{"id":9665,"date":"2023-06-15T10:57:35","date_gmt":"2023-06-15T08:57:35","guid":{"rendered":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/?p=9665"},"modified":"2023-06-15T10:57:37","modified_gmt":"2023-06-15T08:57:37","slug":"glacier-recession-debris-cover-development-and-the-implications-for-water-resources-in-afghanistan","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/2023\/06\/glacier-recession-debris-cover-development-and-the-implications-for-water-resources-in-afghanistan\/","title":{"rendered":"Glacier Recession, Debris Cover Development and the Implications for Water Resources in Afghanistan"},"content":{"rendered":"
\"\"<\/figure>\n\n\n

Th\u00e8se en sciences de l’environnement, soutenue le 26 juin 2023 par Jamal Shokory, rattach\u00e9 \u00e0 l’Institut des dynamiques de la surface terrestre (IDYST) de la FGSE.<\/em><\/p>\n\n\n\n

Le rapide changement climatique a un impact sur les ressources en eau de l’Afghanistan, un pays situ\u00e9 dans l’ouest de l’Himalaya. Il s’agit d’un pays semi-aride \u00e0 aride d’Asie centrale. En Afghanistan, les moyens de subsistance et les \u00e9conomies se sont d\u00e9velopp\u00e9s pour d\u00e9pendre fortement des ressources en eau des montagnes, et la fonte des neiges et des glaciers fournit 80% de l’approvisionnement en eau. L’Afghanistan est \u00e9galement peu d\u00e9velopp\u00e9 en termes de recherche scientifique et de surveillance de l’environnement.<\/p>\n\n\n\n

Les temp\u00e9ratures moyennes mondiales augmentent et les glaciers r\u00e9tr\u00e9cissent consid\u00e9rablement, ce qui pourrait avoir un impact critique sur l’approvisionnement en eau. Cet effet est probablement cach\u00e9 pour le moment, car les glaciers ont encore un volume plus important que celui associ\u00e9 \u00e0 un climat plus chaud. Toutefois, lorsque les glaciers auront atteint une certaine taille, le \u00ab\u00a0pic hydrique\u00a0\u00bb sera atteint. Et l’approvisionnement en eau diminuera. Si les chutes de neige hivernales diminuent ou deviennent plus variables, les glaciers sont moins susceptibles de compenser le manque d’eau qui en r\u00e9sulte.<\/p>\n\n\n\n

Des recherches r\u00e9centes ont mis en \u00e9vidence la complexit\u00e9 de l’identification du moment o\u00f9 le pic d’eau est atteint, notamment parce que lorsque les glaciers reculent, ils peuvent se couvrir de d\u00e9bris, ce qui peut modifier de mani\u00e8re significative la relation entre le changement climatique et la fonte des glaciers.<\/p>\n\n\n\n

\u00c9tant donn\u00e9 le manque de recherche en Afghanistan sur ce sujet, l’objectif principal de cette th\u00e8se est de quantifier les impacts du changement climatique actuel et futur sur les glaciers afghans et les cons\u00e9quences associ\u00e9es pour les ressources en eau en Afghanistan. Dans ce but, une approche multidisciplinaire est utilis\u00e9e, bas\u00e9e sur la combinaison de la t\u00e9l\u00e9d\u00e9tection, d’une campagne de terrain restreinte, de la mod\u00e9lisation hydrologique, des donn\u00e9es d’archives, et des sc\u00e9narios de changement climatique ajust\u00e9s localement. La th\u00e8se de doctorat a abord\u00e9 les quatre questions de recherche suivantes :<\/p>\n\n\n\n

R1 :\u00a0<\/strong>Est-il possible d’am\u00e9liorer les techniques de t\u00e9l\u00e9d\u00e9tection pour la surveillance des glaciers en Afghanistan afin de permettre la cartographie non seulement de la couverture de glace mais aussi de la glace couverte de d\u00e9bris \u00e0 l’\u00e9chelle du pays tout entier ?<\/p>\n\n\n\n

