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Un atlas mondial pour estimer le volume d’eau des glaciers // A world atlas to estimate glacier water volumes

Comme je l’ai indiqué à plusieurs reprises sur ce blog, l’évolution des glaciers de montagne est un enjeu majeur : ils servent dans de nombreux pays de réservoir d’eau potable, ont un impact économique, via le tourisme notamment, et participent à la montée du niveau des mers. Dans les pays comme le Pérou, le long de la Cordillère des Andes, ils jouent un rôle essentiel pour l’approvisionnement en eau potable, pour la production d’électricité et pour l’irrigation des cultures. Sans les glaciers, la vie deviendra impossible dans les campagnes et les populations rurales devront migrer vers les villes, Lima en particulier, dont l’alimentation en eau dépend, elle aussi des glaciers andins.

Afin de mieux connaître les réserves en eau représentées par les glaciers, des scientifiques de l’Institut des Géosciences de l’Environnement de Grenoble et du Dartmouth College (USA) ont réalisé un atlas mondial mesurant la vitesse d’écoulement et l’épaisseur de plus de 200 000 glaciers. Ils ont aussi publié un article dans la revue Nature Geoscience.

Malgré leur taille réduite (727 000 km²) face à celle cumulée des deux grandes calottes de l’Antarctique (14 millions de km²) et du Groenland (1,7 millions de km²), la fonte des glaciers de montagne a contribué à 30% de l’élévation du niveau des mers depuis les années 1960.

Même si l’impact des glaciers n’est pas décisif, leur évolution est primordiale au niveau local et leur devenir est une source de préoccupation grandissante pour les zones de montagne et les régions en aval.

Jusqu’à présent, on n’avait qu’une idée très limitée du volume de glace stocké dans les glaciers. Ceci vient notamment du fait que les glaciers sont répartis sous toutes les latitudes, dans des régions souvent difficiles d’accès. Travailler directement sur le terrain est donc très complexe. En conséquence, les mesures d’ épaisseur de la glace n’existent actuellement que sur à peine plus d’1% des glaciers à la surface de la Terre.

À cause de ce manque de données, les scientifiques ont développé des méthodes indirectes pour estimer les quantités de glace sur Terre. Ces méthodes ont d’abord été basées sur l’aire des glaciers, obtenue à partir de photos aériennes ou d’images satellites.

À partir des années 2000, des méthodes basées sur la pente en surface du glacier ont vu le jour, Au-delà de la pente, la vitesse à laquelle s’écoule le glacier constitue une information encore plus pertinente pour estimer la distribution des épaisseurs de glace. En effet, les glaciers s’écoulent sous l’effet de leur propre poids. Par conséquent, cartographier la vitesse à laquelle s’écoule le glacier est essentiel pour mieux estimer la distribution de l’épaisseur de glace et donc le volume des glaciers.

Cependant, les observations sur le terrain de ces vitesses d’écoulement sont, elles aussi, très limitées, mais les innombrables clichés fournis par les satellites ont ouvert de nouvelles perspectives pour mesurer l’écoulement de tous les glaciers de la Terre.

Pour quantifier la vitesse d’écoulement de l’ensemble des glaciers du monde, les chercheurs ont utilisé plus de 800 000 images satellites acquises entre 2017 et 2018 par les satellites Landsat-8 de la NASA et les satellites Sentinel-1 et Sentinel-2 de l’Agence spatiale européenne (ESA). Cette nouvelle génération de satellites constitue une révolution pour l’observation des glaciers, avec des images de l’ensemble des terres émergées acquises à des intervalles de temps réguliers (de 5 à 16 jours).

Plusieurs millions d’heures de calculs sur les serveurs de l’Université Grenoble Alpes ont été nécessaires pour permettre d’assembler un atlas unique de l’écoulement de plus de 200,000 glaciers autour de la Terre.

L’un des principaux apports de cet atlas est la couverture d’une très grande diversité de glaciers, allant de petits glaciers Andins jusqu’à des calottes de l’Arctique canadien ou des champs de glace en Patagonie qui couvrent plusieurs milliers de kilomètres carrés. Ces cartographies permettent ainsi de mieux connaître la manière dont s’écoulent les glaciers. Elles illustrent aussi la grande variété de comportements, avec des glaciers qui s’écoulent à quelques dizaines de mètres par an (comme certains glaciers des Alpes), et d’autres dont la vitesse d’écoulement atteint plusieurs kilomètres en une seule année (comme certains glaciers de Patagonie).

