Les glaciers himalayens fondent sous l’effet du réchauffement climatique. Cependant, l’ampleur de cette fonte reste difficile à estimer par des relevés de terrains en raison du grand nombre de glaciers, de leur difficulté d’accès et de l’étendue de la chaîne de montagne. Les chercheurs de l’IRD et du CNRS des unités Great Ice et Legos (1) ont contourné ces difficultés à l’aide de l’imagerie satellitaire qui leur a permis de comparer les topographies des glaciers réalisées en février 2000 puis en novembre 2004 sur une zone exploratoire de 915 km2 dans la chaîne himalayenne. Un procédé complexe d’extraction de données fi ables à partir d’images parfois bruitées a été mis au point. Sur la période 2000-2004, il permet de conclure à un amincissement de 8 à 10 m aux altitudes de moins de 4400 m et à un amincissement moindre mais encore marqué, d’environ 2 m, pour les zones les plus hautes au-dessus de 5000 m. La même équipe avait précédemment validé cette méthodologie avec l’appui du LGGE (2) sur les massifs alpins bien cartographiés. C’est maintenant la première fois qu’un tel procédé est mis en œuvre sur une zone géographique pour laquelle aucune donnée de contrôle au sol fi able, donc aucun repère pour “caler” les images, n’est disponible. Cette évaluation est le premier volet d’un plus vaste projet : évaluer et surveiller l’ensemble des glaciers himalayens dispersés sur un territoire grand comme la France.

L’Himalaya, le “toit du monde”, à l’origine des sept plus grands fleuves de l’Asie, est, lui aussi, victime du réchauffement climatique. Pour estimer la fonte de ses quelques 33 000 km2 de glaciers, les chercheurs ont eu recours à un procédé pour lequel ils sont les pionniers : ajuster puis comparer des topographies de la surface des glaciers obtenues à quelques années d’intervalle grâce à l’imagerie satellitaire. Après calculs, l’épaisseur des 915 km2 de glaciers himalayens de la région test du Spiti/Lahaul (Himachal Pradesh, Inde) aurait diminué en moyenne de 0,85 m tous les ans entre 1999 et 2004. Encore expérimentale, cette technique, qui a été validée dans les Alpes, pourrait se révéler d’une grande efficacité pour surveiller l’ensemble des glaciers himalayens. Cependant, le procédé pour arriver à une estimation fiable, doit déjouer bon nombre de causes d’erreurs et d’approximations propres aux observations par satellites.

Les chercheurs ont commencé par récupérer les données satellites sur deux périodes, 2000 et 2004. Pour chacune d’elles a été extrait un modèle numérique de terrain, représentation de la topographie d’une zone terrestre sous une forme numérique, donc exploitable par un ordinateur. La topographie la plus ancienne de la zone étudiée a été fournie par la NASA qui a observé 80% de la surface terrestre lors de la mission Shuttle Radar Topography de février 2000. Puis, en novembre 2004, deux images d’une résolution de 2,5 m de la même zone prises sous deux angles différents ont été acquises spécialement par le satellite français Spot5 dans le cadre d’un projet ISIS (CNES). La comparaison de ces deux images a permis de constituer un nouveau modèle de terrain par des techniques de photogrammétrie stéréoscopique (3). Ce modèle fait apparaître que les données radars de la NASA sous-estiment les valeurs aux hautes altitudes et les surestiment aux basses. Quant au satellite Spot, il montre une incertitude de +/- 25 m dans le positionnement horizontal des images. Les autorités des grands pays himalayens (Inde, Pakistan, Chine) n’autorisant pas l’accès public à des cartes topographiques ou à des photographies aériennes précises de ces régions transfrontalières sensibles, aucune référence n’est donc disponible pour estimer et corriger les erreurs d’observation des satellites. C’est donc en comparant les deux topographies sur des zones non glaciaires invariantes que les chercheurs ont pu corriger les déviations et superposer les deux modèles numériques de terrain. Ces comparaisons permettent d’obtenir une carte des variations d’épaisseur des glaciers pour des intervalles d’altitude de 100 m sur la période 2000-2004.

Les résultats montrent un net recul pour les plus grands glaciers dont les langues terminales descendent le plus bas (environ 4000 m) avec une diminution de 8 à 10 m de leur épaisseur au-dessous de 4400 m. Cette perte reste de 4 à 7 m entre 4400 et 5000 m, passant à 2 m au dessus de 5000 m. L’estimation par images satellites donne un bilan moyen de– 0,7 à – 0,85 m par an sur les 915 km2 de glaciers étudiés, soit une perte totale de 3,9 km3 d’eau en 5 ans. Afin de vérifier ces résultats et de valider le procédé, les observations satellitaires sont comparées au bilan de masse sur le petit glacier Chhota Shigri (15 km2) qui a bénéficié de mesures et de relevés de terrain, effectués entre 2002 et 2004 par l’unité Great Ice et ses partenaires indiens. La valeur du bilan réalisé à partir de ces données de terrain et celle calculée grâce aux données satellites concordent. Pour les deux méthodes d’évaluation, le glacier du Chhota Shigri aurait perdu en moyenne un peu plus de 1 m de glace par an.

