Des données complètes issues de plusieurs saisons de recherche sur le terrain dans l’Arctique de l’Alaska permettront de répondre aux incertitudes des modèles du système terrestre et du changement climatique concernant la couverture de neige dans la région et ses impacts sur l’eau et l’environnement.
« La couverture de neige et sa distribution affectent non seulement l’Arctique mais aussi les bilans énergétiques mondiaux, et donc la façon dont elle change est d’une importance cruciale pour comprendre comment le futur climat mondial va changer », a déclaré Katrina Bennett, auteur principal de l’article dans La Cryosphère. Bennett est chercheur principal au Los Alamos National Laboratory pour le projet Next Generation Ecosystem Experiment Arctic du Department of Energy. « Notre modèle statistique comble les lacunes dans la compréhension de la distribution spatiale de la neige. »
La recherche a révélé que la distribution spatiale dépend le plus fortement de la végétation, de l’altitude et des caractéristiques du paysage, telles que les berges et les bancs des cours d’eau – des zones de variabilité topographique où les arbustes poussent et la neige s’accumule.
Basé sur l’apprentissage automatique en forêt aléatoire, le modèle statistique caractérise le schéma spatial de la distribution de la neige de fin d’hiver et identifie les facteurs clés contrôlant la distribution spatiale. Le modèle prédit également la distribution de la neige pour les sites d’étude locaux et peut être généralisé à l’ensemble de la région.
Bennett a déclaré que l’analyse sera utile pour valider les modèles hydrologiques du pergélisol basés sur la physique, tels que le simulateur terrestre avancé développé à Los Alamos. Le travail aidera également à valider et à fournir une meilleure représentation de la redistribution de la neige dans le modèle de surface terrestre dans le modèle de système terrestre exascale énergétique du ministère de l’Énergie.
« En fin de compte, cela augmentera notre compréhension de l’évolution de l’hydrologie, de la topographie et de la dynamique de la végétation dans l’Arctique et le sous-Arctique », a déclaré Bennett.
Les saisons sous la neige
L’équipe de recherche multi-institutionnelle, qui comprenait des membres de Los Alamos, de l’Université d’Alaska Fairbanks, du Laboratoire national Lawrence Berkeley, du Laboratoire national d’Oak Ridge et de l’Université du Wisconsin-Madison, a effectué des relevés de neige au printemps 2017-2019 sur deux petits sites. sur la péninsule de Seward.
« Nous tenons à remercier Mary’s Igloo, Sitnasuak et Council Native Corporation pour leurs conseils et pour nous avoir permis de mener nos recherches sur leurs terres traditionnelles », a déclaré Bennett.
Le travail de terrain s’est concentré sur la collecte de mesures d’épaisseur et de densité de neige en fin d’hiver pour calculer la quantité d’eau contenue dans le manteau neigeux. Ces mesures caractérisent mieux les impacts de la couverture neigeuse sur l’eau et la température que les mesures d’épaisseur de neige.
Pour créer un modèle de distribution de la neige, l’équipe a estimé les facteurs du paysage pour la topographie, la végétation et le vent, puis a quantifié leurs impacts sur la distribution de la neige à l’aide de trois modèles statistiques.
Katrina E. Bennett et al, Schémas spatiaux de la distribution de la neige dans le subarctique, La Cryosphère (2022). DOI : 10.5194/tc-16-3269-2022