Par ailleurs, cet atlas exhaustif des vitesses d’écoulement glaciaire a permis de redessiner la cartographie de la distribution des épaisseurs de glace et donc du volume des glaciers. En effet, en combinant les informations sur la vitesse d’écoulement en surface des glaciers avec celle de la pente de surface, dans un modèle numérique simulant la manière avec laquelle la glace glisse et se déforme, les chercheurs ont proposé une nouvelle représentation de la géométrie des glaciers.

En de multiples régions, les résultats de ce travail viennent apporter des estimations significativement différentes des précédentes, avec des conséquences importantes sur la disponibilité en eau potable pour la consommation, mais aussi pour l’agriculture ou la production hydro-électrique. Ainsi, dans les Andes que je mentionnais au début de cette note, les nouvelles estimations sont plus alarmantes que précédemment, avec des stocks d’eau glaciaire près d’un quart plus faibles, augmentant ainsi la pression sur les ressources en eau dans ces régions.

Au-delà d’un nouvel inventaire du volume des glaciers, cette étude est cruciale pour mieux simuler leur évolution future et, en particulier, identifier quels sont les secteurs où les glaciers vont disparaître et ceux où ils devraient persister.

Source: The Conversation.

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As I have indicated several times on this blog, the evolution of mountain glaciers is a major issue: in many countries: they serve as reservoirs of drinking water, have an economic impact through tourism and participate in sea level rise. In countries like Peru, along the Andes, they play an essential role in the supply of drinking water, the production of electricity and the irrigation of crops. Without glaciers, life will become impossible in the countryside and rural populations will have to migrate to cities, Lima in particular, whose water supply also depends on Andean glaciers.
In order to better understand the water reserves represented by glaciers, scientists from the Institute of Environmental Geosciences in Grenoble and Dartmouth College (USA) have produced a world atlas measuring the flow speeds and thicknesses of more of 200,000 glaciers. They also published an article in the journal Nature Geoscience.
Despite their reduced size (727,000 km²) compared to that of the two large ice caps of Antarctica (14 million km²) and Greenland (1.7 million km²), the melting of mountain glaciers has contributed 30% sea level rise since the 1960s.
Even if the impact of glaciers is not decisive, their evolution is essential at the local level and their future is a source of growing concern for mountain areas and downslope regions.
Until now, we had only a very limited idea of the volumes of ice stored in glaciers. This is due in particular to the fact that glaciers are distributed at all latitudes, in regions that are often difficult to access. Working directly in the field is therefore very complex. As a result, ice thickness measurements currently exist on just over 1% of glaciers on the Earth’s surface.
Because of this lack of data, scientists have developed indirect methods to estimate the amounts of ice on Earth. These methods were first based on the area of glaciers, obtained from aerial photos or satellite images.
From the 2000s, methods based on the surface slope of the glacier have emerged. Beyond the slope, the speed at which the glacier is flowing provides even more relevant information for estimating the distribution of the thickness of glacier. ice. Indeed, glaciers flow under the effect of their own weight. Therefore, mapping the speed at which the glacier is flowing is essential to better estimate the distribution of ice thickness and therefore the volume of glaciers.
However, field observations of these flow velocities are also very limited, but the countless images provided by satellites have opened up new possibilities for measuring the flow of all the Earth’s glaciers.
To quantify the flow velocity of all of the world’s glaciers, the researchers used more than 800,000 satellite images acquired between 2017 and 2018 by NASA’s Landsat-8 satellites and the Sentinel-1 and Sentinel-2 satellites of the European Space Agency (ESA). This new generation of satellites constitutes a revolution for the observation of glaciers, with images of all emerged land acquired at regular time intervals (from 5 to 16 days).
Several million hours of calculations on the servers of the University of Grenoble Alpes were needed to assemble a unique atlas of the flow of more than 200,000 glaciers around the Earth.
One of the main contributions of this atlas is the coverage of a very great diversity of glaciers, ranging from small Andean glaciers to ice caps in the Canadian Arctic or ice fields in Patagonia which cover several thousand square kilometers. . These maps thus make it possible to better understand the way in which glaciers flow. They also illustrate the wide variety of behaviours, with glaciers flowing at a few tens of meters per year (like some glaciers in the Alps), and others whose flow speeds reach several kilometers in a single year (like some Patagonian glaciers).
In addition, this exhaustive atlas of ice flow velocities has made it possible to re-estimate the mapping of the distribution of ice thickness and therefore the volume of glaciers. Indeed, by combining information on the surface flow velocity of glaciers with that of the surface slope, in a digital model simulating the way in which the ice slides and deforms, the researchers have proposed a new representation of the glacier geometry.

