Hydrologie nivale

L'hydrologie nivale étudie l'accumulation, la métamorphose et la fonte de la neige saisonnière, qui stocke les précipitations hivernales et les libère sous forme de ruissellement au printemps et en été.

Definition

L'hydrologie nivale est la branche de l'hydrologie qui s'intéresse à l'accumulation, au stockage, à la métamorphose et à la fonte de la neige à la surface du sol, ainsi qu'à la contribution qui en résulte au débit des cours d'eau et aux ressources en eau.

Scope

Ce domaine couvre le manteau neigeux en tant que réservoir hydrologique, son bilan énergétique et sa fonte, la mesure et l'estimation de l'équivalent en eau de la neige, ainsi que le rôle de la fonte des neiges dans le ruissellement et l'approvisionnement en eau. Il traite de la composante cryosphérique de l'hydrologie des bassins versants, complétant le ruissellement généré par les précipitations pluviales.

Core questions

• Comment le manteau neigeux stocke-t-il et libère-t-il l'eau ?
• Qu'est-ce qui contrôle le taux de fonte des neiges ?
• Comment l'équivalent en eau de la neige est-il mesuré et estimé ?
• Pourquoi la fonte des neiges est-elle essentielle à l'approvisionnement en eau dans de nombreuses régions ?

Key concepts

• Équivalent en eau de la neige
• Accumulation et métamorphose du manteau neigeux
• Bilan énergétique de la neige
• Modèles de fonte par indice de température
• Ruissellement de fonte des neiges
• Couverture neigeuse et télédétection

Key theories

Bilan énergétique et fonte du manteau neigeux

La fonte des neiges est régie par le bilan énergétique à la surface de la neige, le rayonnement net et les flux turbulents fournissant l'énergie nécessaire à la maturation et à la fonte du manteau neigeux ; les modèles basés sur le bilan énergétique et les modèles plus simples basés sur l'indice de température prévoient les taux de fonte.

Fonte des neiges et ressources en eau dans un contexte de réchauffement

La neige saisonnière agit comme un stockage naturel qui transfère les précipitations hivernales vers la saison chaude ; le réchauffement réduit le manteau neigeux et anticipe la fonte, menaçant la disponibilité de l'eau dans les régions dominées par la neige.

Mechanisms

La neige s'accumule tout au long de l'hiver, stockant les précipitations sous forme d'équivalent en eau de la neige et se métamorphosant en un manteau plus dense et mûr. La fonte commence lorsque le bilan énergétique, dominé par le rayonnement net et les échanges turbulents de chaleur, amène le manteau neigeux au point de fusion ; l'eau de fonte percole ensuite à travers la neige et ruisselle, produisant souvent le pic de débit dominant de l'année dans les bassins versants froids et montagneux.

Clinical relevance

La fonte des neiges fournit une part importante de l'eau dans les régions montagneuses et de haute latitude. L'hydrologie nivale est donc fondamentale pour la prévision du ruissellement printanier et des crues, la gestion des réservoirs et la planification de l'irrigation, l'hydroélectricité, ainsi que l'évaluation de la manière dont un climat en réchauffement réduit les manteaux neigeux et modifie le calendrier de l'approvisionnement en eau.

History

Les relevés nivométriques opérationnels et les mesures de parcours de neige se sont développés au début du XXe siècle pour prévoir l'approvisionnement en eau ; la modélisation de la fonte basée sur le bilan énergétique et l'indice de température, la cartographie satellitaire de la couverture neigeuse et la préoccupation concernant le déclin du manteau neigeux dû au climat ont depuis façonné l'hydrologie nivale moderne.

Key figures

• David R. DeWalle
• Albert Rango
• Dennis P. Lettenmaier

Seminal works

• dingman2015
• dewalle2008
• barnett2005

Frequently asked questions

Qu'est-ce que l'équivalent en eau de la neige ?

L'équivalent en eau de la neige est la hauteur d'eau qui résulterait de la fonte complète d'un manteau neigeux ; il mesure la quantité réelle d'eau stockée dans la neige, ce qui est bien plus important pour l'approvisionnement en eau que la seule hauteur de neige, étant donné que la densité de la neige varie.

Pourquoi la fonte des neiges est-elle importante pour l'approvisionnement en eau ?

Dans de nombreuses régions montagneuses et de haute latitude, la neige hivernale stocke les précipitations et les libère progressivement au printemps et en été, comblant naturellement la saison sèche ; cela fait du manteau neigeux un réservoir essentiel dont le déclin sous l'effet du réchauffement menace la disponibilité de l'eau en aval.