R2 :\u00a0<\/strong>Comment les \u00e9tendues de glace totale, de glace nue et de glace couverte de d\u00e9bris des glaciers d’Afghanistan ont-elles \u00e9volu\u00e9 au cours des derni\u00e8res d\u00e9cennies avec l’apparition d’un r\u00e9chauffement rapide ?<\/p>\n\n\n\n

R3 :\u00a0<\/strong>Est-il possible de d\u00e9velopper un mod\u00e8le de ruissellement des eaux de fonte des glaciers et des neiges adapt\u00e9 \u00e0 une application \u00e0 grande \u00e9chelle dans le contexte pauvre en donn\u00e9es de l’Afghanistan ?<\/p>\n\n\n\n

R4 :\u00a0<\/strong>Comment le changement climatique a-t-il influenc\u00e9 et comment influencera-t-il l’\u00e9coulement futur des glaciers en Afghanistan ?<\/p>\n\n\n\n

Cette \u00e9tude est contextualis\u00e9e par une revue syst\u00e9matique de plus de 130 articles scientifiques, rapports et sources de donn\u00e9es afin d’\u00e9valuer les impacts potentiels du changement climatique sur la cryosph\u00e8re, le d\u00e9bit des cours d’eau, les eaux souterraines et les extr\u00eames hydrologiques en Afghanistan et de mettre en \u00e9vidence les lacunes en mati\u00e8re de connaissances. Cette revue montre l’importance de la cryosph\u00e8re pour les ressources en eau afghanes et identifie le besoin de d\u00e9velopper un meilleur inventaire de la couverture glaciaire en Afghanistan, notamment en prenant en compte la couverture de d\u00e9bris \u00e9tant donn\u00e9 la g\u00e9ologie et de la g\u00e9omorphologie de la r\u00e9gion.<\/p>\n\n\n\n

Pour ce faire, la th\u00e8se d\u00e9veloppe deux nouveaux indices de cartographie de la couverture de d\u00e9bris bas\u00e9s sur les bandes thermiques et infrarouges proches de Landsat 8. Les indices sont calibr\u00e9s avec des donn\u00e9es de terrain, et la validation \u00e0 l’int\u00e9rieur et \u00e0 l’ext\u00e9rieur de l’Afghanistan sugg\u00e8re qu’ils ont un haut niveau de pr\u00e9cision. Une analyse des composantes principales a \u00e9t\u00e9 appliqu\u00e9e \u00e0 9 param\u00e8tres des glaciers afin d’identifier les facteurs les plus influents de l’\u00e9tendue de la glace couverte de d\u00e9bris. Cette analyse a montr\u00e9 que des proportions plus faibles de couverture de d\u00e9bris \u00e9taient associ\u00e9es \u00e0 des glaciers d’altitude plus \u00e9lev\u00e9e qui sont plus grands, plus longs et plus larges.<\/p>\n\n\n\n

Toutefois, ces sch\u00e9mas sont statistiquement plus clairs lorsque l’ensemble des donn\u00e9es est d\u00e9compos\u00e9 en zones climatiques et en r\u00e9gions g\u00e9ologiques. Cette m\u00e9thodologie est ensuite appliqu\u00e9e \u00e0 deux p\u00e9riodes (2000-2008 et 2008-2020) pour \u00e9valuer les changements r\u00e9cents des glaciers en Afghanistan.<\/p>\n\n\n\n

Trois inventaires des glaciers ont \u00e9t\u00e9 \u00e9labor\u00e9s pour les ann\u00e9es 2000, 2008 et 2020. En 2020, une zone glaciaire de 2684\u00b1100.7 km2<\/sup>\u00a0a \u00e9t\u00e9 cartographi\u00e9e, divis\u00e9e en 75\u00b10.7% de glace propre et 25\u00b13.0% de glace couverte de d\u00e9bris. La superficie totale du glacier a recul\u00e9 de -4.5\u00b10.5 km2<\/sup>\u00a0yr-1\u00a0(-0.15\u00b10.01% yr-1) entre 2000 et 2008 et de -12.3\u00b11.5 km2<\/sup>\u00a0yr-1\u00a0(-0.43\u00b10.05% yr-1) entre 2008 et 2020.<\/p>\n\n\n\n

