Impacts du changement climatique : Montagne et Glaciers

Le Lundi 16 novembre 2020

Afin de décrire l'état du Climat et ses impacts sur l'ensemble du territoire français, l’ONERC (Observatoire national sur les effets du réchauffement climatique) s’est doté d’indicateurs. Un indicateur est une information, associée à un phénomène, permettant d’en indiquer l’évolution dans le temps, de façon objective, et pouvant rendre compte des raisons de cette évolution. Dans cette fiche, les indicateurs s'intéressent à la montagne et aux glaciers.

L’évolution annuelle d’un glacier tempéré résulte des effets antagonistes des précipitations neigeuses hivernales et des températures estivales. Ils sont les éléments du milieu naturel les plus sensibles aux variations de températures.

 

-18,8 m

Le bilan moyen d'une sélection de glaciers français montre un retrait de 18,8 mètres équivalent eau en 2013 par rapport à 2001.

Bilan de masse d'une sélection de glaciers tempérés français

Bilan de masse d'une sélection de glaciers français
Crédits : ONERC / Sources : Association Moraine et IGE (Institut des Géosciences de l'Environnement)
64 %

Entre 1924 et 2019, le glacier d’Ossoue s’est raccourci de 590 mètres. Sa surface est passée de 90 à 32ha, soit 64 % de perte. Sur la même période, la perte d’épaisseur est estimée à environ 80m

L’évolution des glaciers pyrénéens, les plus méridionaux d’Europe, illustre l’impact du changement climatique régional.

Depuis 2001, l’association pyrénéenne de glaciologie Moraine effectue un suivi rigoureux du massif (observations et mesures), en particulier du glacier d’Ossoue, entre 2 800 et 3 200 mètres d’altitude.

Bilan de masse du glacier d’Ossoue (massif du Vignemale, Pyrénées françaises)

Photos comparatives du glacier d'Ossoue en 2000 et en 2019
Crédits : Pierre René, Association Moraine
Bilan de masse du glacier d'Ossoue (Vignemale) depuis 2001
Crédits : Association Moraine

Ce diagramme donne, annuellement, les différents paramètres associés au bilan (gain ou perte de masse du glacier). L’accumulation (en bleu) correspond au gain de matière (neige hivernale) et l’ablation (en rouge) constitue la perte de masse (fonte estivale de neige et de glace). Le bilan (jaune foncé) résulte de l’accumulation diminuée de l’ablation. Aussi, d’année en année, on peut additionner la valeur du bilan et ainsi obtenir le bilan cumulé (jaune clair).
Malgré des valeurs fluctuantes de l’accumulation et de l’ablation, le bilan est négatif quasiment chaque année depuis le cycle 2001-02. Entre 2002 et 2019, le glacier d’Ossoue a perdu 30 mètres d’épaisseur, sa superficie est passée de 58 à 32 hectares et son front a régressé de 125 mètres de longueur. Cette courte série de mesures illustre la régression glaciaire importante, observée sur toute la chaîne pyrénéenne.

Bilan de masse des glaciers tempérés des Alpes françaises

Un bilan de masse mesure la variation d’un glacier en volume. Un glacier comporte en effet, dans sa partie amont, une zone dite d’accumulation, où il tombe plus de neige qu’il ne fond de glace, et où le bilan de masse est donc positif, et dans sa partie aval, une zone dite d’ablation, où c’est le contraire. Pour mesurer la variation de volume sur une année, qu’on divise ensuite par la surface du glacier de façon à obtenir un résultat en mètre d’eau permettant de s’affranchir du problème de la densité, on procède à des carottages manuels en différents points de la partie haute du glacier, on fait la même chose dans la partie basse à l’aide de balises, et on mesure de nouveau un an après. La différence d’émergence nous donne la quantité de glace perdue. On obtient ainsi la variation de volume sur un an, ou sur une saison.
Unité : m w.e (mètre water équivalent ou mètre d’eau)

Évolution des bilans de masse cumulés de 3 glaciers des Alpes françaises depuis 1900 (m d’eau) (Saint-Sorlin, Gébroulaz, Argentière).