In many regions, the results of this work provide estimates that are significantly different from previous ones, with major consequences on the availability of drinking water for consumption, but also for agriculture or hydroelectric production. Thus, in the Andes that I mentioned at the beginning of this post, the new estimates are more alarming than previously, with glacial water stocks almost a quarter lower, thus increasing the pressure on water resources in these regions. .
Beyond a new inventory of the volume of glaciers, this study is crucial to better simulate the future evolution of glaciers and, in particular, to identify the regions where the glaciers will disappear and those where they are likely to persist.
Source: The Conversation.

La fonte des glaciers alpins, comme ici le glacier Aletsch en Suisse, risque de poser des problèmes d’alimentation en eau dans les vallées (Photo: C. Grandpey)

Pas d’eau sous la surface de la planète Mars // No water beneath the Mars surface

De l’eau sous la surface de la planète Mars ? Pas encore! Une nouvelle étude publiée dans la revue Geophysical Research Letters nous apprend que le lac souterrain que les scientifiques pensaient avoir découvert en 2018 au niveau du pôle sud de Mars est probablement de la roche volcanique, mais pas de l’eau. La possible présence d’eau avait été interprétée à partir d’observations radar faites par la sonde Mars Express de l’Agence Spatiale Européenne.
Les auteurs de la nouvelle étude indiquent que pour qu’il y ait de l’eau aussi près de la surface, il faudrait à la fois un environnement très salé et une forte source de chaleur générée localement, ce qui n’a jamais été décelé dans cette région de la Planète Rouge. De plus, la présence d’eau ne correspond pas à ce que les chercheurs savent déjà du pôle sud de Mars.
Mars a de l’eau sous forme de glace à ses pôles, mais les scientifiques ne savent toujours pas si de l’eau pourrait réellement se cacher sous la surface de la planète. Connaître cette quantité d’eau est important car cela pourrait donner des informations sur la vie, ou la possibilité de vie, sur Mars. Cela pourrait également être utile à de futurs astronautes.
En 2018, les scientifiques s’étaient appuyés sur une trentaine d’années de recherches suggérant qu’il pourrait y avoir de l’eau sous les calottes polaires de Mars, comme c’est le cas sur Terre pour les calottes glaciaires de l’Antarctique et du Groenland.
Au départ, les scientifiques pensaient avoir détecté la présence d’eau à l’aide de données radar recueillies par MARSIS, un instrument à bord de la sonde Mars Express qui utilise des impulsions radar pour étudier l’intérieur et l’ionosphère de la planète. Mais une étude plus approfondie était nécessaire pour confirmer cette possibilité d’eau et ses implications.
Pour arriver à leurs conclusions, les auteurs de la nouvelle étude ont placé une calotte glaciaire imaginaire sur une carte radar de la planète Mars, générée à partir de trois années de données MARSIS. Cette technique leur a permis de voir comment le sol martien apparaîtrait à travers un glacier imaginaire de 1,6 km de profondeur. Cela leur a aussi permis de comparer les caractéristiques. Dans leur simulation, les taches lumineuses repérées au pôle correspondaient à d’autres caractéristiques visibles dans les plaines d’origine volcanique. Au final les scientifiques pensent que les observations des pôles avec le radar correspondent à des coulées de lave riches en fer, ou bien à des dépôts de minéraux dans des lits de rivières asséchés, mais il ne s’agit pas d’eau.
Bien que le résultat de la dernière étude mette à mal l’hypothèse d’existence de réserves d’eau substantielles dans cette région de Mars, ces recherches permettront de mieux comprendre comment la planète s’est formée.
Source : Space.com.

