Description
FIG. 1: Sensore HOBO Pendant® Temperature/Light Data Logger
La présence de neige sur le sol joue un rôle important en influençant le régime thermique du sol et l'échange d'énergie à l'interface sol-atmosphère. La neige, comme on le sait, est un excellent isolant et limite la perte de chaleur du sol, ce qui se traduit par une température moyenne annuelle du sol supérieure à celle de l'air. La couverture neigeuse, en termes d'épaisseur, de persistance au sol tout au long de l'année, etc., est certainement l'un des principaux facteurs à l'origine des processus périglaciaires dans les environnements alpins et déterminant la présence ou l'absence de pergélisol. Il existe des instruments très précis qui permettent de surveiller la présence et l'évolution du manteau neigeux saisonnier (stations météorologiques avec nivomètre sonar), ou il est possible de surveiller le manteau neigeux en effectuant des mesures manuelles directement sur place. Ces méthodes sont coûteuses, nécessitent un effort logistique considérable et, dans les environnements alpins, peuvent exposer l'opérateur à des risques considérables.
FIG. 2: Dettaglio dell’installazione dei sensori
Pour ces raisons, dans de nombreux sites alpins, il n'est pas possible de surveiller en continu le manteau neigeux, et il est donc difficile d'obtenir des informations sur ce facteur important qui influence les processus périglaciaires. Plusieurs auteurs ont développé une méthode impliquant l'utilisation d'enregistreurs de température peu coûteux, disposés verticalement sur une tige et permettant de contrôler l'épaisseur de la neige en comparant les températures mesurées dans l'atmosphère avec celles mesurées sous la surface de la neige. Cette méthode, malgré certaines limites, est un bon compromis entre un coût relativement faible et des données détectables, et a été utilisée avec succès au Canada. Cette méthode, qui a également été testée par notre groupe de travail, s'est parfois révélée peu fiable, probablement en raison de certains problèmes liés à la capacité de ces capteurs à surveiller des types de neige présentant des caractéristiques différentes de celles où la méthode susmentionnée a été testée.
FIG. 3: Operazioni di manutenzione alla stazione di monitoraggio installata nel sito di Cima Uomo
Le service géologique de la province autonome de Trente, en collaboration avec les universités de Padoue et de Pavie, a donc conçu et testé une nouvelle méthode de surveillance du manteau neigeux basée sur l'utilisation de capteurs qui enregistrent à la fois la température et l'intensité lumineuse, ce qui, en plus d'offrir une plus grande fiabilité dans nos environnements ils peuvent également être utilisés en plus petit nombre pour les perches à neige et permettent de détecter même la plus petite épaisseur de neige au sol (5 cm), ce que ne permet pas l'utilisation de thermomètres seuls, car la couverture neigeuse nécessite une épaisseur d'environ 30 cm pour isoler significativement le thermomètre des conditions thermiques de l'air.
Le système de surveillance est constitué d'enregistreurs de données de température/lumière HOBO Pendant® (Fig. 1), qui sont des enregistreurs de données étanches qui enregistrent l'intensité lumineuse et les données de température. La plage de mesure de la température s'étend de -20°C à 70°C (avec une résolution de 0,14°C à 25°C et une précision de ± 0,53°C de 0°C à 50°C), tandis que la plage de mesure de l'intensité lumineuse s'étend de 0 à 320000 lux. Les capteurs sont installés le long d'un mât de mélèze au moyen de supports métalliques, recouverts d'un support en bois (Fig. 2) afin de maintenir l'enregistreur horizontal tout au long de l'hiver. Les capteurs ont été placés le long du poteau tous les 40 cm, de 0 cm à 120 cm. Les capteurs installés sur le poteau ont été orientés vers le nord afin de réduire l'effet du chauffage sur la neige autour du poteau. L'intervalle d'échantillonnage utilisé est de 2 heures pour les données de T° et de luminosité, afin de permettre l'enregistrement des données pour toute la période hivernale. Un capteur de température est ensuite placé à 200 cm au-dessus du sol avec un écran solaire passif correspondant pour surveiller la température de l'air ; un deuxième capteur de température est placé à quelques centimètres sous le sol pour surveiller l'état thermique du sol et obtenir ainsi des données indirectes supplémentaires sur la présence de pergélisol sur le site d'étude.
FIG. 4: Grafico della copertura nevosa al suolo nel sito di monitoraggio di Cima Uomo, relativo alla stagione invernale 2017-2018, confrontato con il dato analogo registrato dalle vicine stazioni di rilevamento di Meteotrentino situate a Passo Valles ed a Passo S. Pellegrino. Una copertura nevosa omogenea di spessore superiore al metro isola il terreno dagli scambi termici con l’atmosfera
À ce jour, trois "perches à neige", structurées comme suit, ont été installées sur trois sites de surveillance du pergélisol dans le Trentin : il s'agit de trois glaciers rocheux, deux situés dans le groupe Presanella (dans le Val d'Amola et au sud du col de Maroccaro) et un dans les Dolomites orientales, à proximité de Cima Uomo (Seppi et al., 2014 ; Seppi et al. 2019).
Les trois cannes sont installées sur les sites susmentionnés depuis la saison hivernale 2013-2014 et des opérations de téléchargement des données et de maintenance sont effectuées chaque année (Fig. 3). Le traitement des données enregistrées par les capteurs permet d'obtenir un graphique de l'évolution de l'épaisseur de la neige avec une précision de 5 cm (Fig. 4).
Le système de surveillance décrit a été testé sur le champ de neige du Centre d'avalanche d'Arabba (ARPAV Veneto) pendant la saison hivernale 2014-2015, offrant une excellente correspondance avec les mesures réelles.