibétain peut également être examiné par de futures études.
Les résultats sont publiés dans la revue Bulletin scientifique.
Plus d’information:
Taihua Wang et al, Approvisionnement en eau non durable dû à la fonte du pergélisol sur le plateau tibétain dans un climat changeant, Bulletin scientifique (2023). DOI : 10.1016/j.scib.2023.04.037