Contexte initial

Pour prévoir les avalanches, il est important de connaître la structure du manteau neigeux. Jusqu'ici, les informations sur les différentes couches de neige provenaient des profils nivologiques. Le relevé de ces profils demande cependant beaucoup de temps, et ils ne sont pas toujours possibles partout en raison du danger d'avalanche. En outre, il n'est pas possible d'effectuer un suivi du manteau neigeux au cours du temps, car les couches sont détruites lors du creusement d'un profil nivologique.

C'est pourquoi des chercheurs de l'université d'Heidelberg (en collaboration avec l'Institut Alfred-Wegener pour la recherche maritime et polaire de Bremerhaven), de l'école supérieure JOANNEUM Kapfenberg en Autriche et du SLF ont enterré sur le site expérimental du Weissfluhjoch, et à proximité d'un parcours d'avalanche à Dorfberg, des radars spéciaux qui radiographient le manteau neigeux de bas en haut sans le détruire. A l'avenir, un tel système de radar pourrait être enterré directement dans un parcours d'avalanche, pour éviter aux observateurs le risque d'être emporté ultérieurement dans une avalanche. Comme les pentes avalancheuses sont éloignées et souvent peu accessibles, les radars doivent fonctionner de manière autonome. Ils sont donc alimentés par énergie photovoltaïque depuis un endroit sûr, et envoient les données par radio au SLF.

Fig. 1: Radar		Fig. 2: Les radars sont alimentés par énergie photovoltaïque depuis un endroit sûr.

Premiers résultats

Pendant l'hiver 2010/2011, ces systèmes de radars visant vers le haut ont fonctionné pour la première fois durant toute une saison. Comme l'indiquent les données (fig. 3), ces systèmes sont bien adaptés à la mesure de la hauteur absolue de neige (trait vert), et au suivi des couches de neige au sein du manteau neigeux. Après la chute de neige du 26 janvier, on voit par exemple comment les 30 cm de neige fraîche se tassent au cours des deux semaines suivantes, alors que l'épaisseur des couches inférieures ne varie pratiquement pas.

L'humidification du manteau neigeux est également bien visible grâce aux données radars (fig. 4). Le 22 mars, la surface s’humidifie pour la première fois. Entre le 23 mars et le 1er avril, l'eau s'accumule sur une hauteur de 1,4 m. Ensuite, cette humidification progresse de couche en couche.

Perspectives

Le radar est le premier système qui peut observer les couches de neige internes. Les deux radars sont à nouveau en service pour l'hiver 2011/2012. L'objectif consiste, sur la base de leurs données, à déterminer également la densité, la teneur en eau et son évolution diurne pour chaque couche de neige. Il est prévu en outre d'actualiser et de vérifier à l'avenir le modèle de manteau neigeux SNOWPACK à l'aide des données radars. C'est ainsi que la hauteur de neige peut être corrigée dans le modèle lorsque des écarts dus au transport de la neige sont observés par le radar.

Le projet est financé dans le cadre du programme D-A-CH par la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), le Fonds de recherche scientifique autrichien (FWF) et le Fonds national suisse (SNF).

Fig. 3:Données radars traitées du 26/01 au 22/02/2011, collectées sur le site expérimental du Weissfluhjoch. La courbe verte montre la hauteur de neige mesurée à partir des données radars. Les courbes rouge et rose indiquent les hauteurs de neige mesurées par deux autres dispositifs. On peut observer deux chutes de neige, séparées par un tassement du manteau.
Fig. 4: Données radars traitées du 22/03 au 08/04/2011, collectées sur le site expérimental du Weissfluhjoch. La courbe verte montre la hauteur de neige mesurée à partir des données radars. Les courbes rouge et rose indiquent les hauteurs de neige mesurées par deux autres dispositifs. La transition de la neige sèche à la neige humide est caractérisée par une forte réflexion. Cela permet de bien observer la progression de l'humidification de la neige (de haut en bas).