Crédits : Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement - LGGE (CNRS – UJF - OSUG)

Sur cette figure, sont reportés les bilans de masse cumulés de différents glaciers par les observations directes de terrain (points, triangles ou losanges suivant le glacier), les observations cartographiques (symboles avant 1950) et les résultats d’un modèle numérique de reconstitution des bilans (traits pointillés). Ces données montrent que la diminution des glaciers n’est pas du tout uniforme au cours de cette période où on remarque deux étapes de fortes décroissances : 1942-1953 et 1985-2010. La forte décrue de la décennie 40 avant tout est la conséquence d’hivers peu enneigés et d’étés très chauds. La forte perte de masse des glaciers enregistrée depuis 1982 est quand à elle le résultat d’une augmentation très importante de la fusion estivale. Ces deux périodes de décrue ont été précédées par des périodes au cours desquelles les glaciers alpins ont peu perdu de volume ou même en ont gagné : entre 1954 et 1981, les glaciers ont grossi suite à une série d’été frais puis d’hivers bien arrosés à partir de 1977. Cette crue s’est répercutée sur les fronts des glaciers : le front du glacier d’Argentière a avancé (avec un temps de retard par rapport au climat annuel) de près de 400 m entre 1970 et 1990. La perte de masse des 30 dernières années s’est accentuée depuis 2003.

Pour chacun des glaciers, le nombre de sites de mesure varie en fonction de la taille du glacier (de 5 à 50 sites de mesure), de la zone d’accumulation à la zone d’ablation. Les bilans de masse globaux pour chacun des glaciers sont ensuite calculés en tenant compte de la représentativité de chaque site par rapport à la surface totale du glacier.

3 glaciers ont été retenus pour l’ensemble des Alpes françaises (Saint-Sorlin dans le massif des Grandes Rousses, Gébroulaz dans le massif de la Vanoise, Argentière dans le massif du Mont-Blanc).

Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement - LGGE (CNRS – UJF - OSUG)

Hivers au Col de Porte

38 cm

Entre les périodes 1960-1990 et 1990-2020, le manteau neigeux a diminué en moyenne de 37,7 cm

Les graphiques ci-dessous présentent l’évolution de la température et de la hauteur de neige moyennes, au Col de Porte, dans le massif de la Chartreuse à 1325 mètres d’altitude. Ces moyennes sont calculées sur les 5 mois allant du 1er décembre au 30 avril de chaque hiver. Les fluctuations observées attestent à la fois du changement climatique et de la variabilité interannuelle, qui est importante.

Évolution des hauteurs de neige moyenne et de la température de l’air moyenne au Col de Porte, dans le massif de la Chartreuse à 1325m d’altitude, sur la période de 1960 à 2020.

Pour les températures, les valeurs annuelles sont indiquées en rouges (respectivement bleues) si elles sont supérieures (respectivement inférieures) à la température moyenne sur la période 1960-1990.


Crédits : Météo-France

On observe une hausse de la température de +1,1°C entre la période 1990-2020 et la période 1960-1990 conjointement à une diminution de 37,7 cm du manteau neigeux moyen. Aucune tendance ne peut être mise en évidence en ce qui concerne le cumul de précipitation au cours de la période 1960-2020 ; ceci semble indiquer un lien direct entre la hausse de la température moyenne induisant une remontée de la limite pluie-neige et la diminution de l’enneigement constatés sur la même période.

Évolution de l'enneigement, au Col de Porte, dans le massif de la Chartreuse à 1325m d’altitude, sur la période de 1960 à 2020.


Crédits : Météo-France

Le graphique ci-dessus présente l’évolution de la durée d’enneigement au-dessus des seuils de 5, 50 et de 100 cm, au Col de Porte, dans le massif de la Chartreuse à 1325 mètres d’altitude.

La durée d’enneigement correspond au nombre de jour du 1er décembre au 30 avril avec une hauteur de neige supérieure à un seuil (5, 50 ou 100 cm).

Stock nival dans les massifs montagneux français le 1er mai

L’équivalent en eau du manteau neigeux représente la masse de neige accumulée au sol par unité de surface. Il augmente pendant la phase d’accumulation du manteau neigeux saisonnier, en général pendant l’automne, l’hiver et une partie du printemps, puis décroît lorsque la fonte du manteau neigeux devient plus importante que l’accumulation de nouvelles chutes de neige. En moyenne sur les massifs et pour la période 1981-2010, il atteint sa valeur maximale au début du mois de mars (voir figure ci-dessous). La fonte débute doucement, puis s’accélère fortement à partir de la deuxième quinzaine d’avril La date du 1er mai est donc représentative du début de la décroissance intense du stock nival pour l’ensemble des massifs montagneux. La neige constitue une réserve d’eau importante, qui s’écoule sous l’effet de la fonte vers les parties aval des bassins versants et alimente les rivières de montagne et ainsi plusieurs grands fleuves au printemps et en début d’été.

