mémoire - Centre National de Recherches Météorologiques

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Ainsi, la réduction globale de la cryosphère au 21 ème siècle ne fait guère de doute, mais son
amplitude et sa répartition régionale demeurent encore incertains. Réciproquement, l’importance de la
rétroaction de la neige sur la température du globe demande également à être précisée. Nous avons vu
au chapitre 3.1.1 que la neige est rapidement apparue comme une composante déstabilisatrice du
climat en raison de son albédo particulièrement élevé, à l’origine d’une rétroaction positive sur la
température de surface (Bony et al. 2006). L’importance de cette rétroaction est une fois de plus difficile
à quantifier à partir des observations et elle reste assez variable d’un modèle à l’autre. De plus, la
comparaison des modèles montrent que l’albédo de surface n’est qu’une facette du problème et que le
rôle du rayonnement infra-rouge et des interactions avec la nébulosité ne doit pas être sous-estimé
(Cess et al. 1991). Les analyses de Randall et al. (1994) confirment cette remarque, mais soulignent
également l’importance de la paramétrisation de l’albédo de la neige pour expliquer la sensibilité des
modèles. Les résultats de l’inter-comparaison Snowmip-2 évoquée au chapitre 3.2 permettent aisément
de comprendre la diversité des rétroactions simulées, tant les modèles de neige répondent de manière
contrastée à un même forçage atmosphérique, notamment en présence d’un couvert forestier.
Une étude récente (Hall et Qu 2006) tente de contraindre la rétroaction liée à l’albédo de la
neige en s’appuyant sur le cycle annuel. Elle montre en effet que le ratio entre la variation de l’albédo
de surface et la variation de la température de surface obtenues au printemps dans les scénarios du
GIEC AR4 est effectivement très différent d’un modèle à l’autre, mais qu’il est très corrélé au ratio des
variations saisonnières obtenu à partir du cycle annuel moyen. Ainsi, puisque le ratio saisonnier peutêtre
estimé à partir des observations, il est possible de dire quels sont les scénarios les plus crédibles
en matière de rétroaction de la neige à long terme. De ce point de vue, il semble que le modèle CNRM-
CM3 montre une sensibilité insuffisante de la température de surface à l’albédo. Ceci est cohérent avec
la paramétrisation de la fonte décrite au paragraphe 2.2.2, qui permet au schéma ISBA de répartir le
rayonnement solaire incident entre fonte du manteau neigeux et réchauffement de surface, notamment
en présence de végétation. Nous avons insisté sur le caractère empirique de cette paramétrisation qui
permet cependant de calculer un albédo réaliste sur les forêts enneigées et d’éviter un saut abrupt de la
température de surface au printemps. Les résultats de Hall et Qu (2006) sont relativement cohérents
avec le retrait de la couverture neigeuse simulé au printemps dans les simulations du GIEC, qui semble
en effet plus proche du retrait observé (fin du 20 ème siècle) pour les modèles identifiés comme ayant
une rétroaction « réaliste ». Néanmoins, la concordance est beaucoup moins claire en moyenne
annuelle car les processus radiatifs sont moins importants en hiver et les tendances sur le bilan de
masse annuel dépendent non seulement de la fonte mais aussi des précipitations.
3.3.2. Humidité du sol
L’impact des forçages anthropiques sur l’HS est un sujet particulièrement difficile en raison des
multiples sources d’incertitudes qui pèsent sur le bilan de masse des réservoirs continentaux et du
manque d’observations déjà évoqué au chapitre 3 pour contraindre les modèles. Cette question pourrait
à elle seule faire l’objet d’un rapport de HDR et je vais donc devoir être particulièrement synthétique et
me contenter de citer quelques-uns des travaux les plus importants sur ce thème. Commençons par les
quelques observations in situ disponibles qui, en particulier, ne montrent aucune tendance claire à
l’assèchement en été aux moyennes latitudes de l’hémisphère Nord (Robock et al. 2005), à l’inverse de
la plupart des scénarios climatiques. Une manière moins directe de juger de l’évolution du bilan
hydrique continental est de s’intéresser au ruissellement continental, dont une reconstruction globale
via les débits des grands fleuves suggère une augmentation en réponse au réchauffement global
observé au cours du 20 ème siècle (Labat et al. 2004). Cet accroissement global en moyenne annuelle
peut toutefois dissimuler de nombreux contrastes régionaux, ainsi qu’une amplification du cycle annuel
de l’HS comme le suggère les résultats de certains scénarios climatiques (Fig. 3.5.b, Douville et al.
2002).