L'évolution des glaciers est l'un des indicateurs importants sélectionnés par le Groupe Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat pour situer la variabilité et les tendances climatiques au cours du dernier siècle (IPCC, 2001). La sensibilité des bilans de masse glaciaires aux variations climatiques est largement reconnue par la communauté scientifique internationale (e. g. Oerlemans, 1986 ; Haeberli, 1995) et a été étudiée en détail dans les Alpes françaises (e. g. Vincent, 2002). Les glaciers constituent désormais un indicateur climatique essentiel pour le passé comme pour le futur (Haeberli, 1998 ; IPCC, 2001).

Contrairement aux variations de longueur des glaciers qui sont le résultat de la dynamique de la glace, fort complexe, les fluctuations annuelles des volumes glaciaires (résultat du bilan de masse) sont des conséquences directes des variations climatiques. Les bilans de masse des glaciers alpins sont le résultat des précipitations sous forme solide d’une part (accumulation hivernale d’octobre à mai dans les Alpes), et des flux d’énergie en surface qui provoquent la fusion de la neige/glace, d’autre part. Ainsi, les mesures des bilans de masse hivernaux (octobre à mai) et estivaux (juin à septembre) fournissent une image directe des précipitations hivernales et des bilans d’énergie au cours de l’été (ce schéma est nettement plus complexe dans d’autres régions climatiques pour lesquelles les périodes d’accumulation et de fusion en un même site peuvent se succéder à l’échelle mensuelle ou même journalière).

Depuis plus de 40 ans, le LGGE (CNRS-UJF) réalise le suivi des variations de volume annuelles de plusieurs glaciers des Alpes françaises [Vincent, 2002]. Depuis plus de 10 ans, l’IRD mesure en continu les bilans de masse et d’énergie de quelques glaciers sélectionnés dans les Andes d’Equateur et de Bolivie. En 2002, ces deux instituts ont eu l’opportunité de joindre leurs efforts et de s’associer pour créer un Observatoire de Recherche en Environnement. Est né le projet GLACIOCLIM qui est supporté par l’IRD et ses partenaires locaux pour la partie andine et par le CNRS-LGGE, l’INSU et l’OSUG pour la partie alpine. Une partie antarctique, supportée par l’IPEV est prévue dans cet ORE afin d’apporter une vérité sol aux modèles de climat [e. g. Genthon, 2003] et aux estimations satellitales [Remy et al., 2002]. L’objectif de cet observatoire est donc de compléter, homogénéiser et pérenniser des mesures sur un nombre limité de glaciers représentatifs de zones climatiques contrastées, afin de constituer une banque de données indispensable pour l’étude et la modélisation de la relation glacier-climat et de la dynamique glaciaire dans différentes régions du monde.

GLACIOCLIM

La figure 1 localise les glaciers retenus dans GLACIOCLIM. L’ensemble de ces glaciers s’aligne sur un méridien climatique virtuel où sont représentés les climats polaire, tempéré, tropical externe et interne. Le premier volet de ce service d’observation concerne les mesures pérennes qu’il convient de maintenir sur deux décennies au minimum sur ces glaciers (Tableau 1). Le second volet sert à compléter les mesures pérennes en menant des expérimentations ponctuelles de bilan d’énergie au centre de la zone d’ablation des glaciers sur des périodes de quelques mois, afin de préciser comment physiquement le glacier répond aux forçages météorologiques.

Dès que les données sont collectées, elles sont diffusées à la communauté scientifique (http://www.geo.unizh.ch/wgms et http://www-lgge.ujf-grenoble.fr/equipes/glaciers/DonnéesDISP/ ServiceOBS/home.shtml). Pour sa partie glaciologique, cet ORE représente l’antenne française du WGMS (World Glacier Monitoring System).

Relation Glacier-Climat

Bilans de masse glaciaires et climat dans les Alpes au cours du XX^e siècle

Afin d’illustrer l’intérêt de l’observation des bilans de masse glaciaires, nous avons comparé les plus longues séries d’observations directes disponibles dans les Alpes. Les bilans de masse cumulés de Hintereisferner (Alpes autrichiennes), Saint Sorlin et Sarennes (Alpes françaises) sont représentés sur la figure 2a. D’après cette figure, le bilan de masse cumulé moyen sur le XXe siècle est très différent selon le glacier et varie de –0,33 m w.e. an-1 (m équivalent eau par an) pour Saint Sorlin (1906-2002) à –0,62 m w.e. an-1 pour Sarennes (1906-2002). Afin de s’affranchir des tendances à long terme et de permettre une meilleure comparaison entre glaciers, nous avons soustrait à chaque bilan de masse annuel le bilan de masse moyen sur la période 1953-99 de chaque glacier considéré. Nous obtenons ainsi le bilan de masse cumulé centré (figure 2b). En plus des glaciers mentionnés ci-dessus, nous avons rajouté les données de Claridenfirn (Alpes suisses). Bien que le bilan de masse total de ce glacier ne soit pas connu, ses fluctuations annuelles peuvent être déterminées à partir de mesures réalisées sur une balise unique localisée à 2900 m et comparées à celles des autres glaciers. Cette analyse montre que les fluctuations des bilans cumulés centrés sont très similaires entre des glaciers situés à plusieurs centaines de kilomètres de distance. Les glaciers enregistrent donc un signal climatique commun sur l’ensemble de l’arc alpin [Vincent et al., sous presse].

Afin de déterminer l’origine de ce signal climatique commun, nous avons comparé le bilan de masse hivernal et estival de chacun de ces glaciers. Ceci n’a été possible que pour Sarennes et Claridenfirn, seuls glaciers où ces observations sont disponibles sur plus de 50 ans. La variation du bilan de masse estival représente de loin la contribution principale à la variation du bilan de masse annuel. Entre 1954-1981 et 1982-2002, l’ablation entre juin et septembre a augmenté de façon très similaire à Claridenfirn (de 0,77 à 1,36 m w.e.) et à Sarennes (de 1,88 à 2,48 m w.e.) [Vincent et al., Sous presse]. En conclusion, cette étude a montré que deux glaciers, situés à 290 km de distance, ont enregistré une augmentation semblable de leur taux de fonte estivale au cours des deux dernières décennies. Il est donc probable que le changement climatique estival affectant ces glaciers est similaire sur toutes les Alpes.

Le résultat des observations effectuées sur les autres glaciers (Argentière, Gébroulaz et St Sorlin) au cours des dernières décennies est présenté dans l’article suivant : «Les glaciers alpins et le réchauffement récent. L’année 2003».

Recul glaciaire et variabilité ENSO (El Niño Southern Oscillation) dans les Andes

Voir l’article «Recul des glaciers dans les Andes tropicales sur les dernières décennies» dans ce numéro.

Conclusion

Malgré leur extension géographique limitée, les glaciers, en reculant presque partout à la surface de la Terre, sont des témoins unanimes du réchauffement global. Ils peuvent donc être considérés comme des indicateurs particulièrement sensibles du changement climatique à l’échelle mondiale.