-12 %

Au 1er mai, le stock nival se réduit sur tous les massifs en moyenne de 20 kg/ m2 par décennie, soit -12 % par rapport à la normale 1981-2010.

On observe au cours des dernières décennies une diminution de la quantité d’eau stockée sous forme de neige au milieu du printemps dans tous les massifs de haute montagne français. Cette diminution est liée au réchauffement atmosphérique, qui réduit la fraction des précipitations tombant sous forme de neige au profit de la pluie et renforce la fonte du manteau neigeux.

Équivalent en eau du manteau neigeux des massifs français de haute montagne au 1er mai.


Crédits : Météo-France

Crédits : Météo-France

Crédits : Météo-France

Crédits : Météo-France

Les graphiques présentent l’évolution estimée du stock nival le 1er mai sur l’ensemble des massifs français de haute montagne (en haut à gauche), sur celui des Alpes du Nord (en haut à droite), des Alpes du Sud (en bas à droite) et des Pyrénées (en bas à gauche) depuis 1959. La variable représentée en ordonnée est l’écart de l’équivalent en eau du manteau neigeux (ou Snow Water Equivalent, SWE, en anglais) par rapport à la normale calculée pour 1961-1990, en moyenne sur l’ensemble des 3 massifs et l’équivalent en eau du manteau neigeux par rapport à la normale calculée pour 1961-1990 pour chaque massif traité séparément. Exprimé en kg/m2, le SWE représente la masse de neige accumulée au sol par unité de surface. Le 1er mai, il est de 158 kg/m2 pour la période 1981-2010 sur les 3 massifs réunis. Régionalement, il atteint es valeurs plus fortes dans les Alpes du Nord (280 kg/m2), plus faibles sur les massifs des Alpes du Sud (79 kg/m2) et des Pyrénées (119 kg/m2). Pour tous les massifs, on note une grande variabilité interannuelle, avec des rapports de l’ordre de 10 entre les valeurs maximales et minimales. Sur les 3 massifs réunis, les 1er mai les plus enneigés sont ceux de 1972 et 1978, les moins bien enneigés sont ceux de 1997 et 2011. Dans les Alpes du Nord, les 1er mai les mieux enneigés sont ceux de 1966, 1970 et 1978, les moins bien enneigés sont en 1964, 1976, 1996, 2007 et 2011. Dans les Alpes du Sud, les meilleurs enneigements se sont produits en 1960, 1978, 1979 et 1986, les moins bons en 2002, 2005, 2007 et 2011. C’est sur ce massif que la variabilité interannuelle est la plus marquée. Enfin sur les Pyrénées, la période de 1962 à 1982 a été globalement très bien enneigée début mai. Les 1er mai les mieux enneigés sont ceux de 1972, 1978 et 1979. Les moins bien enneigés sont ceux de 1997 et 2011.

Dans les années récentes (depuis 2000), les 1er mai les moins bien enneigés sont ceux de 2007 et 2011 sur tous les massifs, ainsi que 2006 et 2010 pour les Pyrénées et 2002, 2005, 2006 et 2015 pour les Alpes du Sud. A l’inverse, les 1er mai les mieux enneigés sont ceux de 2001 et 2013 pour les 3 massifs réunis. Régionalement, ce sont ceux de 2008 et 2013 dans les Alpes du Nord, 2001 et 2009 dans les Alpes du Sud, 2009 et 2013 dans les Pyrénées.

On observe une réduction significative du stock nival le 1er mai sur tous les massifs : -20 kg/ m2 par décennie sur l’ensemble des massifs (soit -12 % par décennie par rapport à la normale 1981-2010), -34 kg/m2 par décennie dans les Alpes du Nord (soit -12 % par décennie), -16 kg/m2 par décennie dans les Alpes du Sud (soit -20 % par décennie), -8 kg/m2 par décennie dans les Pyrénées (soit -7 % par décennie). Toutes ces réductions sont statistiquement significatives avec un indice de confiance de 99 % (test de Mann-Kendall). Dans les Alpes, la diminution est nette à partir du début des années 1980. Dans les Pyrénées, la réduction est forte entre 1975 et 1990, puis l’enneigement au 1er mai connaît une stabilisation, voire une légère augmentation grâce à quelques printemps récents très bien enneigés.