Modèles d’évolution du manteau neigeux

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La neige est une composante importante des échanges de masse et d’énergie entre la surface et l’atmosphère. Elle se caractérise par un albédo élevé, une température limitée à 0°C et un fort pouvoir isolant. A l’échelle climatique, elle joue un rôle important dans la variabilité climatique au travers de boucles de rétro-actions, dont la plus connue est celle liée à son albédo. A l’échelle de bassins versants (en particulier en zone de relief), elle constitue un stock d’eau pendant les périodes hivernales, restitué en aval lors des épisodes de fonte. En montagne, elle est aussi source de risques naturels ou accidentels (avalanches).

Dans le cadre de ces différentes applications, le CNRM a développé un ensemble de modèles permettant de simuler certaines caractéristiques du manteau neigeux. Ces différents modèles, intégrés dans SURFEX, sont des modèles unidimensionnels, c’est-à-dire simulant le manteau neigeux comme un empilement de couches uniformes et infinies parallèlement à la pente. Les plus simples simulent le manteau à l’aide d’une seule couche de neige recouvrant le sol. Les modèles de complexité intermédiaire comprennent quelques couches de neige différenciées, permettant ainsi de simuler l’évolution différente de la neige en surface et de celle enfouie dans le manteau neigeux. Enfin, le modèle le plus complexe (Crocus) considère un grand nombre de couches de neige, dont les plus fines ne font que quelques centimètres d’épaisseur. Cette précision lui permet de prendre en compte de manière réaliste un grand nombre de processus physiques à la surface et au sein du manteau neigeux.

Crocus a initialement été conçu dans l’optique de la prévision du risque d’avalanche. Il est complété par le modèle MEPRA (qui effectue une analyse mécanique de la stabilité du manteau neigeux simulé par Crocus) et par le modèle d’analyse météorologique SAFRAN qui alimente Crocus en données météorologiques. Les trois modèles forment la chaîne SAFRAN-Crocus-MEPRA (SCM), outil opérationnel d’aide à la prévision du risque d’avalanche utilisé quotidiennement par les nivologues de Météo-France.