Face à la crise climatique actuelle, des scientifiques de nombreux domaines orientent leur expertise vers la compréhension de la manière dont les différents systèmes climatiques ont changé et continueront de le faire à mesure que le changement climatique progresse. Robert Lund, professeur et directeur du département de statistiques à la UC Santa Cruz Baskin School of Engineering, a collaboré à une nouvelle étude qui utilise des modèles mathématiques rigoureux et des méthodes statistiques et constate une diminution de la couverture de neige dans de nombreuses régions de l’hémisphère nord au cours du dernier demi-siècle.
Il est important de comprendre les tendances de la couverture de neige en raison du rôle que joue la neige dans le bilan énergétique mondial. L’albédo élevé de la neige – la capacité à réfléchir la lumière – et ses caractéristiques isolantes affectent les températures de surface à l’échelle régionale et la stabilité thermique à l’échelle du continent.
Dans la nouvelle étude publiée dans le Journal d’hydrométéorologie, les chercheurs ont analysé les données de couverture de neige recueillies lors des survols hebdomadaires des satellites entre 1967 (lorsque les satellites sont devenus plus courants) et 2021, qui ont été divisées en sections de grille pour analyse. Parmi les grilles qui, selon les chercheurs, disposaient de données fiables, ils ont découvert que la couverture de neige diminuait dans près de deux fois plus de grilles qu’elle n’avançait.
« Dans les régions arctiques, la neige disparaît plus souvent qu’autrement – je pense que les climatologues s’en doutaient », a déclaré Lund. « Mais il s’en va aussi aux frontières sud des continents. »
Dans une étude qui a duré environ quatre ans, les chercheurs montrent que la présence de neige dans l’Arctique et les latitudes sud de l’hémisphère nord diminue généralement, tandis que certaines régions comme l’est du Canada voient une augmentation de la couverture de neige. Cela pourrait être dû à l’augmentation des températures dans des zones généralement très froides mais toujours en dessous de zéro, permettant à l’atmosphère de retenir plus d’eau, qui tombe ensuite sous forme de neige.
Lund pense qu’il s’agit de la première analyse vraiment fiable des tendances de la couverture de neige dans l’hémisphère nord en raison de la rigueur des méthodes statistiques des chercheurs. Il est souvent difficile pour les non-statisticiens d’extraire des tendances à partir de ce type de données satellitaires, qui se présentent sous la forme d’une séquence de 0 ou de 1 pour indiquer si de la neige était présente au cours d’une certaine semaine. Les chercheurs ont également dû tenir compte de la corrélation lors de l’examen des tendances, car la présence d’une couverture de neige une semaine affecte grandement la probabilité d’une couverture de neige la semaine suivante.
Ces deux facteurs ont été pris en compte avec un modèle basé sur une chaîne de Markov. Des estimations précises de l’incertitude des tendances pourraient être calculées à partir du modèle. Les chercheurs ont trouvé des centaines de grilles où la couverture de neige diminuait avec une certitude d’au moins 97,5 %.
Cependant, ils ont également constaté que certaines des données satellitaires recueillies dans les régions montagneuses n’étaient pas fiables, ne montrant aucune neige en hiver et plusieurs semaines de neige en hiver. Cela était probablement dû à une faille dans l’algorithme qui traitait les données satellitaires pour déterminer si la neige était présente ou non.
« La raison pour laquelle cette étude a nécessité beaucoup de travail est que les données satellitaires sont si médiocres », a déclaré Lund. « Tout ce que les météorologues ont fait pour estimer la neige à partir des images dans certaines régions montagneuses n’a tout simplement pas fonctionné, nous avons donc dû prendre toutes les grilles de l’hémisphère nord et déterminer si les données étaient même fiables ou non. »
En déterminant quelles données satellitaires ne sont pas fiables, cette étude peut servir de ressource à la communauté scientifique qui peut également souhaiter évaluer ces données de couverture de neige pour ses recherches.
Plus d’information:
Yisu Jia et al, Tendances de la présence de neige dans l’hémisphère nord, Journal d’hydrométéorologie (2023). DOI : 10.1175/JHM-D-22-0182.1