OK, c’est bien de savoir qu’il n’y a pas d’eau sous la surface de Mars;, mais pour nous autres simples Terriens, ça n’avance pas à grand-chose. Nous possédons beaucoup d’informations sur la surface de la planète Mars, mais très peu d’éléments sur les profondeurs de nos océans. La dernière éruption sous-marine aux îles Tonga a surpris tout le monde. Pareil pour le volcan sous-marin au large de Mayotte. Il a fallu plusieurs mois avant de savoir que la sismicité sur l’île était provoquée par une éruption sous-marine.

Il y a quelque temps, un ami me demandait pourquoi les abysses de nos océans restaient inexplorées, pourquoi nous n’en savons pas davantage sur les zones de subduction ou les fosses sous-marines où se déclenchent les séismes les plus meurtriers. La réponse est facile. Ces profondeurs qui atteignent parfois plus de 10 km pourraient être visitées; nous en avons les moyens techniques. Quand on est capable d’envoyer des engins sur des planètes situées à plusieurs dizaines ou plusieurs centaines de milliers de kilomètres, on est en mesure d’aller gratter à 10 km de profondeur dans les océans. Le reste est affaire de volonté. Le problème, c’est qu’à de telles profondeurs, tout est noir. L’oeil humain est fait pour vivre dans la lumière; le noir est la couleur de la mort. Les teintes orangées de la planète Mars sont beaucoup plus flatteuses et susceptibles d’attirer l’attention des populations sur Terre. Tant pis si, dans le même temps, des centaines de gens sont victimes de puissants séismes dont la source se trouve à des milliers de kilomètres de profondeur au fond de nos propres océans….

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Water beneath Mars’ surface? Not yet! A new study published in the journal Geophysical Research Letters explains that the suspected underground lake discovered in 2018 on Mars’ southern pole is probably volcanic rock masquerading as water. The possible water signature was first interpreted from radar observations made by Mars Express, a European Space Agency spacecraft.

The authors of the new studay indicate that for water to be sustained this close to the surface, both a very salty environment and a strong, locally generated heat source are needed, which is unknown in that region of the Red Planet. Besides, the presence of water does not fit with what researchers have understood about Mars’ southern pole.

Mars has ice water at the poles, but scientists are still working to determine how much water might actually be hiding beneath the planet’s surface. Knowing this amount of water is important as it could inform our understanding of life and the possibility of life on Mars, and it could also support future astronauts who might one day step foot on the planet’s surface.

In 2018, scientists were building on three decades of theories suggesting there might be water beneath the polar caps of Mars, just like we see on Earth beneath the ice sheets of Antarctica and Greenland.

Initially, scientists thought they had spotted water signals using radar data gathered by MARSIS, a Mars Express instrument which uses radar pulses to study the planet’s interior and ionosphere. But further study was needed to confirm suspected findings and their implications.

To get to their conclusiuons, the researchers in the new study placed an imaginary global ice sheet across a planet-wide radar map, generated with three years of MARSIS data. This technique allowed them to compare how the Martian terrain would appear through a simulated 1.6-km-deep glacier, which allowed the scientists to compare features. Under these conditions, the bright reflections spotted at the pole matched other reflections found in volcanic plains. Thus, the scientists suspect that the radar’s polar observations were picking up either iron-rich lava flows or mineral deposits in dried riverbeds, but not water.

While their result defies the existence of substantial water reserves in that region, the study helps to better understand how Mars formed.

Source: Space.com.

OK, it’s great to know that there is no water under the surface of Mars, but for us mere Earthlings, it doesn’t make much sense. We have a lot of information about the surface of Mars, but very little about the depths of our oceans. The latest underwater Tonga eruption surprised everyone. It was just the same for the underwater volcano off Mayotte. It took several months before it became known that the seismicity on the island was caused by an underwater eruption.
Some time ago, a friend asked me why the depths of our oceans remain unexplored, why we don’t know more about the subduction zones or the underwater trenches where the deadliest earthquakes are triggered. The answer is easy. These depths which sometimes reach more than 10 km could be visited; we have the technical means. When we are able to send spacecraft to planets located several tens or several hundreds of thousands of kilometers away, we are able to scrape 10 km deep in the oceans. The rest is a matter of will. The problem is that at such depths, everything is black. The human eye is made to live in light; black is the colour of death. The orange hues of Mars are much more likely to attract the attention of people on Earth. Too bad if, at the same time, hundreds of people are victims of powerful earthquakes whose source is thousands of kilometers deep at the bottom of our own oceans….

