20.04.2021 | Roman Oester | News SLF
Le SLF mesure depuis plus de 80 ans l’équivalent en eau de la neige (SWE). Ce paramètre indique la quantité d’eau présente sous forme de neige. Les chercheurs testent actuellement une nouvelle méthode utilisant des capteurs pour les systèmes de navigation par satellite.
La neige est un réservoir d’eau qui contribue aux ressources disponibles pour l’agriculture, la production d’énergie et la consommation humaine. La fonte des neiges peut jouer un rôle majeur dans les inondations, comme ce fut le cas après l’hiver avalancheux de 1999: à l’époque, une situation de crue généralisée a noyé de grandes parties du territoire suisse. La neige a également un effet de refroidissement sur le climat, car elle reflète fortement le rayonnement solaire. Il est donc important de connaître la quantité d’eau qui y est stockée, que l’on appelle l’équivalent en eau de la neige (SWE = Snow Water Equivalent). C’est l’une des nombreuses variables du Système mondial d’observation du climat (GCOS, voir Infobox).
Cependant, le SWE n’est pas seulement pertinent pour la fonte du manteau au printemps et pour le climat, mais aussi pour les bâtiments: il peut être utilisé pour déterminer la charge de neige sur les toits, qui joue un rôle dans les ordonnances locales de construction. En effet, il ne suffit pas d’observer la hauteur de neige pour connaître son poids.
Mesures automatiques: plus rapides et moins onéreuses ¶
Les mesures conventionnelles, c’est-à-dire manuelles, demandent beaucoup de temps et fournissent des instantanés, et non des données continues. C’est pourquoi des chercheurs du SLF, de l’ETH Zurich, de l’Université Ludwig-Maximilian de Munich (LMU) et de l’Université des ressources naturelles et des sciences de la vie appliquées de Vienne (BOKU) testent depuis plusieurs années une nouvelle méthode simple et économique de mesure du SWE, à l’aide de capteurs qui utilisent les signaux des satellites de navigation (GNSS, voir Infobox). À cette fin, deux antennes GNSS ont été installées sur le site d’essai du SLF au Weissfluhjoch, au-dessus de Davos, ainsi qu’à Davos Laret, Klosters et Küblis: l’une sur le sol, enneigée en hiver, l’autre sur un mât surplombant le manteau neigeux et servant de référence. Lorsque les signaux GNSS traversent le manteau, leurs caractéristiques changent: ils sont affaiblis et ralentis. À partir du différentiel entre les signaux reçus au-dessus et en dessous du manteau neigeux, les chercheurs peuvent calculer le SWE. En outre, grâce à cette installation, il est possible de déduire la hauteur de neige et la teneur actuelle en eau liquide dans le manteau.
Vérification de la précision à l’aide de mesures comparatives ¶
Afin de vérifier les valeurs mesurées, diverses données de référence sont collectées sur les sites d’observation. Des capteurs automatiques variés sont installés au Weissfluhjoch et à Davos Laret, tandis qu’à Klosters et Küblis, les chercheurs ont également positionné des capteurs de hauteur de neige et des caméras. Partout, l’équivalent en eau est aussi mesuré de manière conventionnelle, en prélevant et pesant des échantillons après avoir creusé un profil de neige. Cela permet alors de calculer en millimètres la hauteur d’eau qui serait produite par la fonte de la neige.
Des résultats prometteurs ¶
Les valeurs obtenues concordent bien avec les mesures comparatives. Les capteurs GNSS permettent d’évaluer les paramètres de la neige mentionnés ci-dessus de manière simple et peu coûteuse en de nombreux endroits. Cependant, les tests effectués sur quatre sites et à des altitudes différentes, de Küblis au Weissfluhjoch, ont montré que certaines améliorations sont encore indispensables pour une mise en œuvre opérationnelle. L’une d’entre elles concerne la disponibilité des valeurs mesurées: bien que les données brutes soient immédiatement accessibles, elles nécessitent un post-traitement complexe pour pouvoir être prises en compte. Néanmoins, le SLF estime qu’il s’agit de l’avenir des mesures SWE et continue à développer la méthode avec beaucoup d’engagement.
Mais pour l’instant, les chercheurs considèrent qu’il faut encore pelleter la neige pour réaliser des mesures conventionnelles.
Qu’est-ce que le GCOS?
Le GCOS est le système mondial d’observation du climat (Global Climate Observing System). En Suisse, il est coordonné par MétéoSuisse. Le SLF est l’une des institutions partenaires et fournit les données de SWE. Une partie des mesures SWE à long terme du SLF et les travaux de recherche correspondants sont cofinancés par le GCOS Suisse.
Qu’est-ce que le GNSS?
GNSS est l’abréviation de «Géolocalisation et navigation par un système de satellites». Il s’agit d’un terme qui s’applique à l’utilisation de divers systèmes satellitaires. Le plus connu d’entre eux est le GPS (Global Positioning System) des États-Unis. Pour l’analyse des mesures SWE, les chercheurs ont combiné les signaux GPS avec ceux du système satellitaire GALILEO (UE).
Cet article est paru en version abrégée dans le Davoser Zeitung du 20 avril 2021.
Contact ¶
Liens ¶
- Mesure de l'équivalent en eau de la neige avec des capteurs GPS à faible coût (en allemand)
- De longues séries de mesures de l’équivalent en eau de la neige
- Prévisions nivo-hydrologiques
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