Dans la Sierra Nevada, des événements de «pluie sur neige» au milieu de l’hiver se produisent lorsque la pluie tombe sur le manteau neigeux existant et ont entraîné certaines des inondations les plus importantes et les plus dommageables de la région. Les épisodes de pluie sur neige devraient augmenter en ampleur et en fréquence dans les années à venir, mais il existe peu d’indications pour les gestionnaires des ressources en eau sur la manière d’atténuer les risques d’inondation en période de changement rapide du manteau neigeux. Leurs décisions minute par minute pendant les tempêtes hivernales peuvent avoir des répercussions durables sur les personnes, les biens et l’approvisionnement en eau.
Une nouvelle étude en iScience par une équipe de DRI, de l’Université de Californie à Berkeley, du National Weather Service et de l’Université du Nevada à Reno, fournit le premier cadre pour un outil d’aide à la décision sur le manteau neigeux qui pourrait aider les gestionnaires de l’eau à se préparer à d’éventuelles inondations lors d’événements de pluie sur neige , en utilisant les données horaires des stations de surveillance de la neige existantes.
« Lors des épisodes de pluie sur neige, les personnes qui gèrent nos ressources en eau ont toujours des décisions à prendre, et c’est vraiment difficile lorsqu’il s’agit de la vie, des biens et des moyens de subsistance des gens », a déclaré Anne Heggli, MS, assistante diplômée de DRI et auteure principale. « Avec ce travail, nous tirons parti des réseaux de surveillance existants pour maximiser l’investissement qui a déjà été réalisé et donner un nouveau sens aux données alors que nous travaillons à résoudre les problèmes existants qui deviendront potentiellement plus importants à mesure que nous affronterons le changement climatique. »
Pour développer un cadre testable pour un outil d’aide à la décision, Heggli et ses collègues ont utilisé les données horaires d’humidité du sol du Central Sierra Snow Laboratory de l’UC Berkeley de 2006 à 2019 pour identifier les périodes d’apport d’eau terrestre. Ensuite, ils ont développé des procédures de contrôle de la qualité pour améliorer la précision du modèle. À partir de leurs résultats, ils ont tiré des leçons sur le ruissellement au milieu de l’hiver qui peuvent être utilisées pour développer le cadre d’un outil d’aide à la décision sur le ruissellement du manteau neigeux plus largement applicable.
« Nous savons que l’état (contenu froid) du manteau neigeux menant à un événement de pluie sur neige peut aider à atténuer ou à exacerber les problèmes d’inondation », a déclaré le co-auteur de l’étude Tim Bardsley du National Weather Service à Reno. « Le défi est que la physique simplifiée et la nature groupée de nos modèles opérationnels actuels de prévision fluviale ont du mal à fournir des conseils utiles ici. Cette recherche et ce cadre visent à aider à combler ce manque d’informations. »
« Cette étude et le cadre de décision sur le ruissellement qui a été construit à partir de ses données sont d’excellents exemples de l’accent mis sur la recherche et les opérations qui a été si important au Central Sierra Snow Lab au cours des 75 dernières années », a déclaré le co-auteur de l’étude Andrew Schwartz, Ph.D., responsable du laboratoire de neige. « Ce travail peut aider à éclairer les décisions des gestionnaires de l’eau à mesure que le climat et nos ressources en eau changent, et c’est l’objectif : disposer de meilleurs outils pour notre eau. »
L’idée de ce projet est née au cours de l’hiver 2017, lorsque Heggli et son frère testaient des capteurs de teneur en eau de neige en Californie. Plusieurs grands événements de pluie sur neige se sont produits, y compris une série de tempêtes de janvier et février qui ont abouti à la crise du déversoir du barrage d’Oroville.
« J’ai remarqué dans nos capteurs qu’il y avait ces signatures intéressantes – et j’ai entendu un éminent gestionnaire de l’eau dire qu’ils n’avaient aucune idée de la façon dont le manteau neigeux allait réagir à ces événements de pluie sur neige », a expliqué Heggli. « Après avoir entendu le besoin du gestionnaire de l’eau et vu le modèle dans les données, je me suis demandé si nous pouvions utiliser certaines de ces données horaires sur le manteau neigeux pour éliminer un certain niveau d’incertitude sur la façon dont le manteau neigeux réagirait à la pluie. »
Heggli est actuellement inscrit à un doctorat. programme à l’UNR, et a travaillé sous la direction du conseiller de la faculté DRI Benjamin Hatchett, Ph.D., pour faire avancer son objectif à long terme de créer un outil d’aide à la décision pour les exploitants de réservoirs et les gestionnaires d’inondations.
Les résultats de cette étude pourront ensuite être utilisés pour développer des systèmes d’aide à la décision spécifiques au bassin qui fourniront des conseils en temps réel aux gestionnaires des ressources en eau. Les résultats de l’étude seront également utilisés dans un nouveau projet avec le ministère des Transports du Nevada.
« Le travail d’Anne, inspiré par l’observation, démontre tout ce que nous pouvons encore apprendre en analysant de manière créative les données existantes pour produire des informations exploitables soutenant la gestion des ressources lors d’événements météorologiques à fort impact, ainsi que la valeur d’un investissement continu pour maintenir et développer nos réseaux environnementaux », a déclaré Hatchett, professeur de recherche adjoint DRI en sciences atmosphériques.
Anne Heggli et al, Vers une aide à la décision pour le ruissellement du manteau neigeux, iScience (2022). DOI : 10.1016/j.isci.2022.104240