La tendance de fonte de la neige indique une crise imminente d'eau estivale dans les régions occidentales.

Une nouvelle étude de l'Université du Colorado à Boulder publiée dans Nature Communications Earth & Environment a révélé que le changement climatique entraîne une fonte plus précoce de la neige dans les montagnes de l'Ouest des États-Unis et du Canada, avec plus de précipitations tombant sous forme de pluie plutôt que de neige. Cela entraîne une diminution du stockage d'eau dans les couches de neige, ce qui pourrait potentiellement avoir un impact sur l'agriculture, augmenter le risque d'incendies de forêt et perturber l'approvisionnement en eau des municipalités en été. Crédit : Kate Hale

Une étude de l'Université du Colorado à Boulder révèle que le changement climatique entraîne une fonte de neige plus précoce et une augmentation des précipitations dans les montagnes de l'Ouest des États-Unis et du Canada, ce qui entraîne une diminution du stockage d'eau de la neige. Ce changement pourrait avoir un impact sur l'agriculture, le risque d'incendies de forêt et l'approvisionnement en eau des municipalités. Sur plus de 60 ans, plus de 25 % de l'Ouest des montagnes a connu une baisse significative du stockage d'eau dans la neige. Les chercheurs ont introduit un nouvel indice de stockage de neige (SSI) pour aider à gérer les ressources en eau plus efficacement face au réchauffement climatique.

La neige fond plus tôt et il y a plus de pluie dans les montagnes de l'Ouest des États-Unis et du Canada, ce qui entraîne un stockage de neige plus faible qui pourrait avoir un impact sur l'agriculture, le risque d'incendies de forêt et l'approvisionnement en eau des municipalités en été, selon une nouvelle étude de l'Université du Colorado à Boulder.

Publiée aujourd'hui (22 mai) dans Nature Communications Earth & Environment, l'étude documente plus de 60 ans de changement dans le stockage d'eau de la neige en Amérique du Nord. De 1950 à 2013, le stockage d'eau dans la neige a diminué de manière significative dans plus de 25 % de l'Ouest des montagnes, en partie parce que plus de neige fond pendant l'hiver et le printemps, érodant cette frontière saisonnière.

« En moyenne et dans chaque région montagneuse que nous avons étudiée, la fonte des neiges se produit plus près du moment où elle est tombée », a déclaré Kate Hale, auteure principale de l'étude et diplômée de géographie en 2022. « Le moment de la disponibilité de l'eau se déplace vers le printemps, avec moins de fonte des neiges et de disponibilité de l'eau plus tard en été, ce qui suggère qu'il y aura des pénuries d'eau plus tard dans l'année ».

De l'enquête sur la neige de CU-Boulder ce mois de mai 2022. Collecte de mesures de neige près de la Continental Divide dans les Front Range, CO. Crédit : Kate Hale

L'Ouest des États-Unis et du Canada dépendent de la neige pour la plupart de leur eau. Les montagnes Rocheuses, la Sierra Nevada et d'autres chaînes de montagnes ont longtemps servi, essentiellement, de châteaux d'eau pour la région : elles stockent la neige tout au long de l'hiver, qui fond ensuite et devient disponible sous forme d'eau au printemps et en été, lorsque la demande est la plus forte.

Chaque année, le 1er avril, les gestionnaires de l'eau étatiques et régionaux utilisent une mesure appelée équivalent en eau de neige (SWE) - combien d'eau sera produite lorsqu'une quantité de neige fondra - pour prédire et planifier les ressources en eau de cette année, a déclaré Hale, désormais chercheuse postdoctorale à l'Université du Vermont.

Mais ce cliché du 1er avril est exactement cela : un moment précis. Il ne révèle pas si cette neige s'est lentement accumulée au cours des six derniers mois, si elle est tombée en un seul tas géant le 31 mars, ou si elle était déjà en train de fondre.

92 % de l'Amérique du Nord montagneuse de l'Ouest ont connu une diminution de l'indice de stockage de neige de 1950 à 2013. Cela indique une diminution de la capacité de ces régions à agir comme des châteaux d'eau pour la zone environnante. Crédit : Kate Hale

« D'un point de vue hydrologique, la seule chose qui est unique dans la neige, c'est qu'elle retarde le moment de l'apport d'eau aux bassins versants. Et regarder simplement l'équivalent en eau de neige à un instant précis ne donne pas une idée de la durée pendant laquelle cet équivalent en eau de neige est resté sur le sol », a déclaré Noah Molotch, professeur agrégé de géographie et collègue à l'Institute of Arctic and Alpine Research (INSTAAR) de CU Boulder.

Ainsi, Hale a utilisé deux sources de données publiques pour développer une nouvelle mesure appelée l'indice de stockage de neige (SSI) qui intègre le timing et la quantité de neige tombée, ainsi que la fonte de la neige, avant et après le 1er avril. Contrairement à la mesure ponctuelle du SWE, le SSI de Hale montre une vidéo métaphorique : incorporant en un nombre, le temps entre le moment où la pluie ou la neige tombe sur un paysage en hiver et le moment où elle devient disponible pour cette zone sous forme d'eau de surface.

L'étude a analysé plus de 60 ans de données sur le stockage d'eau de la neige, notant une baisse significative de plus de 25 % de l'Ouest des montagnes de 1950 à 2013. Cela est en partie dû à une fonte de neige plus précoce en hiver et au printemps, ce qui a pour conséquence un déplacement de la disponibilité de l'eau vers le printemps, suggérant une potentielle pénurie d'eau plus tard dans l'année. Crédit : Kate Hale

« L'indice de stockage de neige nous permet d'examiner le stockage d'eau dans la neige, non pas dans le contexte de la quantité d'eau disponible à un moment donné, mais de la durée de ce stockage sur le sol », a déclaré Molotch.

This allowed the researchers to analyze how well each mountainous region of the West has acted as a water tower over the past 60 years and discover that their performance has been declining across the board.

A “high” SSI—a number as close to 1.0 as possible—was found in places where snowfall is very seasonal. In the Cascades, for example, snow accumulates in the fall and winter season, and is stored up to six months before melting somewhat continuously in the spring and summer. Here in Colorado’s Rocky Mountains, however, the SSI is lower—somewhere between 0 and 0.5—which means that snow both accumulates and melts throughout the colder half of the year.

But because the Rockies and the Front Range are already used to this alternating pattern of snowfall and snowmelt during winter and spring seasons, as a region it may adjust easier to similar patterns of decreased snowpack water storage associated with global warming. The mountain regions near the West Coast that are highly reliant on snowpack meltwater in the spring and summer, however, may be in for a painful adjustment when that water melts earlier in the year—and is simply no longer available come late summer.

The researchers developed a new measurement called the Snow Storage Index (SSI) to assess the timing and amount of snowfall and snowmelt. The results showed a declining performance of the region’s natural ‘water towers’, underscoring the importance of better water resource management in the face of global warming. Credit: Kate Hale

The researchers hope that this new measurement can serve as a tool for scientists and water resource managers to make better predictions and, when necessary, plan ahead for less.

Half a century ago, an era of dam building in the Western United States allowed the region to flourish in terms of access to water for cities and for agriculture, said Molotch. But as these “water towers” melt away, so too may the reservoirs they filled.

“The snowpack is eroding and disappearing before our eyes. That’s going to present challenges in terms of managing the infrastructure that’s allowed the Western United States to flourish over the last 100 years,” said Molotch.