Vue du pôle nord de la planète Mars (Crédit phorto: ESA)

La fonte des glaciers himalayens // The melting of Himalayan glaciers

Une nouvelle étude effectuée par des chercheurs britanniques et parue dans la revue Scientific Reports confirme que les glaciers de l’Himalaya fondent à un rythme « exceptionnel » en raison du réchauffement climatique. Le phénomène menace l’approvisionnement en eau de millions de personnes en Asie. L’étude révèle également que les glaciers himalayens reculent beaucoup plus rapidement que leurs homologues dans d’autres parties du monde.
Elle montre clairement que la glace de l’Himalaya disparaît à un rythme au moins 10 fois supérieur à la tendance au cours des siècles passés. Cette accélération de la fonte est apparue au cours des dernières décennies et coïncide avec le changement climatique d’origine anthropique.
Les chercheurs ont calculé que les glaciers himalayens ont perdu environ 40 % de leur superficie au cours des derniers siècles. Un rapport publié en 2019 explique que cette situation est d’autant plus inquiétante que ces glaciers sont une source d’eau essentielle pour environ 250 millions de personnes dans les montagnes et 1,65 milliard d’habitants dans les vallées fluviales en aval, dont celles du Gange, de l’Indus et du Brahmapoutre.
La chaîne himalayenne héberge la troisième plus grande quantité de glace dans le monde, après l’Antarctique et l’Arctique. La région est souvent considérée comme le «Troisième pôle» de la planète en raison de son énorme réserve de glace.
Bien que les montagnes existent depuis des dizaines de millions d’années, leurs glaciers sont extrêmement sensibles au changement climatique. Depuis les années 1970, lorsque le réchauffement climatique a été observé pour la première fois, ces énormes masses de glace se sont progressivement amincies et ont reculé.
La dernière étude rappelle que nous devons agir de toute urgence pour atténuer l’impact du changement climatique d’origine humaine sur les glaciers. Les habitants de la région constatent déjà des changements qui dépassent tout ce qui a été observé depuis des siècles. Ils s’accélèrent et auront un impact significatif sur des pays et des régions entières.
Source : Yahoo News, USA Today.

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A new study by British researchers, which appeared in the journal Scientific Reports, confirms that glaciers in the Himalayas are melting at an « exceptional » rate because of global warming, threatening the water supply of millions of people in Asia. The study reveals that Himalayan glaciers are shrinking far more rapidly than glaciers in other parts of the world.

The study clearly show that ice is now being lost from Himalayan glaciers at a rate that is at least 10 times higher than the average rate over past centuries. This acceleration in the rate of loss has only emerged within the last few decades and coincides with human-induced climate change.

Researchers have calculated that Himalayan glaciers have lost roughly 40% of their area in the past several hundred years. This is all the more worrying as the glaciers are a critical source of water for about 250 million people in the mountains and an additional 1.65 billion who live in the river valleys below, according to a report in 2019. These rivers include the Ganges, Indus and Brahmaputra.

The Himalayan mountain range is home to the world’s third-largest amount of glacier ice, after Antarctica and the Arctic. The region is often referred to as the world’s “Third Pole” for its huge store of ice.

Though the mountains are tens of millions of years old, their glaciers are extremely sensitive to the changing climate. Since the 1970s, when global warming first set in, these huge masses of ice have steadily thinned and retreated.

The last study is a reminder that we must act urgently to reduce and mitigate the impact of human-made climate change on the glaciers. People in the region are already seeing changes that are beyond anything witnessed for centuries. Those changes are accelerating and they will have a significant impact on entire nations and regions.

Source: Yahoo News, USA Today.

