Stratul de zăpadă sau stratul de zăpadă și stratul de zăpadă depun zăpadă de precipitații pe sol sau pe o podea largă ( acoperiș ). Alcătuit din acumularea stratificată de zăpadă , este, prin urmare, întotdeauna un amestec de cristale de gheață și aer, cu adesea, dacă temperatura sa este aproape de 0 ° C sau după o ploaie , apă lichidă . Poate conține și alte particule depuse în straturi de vânt, cum ar fi funingine de carbon , nisip sau cenușă vulcanică .
În ceea ce privește intervalul de timp al anului, în funcție de altitudine , latitudine și climatul locului, zăpada este temporară sau permanentă. Dispare fie prin topirea zăpezii , fie prin sublimare , fie prin transformarea ei într-un câmp de zăpadă și apoi într-un ghețar .
Stocul de zăpadă de iarnă, apoi topirea primăverii, joacă un rol major în ciclul apei . Încălzirea globală scade masa zăpezii și, în mod paradoxal, ar putea face fenomenul topirii primăverii mai devreme, dar și mai lent, prin promovarea evaporării apei în detrimentul aprovizionării cu bazine hidrografice și a ecosistemelor dependente de aceasta.
În fiecare iarnă , ninsoarea repetată, adesea de diferite calități și intensitate, determină apariția unor straturi distincte în punga de zăpadă. Cu variabilitatea de meteorologice condiții (temperatură, soare , vânt , etc. ), prin urmare , nu este niciodată exact la fel de la o iarnă la alta în același loc.
În funcție de profilul de temperatură al atmosferei prin care fulgul trebuie să se deplaseze între formarea sa și sosirea sa pe sol, vor fi favorizate unul sau mai multe tipuri de cristale. Când profilul este suficient de cald și umed, se vor forma fulgi mari care prind puțină aer și dau zăpadă foarte densă. Raportul dintre numărul de centimetri acumulate de zăpadă , în acest caz , iar apa lichidă conțin este apoi foarte mică, de ordinul cu 4 acompaniat de 8 mm de zăpadă la 1 mm de apă (adică ~ 0,6: 1). La temperaturi foarte reci, se produce invers și se poate obține un coeficient de 25: 1 pentru zăpada pudră . Media climatologică este de 10: 1 sau 1 cm de zăpadă pentru 1 milimetru de apă conținută.
Zăpada nou căzută este supusă acțiunii vântului , mai ales dacă este foarte slabă. Acest lucru are ca rezultat suflarea zăpezii în Canada, denumită în altă parte ca plug cu zăpadă înaltă și într-un caz extrem de viscol . Poate fi concentrat în dune numite bănci de zăpadă (Canada) sau grămezi de zăpadă (Europa). Nu este cazul cu zăpada de primăvară , care este compactă și bogată în apă, care se topește la locul său. În munți, vântul este la originea unor cornișe care pot prinde excursioniștii.
Zăpada nu este un material inert. Dimpotrivă, este în continuă evoluție și se schimbă constant, supus acțiunii propriei greutăți care o împachetează, precum și diferențelor de temperatură dintre zi și noapte. Dacă panta este abruptă, mantaua poate deveni instabilă și poate genera avalanșe .
Are loc atunci când gradientul termic din strat este scăzut, mai mic de 5 ° C pe metru. Datorită dezechilibrelor saturate de vapori , dendritele sunt distruse în favoarea centrului de cristal. Cristalele se rotunjesc și mărimea lor este calibrată. Se numesc boabe fine . Contactele astfel create între ele corespund formării de poduri de gheață care sudează cristalele între ele. Acesta este fenomenul sinterizării . Stratul de zăpadă câștigă în coeziune și densitate .
Apare atunci când gradientul termic din strat este între 5 și 20 ° C pe metru. De asemenea, observăm un transfer de material prin sublimare / îngheț, dar direcția preferată este verticală, de jos în sus. Cristalele se transformă în boabe cu fețe plate .
Atunci când gradientul termic este mai mare de 20 ° C pe metru, fluxul de vapori din interiorul stratului de zăpadă devine foarte puternic. După zece zile, apare apariția cupelor , sau a înghețului adânc, care poate atinge câțiva milimetri în diametru. Mantaua devine apoi foarte instabilă, fiind pe un rulment cu bile adevărat.
Rezultă în apariția apei lichide în inima zăpezii. Este cauzată de precipitații sau căldură prelungită. Formează aglomerate numite boabe rotunde („sare grosieră”) care fac ca punga de zăpadă să fie foarte instabilă.
