| Focus 1/1 | Les glaciers de montagne, sentinelles des changements climatiques

L’ablation, une question d’énergie

PDF

glaciers - glaciers montagnes - station meteorologique - mesure temperature glaciers - encyclopedie environnement — Instruments de mesure du flux de chaleur : à gauche mesure du flux turbulent de chaleur (covariance entre vitesse verticale et température), à droite station météorologique mesurant vent, précipitation et flux radiatifs. [Source : ]

Un glacier est un système ouvert qui échange de la masse et de l’énergie avec son environnement. L’ablation, ou la perte de masse en surface, résulte de l’énergie disponible en surface dont les échanges avec l’atmosphère peuvent s’écrire sous la forme d’une équation assez simple, en écrivant que l’énergie consommée par le glacier est égale à l’énergie apportée :

M + G = S↓ – S↑ + L↑ – L↑ + H + LE + P (W m^-2)

Consommations :

M l’énergie consommée par la fonte ;

G l’énergie utilisée pour réchauffer le manteau neigeux ou le glacier jusqu’à la température de fusion.

Apports :

S↓ l’énergie du rayonnement solaire incident (courtes longueurs d’onde); S↑ est l’énergie du rayonnement solaire réfléchi par la surface, aussi égal à S↓.α, avec α l’albédo de la surface, soit le pourcentage d’énergie réfléchie par la surface dans les courtes longueurs d’onde (lumière visible provenant du Soleil).

L↓ et L↑ sont les énergies du rayonnement thermique infrarouge (grandes longueurs d’onde) provenant de l’atmosphère (L↓ ) et émise par la surface (L↑), lire « le rayonnement thermique du corps noir».

H le flux de chaleur sensible, lié à la turbulence de l’air, donc au gradient de vent et de température entre la surface et la proche atmosphère ;

LE le flux de chaleur latente, lié aux processus de fusion, de condensation, d’évaporation ou de sublimation (changements de phases solide, liquide, vapeur). Ce flux retire beaucoup d’énergie à la surface s’il s’agit de sublimation, ou au contraire lui apporte beaucoup d’énergie s’il s’agit de condensation. Ce flux de chaleur est souvent opposé à celui de chaleur sensible, H. La sublimation requiert 8,5 fois plus d’énergie (2 834 000 Joules par kg) que la fusion (334 000 Joules par kg).

P le flux d’énergie apporté par les précipitations, en général négligeable.

Un élément déterminant sur la fonte de la surface est l’albédo de surface. Lorsque, au cœur de la saison estivale, le manteau neigeux hivernal disparait de la zone d’ablation, la surface du glacier laisse apparaître la glace qui a un albédo beaucoup plus bas que celui de la neige (typiquement 0,3 au lieu de 0,8 pour de la neige fraiche) : l’énergie radiative réfléchie (S↓.α) diminue alors brutalement, ce qui favorise la fonte A l’inverse, les chutes de neige estivales peuvent ralentir considérablement la fonte.