Source: NASA

Réchauffement climatique : la crise de l’eau en Californie // Global warming : the water crisis in California

En 2021, la Californie a dû faire face à l’une des années les plus sèches de son histoire et les perspectives ne sont pas bonnes. L’État se prépare à une troisième année consécutive de sécheresse. Cela pousse les autorités à restreindre l’utilisation de l’eau et à la ramener à des niveaux jamais vus à cette époque de l’année. La plupart des réservoirs d’eau de Californie sont bien en dessous de la moyenne, et plusieurs sont à moins d’un tiers de leur capacité. Les prévisions en matière de pluie et de neige cet hiver, moment où la plupart des précipitations annuelles de l’État arrivent, ne sont pas optimistes.
Les prévisions météorologiques sont pessimistes pour la Sierra Nevada, la longue chaîne de montagnes qui traverse la partie orientale de l’État et qui retient la majeure partie de la neige. Les villes et les fermes californiennes dépendent de la fonte du manteau neigeux de la Sierra Nevada pour avoir de l’eau.
La Californie enregistre en moyenne environ 60 centimètres de précipitations par an, ce qui confère à l’État dans son ensemble un climat semi-aride. La majorité des pluies et de la neige californiennes tombent sur les montagnes, principalement en hiver et au printemps. L’agriculture et les villes côtières ont besoin de cette eau pour traverser les étés secs. Pour envoyer de l’eau dans le sud sec de la Californie et lutter contre les inondations dans le nord, les autorités ont mis en place au cours du siècle dernier un système de réservoirs, de tunnels et de canaux qui acheminent l’eau des montagnes. Le plus grand de ces projets, le State Water Project, fournit de l’eau du nord de la Sierra à la moitié sud de la Californie.
Pour suivre le cheminement de l’eau, les Américains évaluent le volume en acres-pieds. L’acre-pied est une unité que nous ne connaissons pas en Europe. Il équivaut approximativement à une piscine de huit couloirs de natation mesurant 25 m de long, 16 m de large et 3 m de profondeur.
La Californie a une superficie de 423 970 km², donc à raison de 60 cm par an, les précipitations annuelles sont en moyenne d’environ 200 millions d’acres-pieds ou 246 000 kilomètres cubes.
La Sierra Nevada pourrait connaître des hivers avec peu ou pas de neige pendant plusieurs années d’ici la fin des années 2040 si les émissions de gaz à effet de serre ne diminuent pas.
Sur les 246 000 kilomètres cubes mentionnés plus haut, une moyenne d’environ 98 millions de kilomètres cubes seulement se dirige vers l’aval. Une grande partie de l’eau retourne dans l’atmosphère par l’évapotranspiration des plantes et des arbres des forêts de la Sierra Nevada ou de la côte nord. Sur les 98 millions de kilomètres cubes qui réussissent à s’écouler, environ la moitié reste dans l’environnement aquatique, comme les rivières qui se jettent dans l’océan. Cela laisse environ 50 millions de kilomètres cubes pour une utilisation en aval. Environ 80 % de cette eau va à l’agriculture et 20 % à l’utilisation domestique.
En 2020, les précipitations en Californie étaient inférieures des deux tiers à la moyenne, et le State Water Project n’a pu délivrer que 5 % des quantités contractuelles. Les autres principaux systèmes d’approvisionnement qui acheminent l’eau à travers la Californie ont également considérablement réduit leurs apports.
L’année de l’eau 2021, qui s’est terminée en septembre, a été l’une des trois plus sèches sur la Sierra Nevada. Les précipitations ont été d’environ 44 % de la moyenne. Avec des précipitations peu abondantes à partir de décembre 2021 et la Californie en grande sécheresse, le State Water Project a réduit ses attributions d’eau préliminaires à 0% pour 2022 à destination des agences de l’eau avec de petites quantités tout de même prévues pour les besoins de santé et de sécurité.
Bien que les conditions puissent s’améliorer si davantage de fortes précipitations surviennent au cours des trois prochains mois, les prévisions officielles de la NOAA indiquent qu’il faut plutôt tabler sur des précipitations inférieures à la normale.
Le stockage de l’eau est au cœur de la sécurité de l’eau en Californie. Les zones habitées et le secteur agricole peuvent pomper davantage d’eau dans le sous-sol lorsque les approvisionnements sont faibles, mais l’État pompe plus d’eau qu’il n’en reconstitue les années humides. Certaines parties de la Californie dépendent de l’eau du fleuve Colorado où les barrages sont censés assurer plusieurs années de stockage, mais il manque l’eau de fonte pour les remplir. L’opposition du public n’a pas permis la construction de nouveaux barrages, de sorte qu’une meilleure utilisation des eaux souterraines pour le stockage saisonnier et pluriannuel est devenue cruciale.
La loi californienne en matière de gestion durable des eaux souterraines exige des agences locales qu’elles élaborent des plans de durabilité. Si rien n’est fait, en particulier l’utilisation de nouvelles techniques de dessalement, les zones urbaines peuvent s’attendre à ce que les réductions de 25 % de la consommation d’eau mises en place pendant la sécheresse de 2012-15 soient plus fréquentes et probablement encore plus drastiques.