Hidratarea zăpezii nu determină neapărat să se topească imediat, obții ceea ce se numește zăpadă umedă .
Modelarea numerică a stratului de zăpadă este utilizat pentru a evalua cantitatea și calitatea sau stabilitatea zăpezii. Este deosebit de util pentru prognozarea avalanșelor sau a anumitor studii de risc, gestionarea resurselor de apă și studii privind albedo, climă și microclimate.
Se realizează fie prin metode statistice simple, cum ar fi gradul de zi unificat , fie complexe, cum ar fi echilibrul energetic, bazat pe fizică (modelul CROCUS). În jurul anului 2015, datele au estimat cantitatea de zăpadă stocată în munții lumii la peste 1.100 km3, dar această cifră ar putea subestima serios cu un factor de 2 cantitatea de apă stocată efectiv în munți.
De fapt, în ciuda progreselor tehnice, modelarea pachetului de zăpadă la scară largă rămâne deosebit de dificilă, deoarece acest pachet de zăpadă este adesea dificil de accesat pentru foraj, iar sateliții sau orice alt mijloc automat nu îl pot măsura la scara unui masiv. planetă. Potrivit unui studiu din 2019 realizat la Universitatea din Carolina de Nord , evaluările științifice ar fi putut subestima foarte mult cantitatea de zăpadă care este sau a fost stocată pe munți (o sursă vitală de apă pentru multe părți ale lumii). Această lucrare a analizat patru baze de date utilizate în mod obișnuit, rezultate din studii care vizează cuantificarea volumului pachetului de zăpadă în munți; aceste patru grupuri sunt de acord destul de bine între ele, dar nu și cu simulările de înaltă rezoluție (9 km ) efectuate pe mai multe lanțuri montane din America de Nord. Acestea din urmă sugerează cantități cu 40 până la 66% mai mari decât ceea ce calculaseră modelele anterioare. Prin urmare, este necesară o reevaluare globală (într-adevăr, dacă această prejudecată ar fi observată peste tot în lume, până la 1.500 de kilometri cubi de zăpadă acumulată în munți ar fi fost ignorate din modele (cantitatea „doar” echivalentă cu 4% din volumul de zăpadă. ”apă transportată timp de un an de râurile din întreaga lume, adică echivalentul debitului Missisipi peste un an; un volum de apă care poate fi important la scara ecosistemelor, agrosistemelor și climatului. nou model, munții sezonieri acoperiți de zăpadă ar reprezenta 31% din acoperirea cu zăpadă și 9% din suprafața pământului.
În zonele temperate (dar și în anumite zone tropicale din aval de lanțuri înalte sau lanțuri montane ), topirea zăpezii și a gheții joacă un rol major în menținerea și temporalitatea ciclului apei pe continente . Acesta este cazul în America de Nord și o mare parte din Europa .
Măsurătorile de ninsoare luate în aceste regiuni arată că încălzirea globală a fost deja redus în mod semnificativ acoperire de zăpadă în munți, dar afectează , de asemenea, fenomenul procesului a dezghețului precum și temporalitate sale și , prin urmare , realimentarea cu apă a apelor subterane , cu riscul de a întrerupe ciclul apei .
Un studiu publicat la începutul anului 2017 concluzionează că un climat de încălzire la munte poate (contra-intuitiv) în unele regiuni încetini topirea zăpezii: „mai puțină zăpadă acumulată pe sol” se va topi mai devreme în sezon, dar și mai lent (în loc de continuând până în vară și eliberând o cantitate mare de apă în timp ce se topește rapid). De fapt, inerția termică a masei de zăpadă va fi mai mică și mai devreme în sezon temperaturile nocturne sunt mai mici, în timp ce ziua soarele este mai scăzut și se încălzește mai puțin. Cu toate acestea, o topire timpurie și încetinită a zăpezii favorizează evaporarea , în detrimentul debitelor mari generate în mod normal de topirea târzie a unui strat mare de zăpadă care alimentează cursurile de apă, apoi pânzele freatice și râurile (până la sute sau mii de kilometri mult în aval).
Fluxurile din zone întinse precum vestul Statelor Unite depind aproape în totalitate de topirea zăpezii. Dacă le lipsește apa, stresul de apă indus de ecosistemele pe care le-au hrănit poate duce la o scădere a capacității de scufundare a carbonului a solurilor, pădurilor și la degradarea solurilor, precum și a zonelor umede și a capacității lor de a absorbi sau reține apa, crescând astfel riscul de incendii forestiere și care afectează fluxurile și, prin urmare, ecologia cursurilor de apă.
Acesta este un element nou care trebuie luat în considerare la adaptarea la schimbările climatice .