Ces résultats sont en adéquation avec la fonte des glaciers évaluée dans le monde entier entre 2001 et 2004. La démarche va donc être élargie à d’autres zones de l’Himalaya, afin de préciser l’évolution encore mal connue des glaciers de la région qui constituent une source d’eau dont dépendent des dizaines de millions de personnes.

(1) Great Ice, Glaciers et ressources en eau d'altitude - Indicateurs climatiques et environnementaux unité de recherche de l’IRD 032. Legos, Laboratoire d'études en géophysique et océanographie spatiales, unité mixte de recherche 065 IRD, CNRS, CNES, Université Paul Sabatier de Toulouse et le pôle Terre Vivante et Espace (Toulouse).
(2) Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l'Environnement, université Joseph Fourier (Grenoble), CNRS, Observatoire des Sciences de l’Univers de Grenoble.
(3) Technique consistant à calculer une image en trois dimensions à partir de deux photos du même lieu prises sous des angles différents. Le relief est ainsi évalué et reconstitué.

Contacts :
YVES ARNAUD
IRD UR 032, Glaciers et Ressources en Eau d'Altitude - Indicateurs Climatiques et Environnementaux, LGGE, Saint Martin d'Hères
Yves.Arnaud@ird.fr

ETIENNE BERTHIER
CNRS, LEGOS Toulouse
Etienne.Berthier@cnes.fr

RELATIONS AVEC LES MÉDIAS :
presse.ird@paris.ird.fr

Coup de chaud sur le toit du monde

Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) vient de rendre les conclusions de son 4e rapport, réaffirmant l’existence d’un réchauffement climatique moyen de 0,74°C depuis un siècle. Toutefois, certaines régions du globe, comme l’Asie centrale, demeurent très peu documentées. Une nouvelle étude menée par des chercheurs français du laboratoire de glaciologie et géophysique de l’environnement (LGGE, CNRS / Université Joseph Fourier, Grenoble) et du laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE / IPSL, CEA / CNRS / Université de Versailles Saint-Quentin), en collaboration avec des chercheurs chinois, russes et américains, apporte des preuves que ce réchauffement récent a aussi affecté les neiges éternelles du Mont Everest, au cœur de l’Himalaya. Ce résultat a été publié le 7 février 2007 dans le journal européen Climate of the Past.

L’Himalaya et le plateau tibétain constituent deux régions dont l’évolution climatique est très mal documentée : les stations météorologiques y sont fort peu nombreuses et les archives climatiques prélevées dans les glaciers, les lacs ou les cernes d’arbres sont rares et souvent difficiles à interpréter. Néanmoins, des scientifiques chinois ont réussi en 2001 et 2002 à forer trois carottes de glace au sommet du glacier East Rongbuk recouvrant le col nord du Mont Everest, à 6518 m d’altitude. Réalisée en collaboration avec le LGGE et le LSCE, l’analyse de ces carottes a permis de mettre en évidence l’existence d’un nouveau traceur climatique, la teneur en gaz de la glace, et ainsi de retracer l’évolution des températures d’été sur ce site de très haute altitude.

À ces altitudes, la neige de surface fond en partie durant l'été et l’eau de fonte percole(1) à travers le manteau neigeux pour regeler en profondeur. Ce processus affecte la densité et la taille des bulles d’air contenues dans la glace, c’est-à-dire sa teneur en gaz. Cette dernière dépend donc directement de l’intensité du phénomène de fonte estivale.

En mesurant avec précision la teneur en gaz le long de deux des trois carottes de glace prélevées sur l’Everest, les chercheurs ont pu suivre son évolution au cours du temps, en remontant jusqu’à 2 000 ans dans le passé. Ils ont alors pu observer une diminution très prononcée de la quantité de gaz piégée dans la glace du 20e siècle, par rapport à celle contenue dans de la glace plus ancienne, un résultat qui reflète une intensification récente des épisodes de fonte estivale à la surface du glacier. En effet, même si une quantification précise de l’évolution associée des températures au cours du temps n’a pas encore puêtre réalisée à partir de ce nouveau traceur (le gaz piégé), ces travaux indiquent clairement que le réchauffement climatique a aussi affecté les neiges éternelles du toit du monde.

Ce travail a bénéficié en France du soutien du programme international de coopération scientifique franco-chinois du CNRS (dans le cadre du projet « CLEAH(2) ») et en Chine de celui de l’ambassade de France.

1). L'eau de fonte circule à travers le manteau neigeux sous l'effet de la gravité.
2). CLimat et Environnement en Antarctique et en Himalaya

Bibliographie
Summer temperature trend over the past two millennia using air content in Himalayan ice. Hou S., Chappellaz J., Jouzel J., Chu P.C., Masson-Delmotte V., Qin D., Raynaud D., Mayewski P.A., Lipenkov V.Y. et Kang S., Climate of the Past 3, 89-95, 2007.
En ligne sur : http://www.clim-past.net/3/89/2007/cp-3-89-2007.pdf

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