Source : The Conversation.

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In 2021, California had to face a terribly dry year and the outlook is not good. The State is preparing for a third straight year of drought, and officials are tightening limits on water use to levels never seen so early in the water year. Most of the State’s water reservoirs are well below average, with several at less than a third of their capacity. The outlook for rain and snow this winter, when most of the state’s yearly precipitation arrives, is not promising.

The weather forecast is pessimisctic for the Sierra Nevada, the long mountain chain that runs through the eastern part of the state and which holds most of the snow. California’s cities and farms rely on runoff from the Sierra Nevada’ snowpack for water..

Statewide, California averages about 30 centimeters of precipitation a year, giving the state as a whole a semiarid climate. The majority of California’s rain and snow falls in the mountains, primarily in winter and spring. But agriculture and coastal cities need that water to get through the dry summers. To send water to dry Southern California and help with flood control in the north, California over the past century developed a system of reservoirs, tunnels and canals that brings water from the mountains. The largest of those projects, the State Water Project, delivers water from the northern Sierra to the southern half of the state.

To track where the water goes, it’s useful to look at the volume in acre-feet. The acre-foot is a unit we do not know in Europe. It equals approximately an eight-lane swimming-pool 25 m long, 16 m wide and 3 m deep.

California is 423 970 km² in area, so at 60 cm a year, its annual precipitation averages about 200 million acre-feet or 246 000 cubic kilometers.

The Sierra Nevada could see low- to no-snow winters for years by the late 2040s if greenhouse-gas emissions don’t decline.

Of those 246 000 cubic kilometers, an average of only about 98 million cubic kilometers heads downstream. Much of the water returns to the atmosphere through evapotranspiration by plants and trees in the Sierra Nevada or North Coast forests. Of the 98 million cubic kilometers that does run off, about half remains in the aquatic environment, such as rivers flowing to the ocean. That leaves about 50 million cubic kilometers for downstream use. About 80% of that goes for agriculture and 20% for urban uses.

In 2020, California’s precipitation was less than two-thirds of average, and the State Water Project delivered only 5% of the contracted amounts. The State’s other main aqueduct systems that move water around California also severely reduced their supplies.

The 2021 water year, which ended on September. 30th, 2021 was one of the three driest on record for the Sierra Nevada. Precipitation was about 44% of average. With limited precipitation as of December 2021 and the State in extreme drought, the State Water Project cut its preliminary allocations for water agencies to 0% for 2022, with small amounts still flowing for health and safety needs.

While conditions could improve if more storms come in the next three months, the official NOAA outtlook points to below-normal precipitation being more likely than above normal.

Water storage is central to California’s water security. Communities and farms can pump more groundwater when supplies are low, but the state has been pumping out more water than is replenished in wet years. Parts of the state rely on water from the Colorado River, whose dams provide for several years of water storage, but the basin lacks the runoff to fill the dams. Public opposition has made it difficult to build new dams, so better use of groundwater for both seasonal and multiyear storage is crucial.

The state’s Sustainable Groundwater Management Act requires local agencies to develop sustainability plans. If nothing is done, including tactics such as applying desalination technology to make saltwater usable, urban areas can expect the 25% cuts in water use put in place during the 2012-15 drought to be more common and potentially even deeper.

Source: The Conversation.

La plupart des lacs de barrage ont un niveau très bas, comme ici le Lac Powell (Photo: C. Grandpey)