Toutefois, l’analyse a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 des variations spatiales substantielles dans ces taux de recul en fonction de la r\u00e9gion g\u00e9ographique, de la taille du glacier et de la r\u00e9gion climatique. Les r\u00e9sultats soulignent la complexit\u00e9 environnementale de l’Afghanistan et sugg\u00e8rent que certaines r\u00e9gions peuvent passer par le pic hydrique beaucoup plus t\u00f4t que d’autres. L’\u00e9volution de la couverture de d\u00e9bris s’est \u00e9galement r\u00e9v\u00e9l\u00e9e complexe avec l’\u00e9tendue de la glace couverte de d\u00e9bris qui augmente beaucoup plus pour les petits glaciers <2.5 km2<\/sup>\u00a0que pour les plus grands.<\/p>\n\n\n\n

Afin de comprendre les implications actuelles et futures du recul des glaciers sur les ressources en eau afghanes, trois bassins versants repr\u00e9sentatifs ont \u00e9t\u00e9 s\u00e9lectionn\u00e9s en fonction de leur emplacement et de la disponibilit\u00e9 des donn\u00e9es : le bassin versant de Taqchakhana (264.4 km2<\/sup>\u00a0avec une couverture glaciaire de 2.8%) dans le nord ; le bassin versant de Sust (4609 km2<\/sup>\u00a0avec une couverture glaciaire de 15.6%) dans l’est ; et le bassin versant de Bamyan (325.3 km2<\/sup>\u00a0avec une couverture glaciaire de 0.7%) dans le centre de l’Afghanistan.<\/p>\n\n\n\n

Les taux actuels de recul des glaciers sont diff\u00e9rents pour chaque bassin versant, sur base de l’\u00e9tude sur les changements glaciaires. Il s’agit \u00e9galement de bassins versants pour lesquels le minist\u00e8re afghan de l’\u00e9nergie et de l’eau a fourni des donn\u00e9es sur le climat et le d\u00e9bit entre 2012 et 2019.<\/p>\n\n\n\n

Pour comprendre les contributions relatives actuelles et futures de la glace, de la neige et d’autres composants sur l’approvisionnement en eau, Hydrobricks, un nouveau cadre de mod\u00e9lisation glacio-hydrologique semi-lumped bas\u00e9 sur un noyau C++ avec une interface Python, a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9. Le mod\u00e8le a \u00e9t\u00e9 modifi\u00e9 pour permettre une repr\u00e9sentation simple des effets du d\u00e9veloppement de la couverture de d\u00e9bris sur la fonte des glaces. Le mod\u00e8le a \u00e9t\u00e9 calibr\u00e9 individuellement pour chaque bassin versant sur la base de l’algorithme d’\u00e9volution complexe al\u00e9atoire (SCE-UA), avec les meilleurs param\u00e8tres retenus apr\u00e8s 30000 it\u00e9rations. Huit mod\u00e8les climatiques r\u00e9gionaux (MCR) selon deux sc\u00e9narios (2.6 et 8.5) ont \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9s dans le mod\u00e8le pour simuler le d\u00e9bit futur des cours d’eau dans les bassins versants. Les MCRs ont \u00e9t\u00e9 corrig\u00e9s des biais \u00e0 l’aide d’une transformation statistique non param\u00e9trique. L’\u00e9volution future des glaciers a \u00e9t\u00e9 introduite dans le mod\u00e8le en utilisant une propagation tr\u00e8s simple des taux de recul des glaciers mesur\u00e9s actuellement. La validation du mod\u00e8le calibr\u00e9 a produit de bonnes valeurs de l’efficacit\u00e9 de Kling-Gupta (KGE) pour le d\u00e9bit journalier simul\u00e9 (KGE>\u20530.8).<\/p>\n\n\n\n

Le ruissellement des glaciers a domin\u00e9 le bassin versant de Sust (76%), le ruissellement des pluies et de la neige le bassin versant de Taqchakhana (50%) et le d\u00e9bit de base pour le bassin versant de Bamyan (61%). Les projections de d\u00e9bit dans le cadre du RCP 2.6 sugg\u00e8rent que l’\u00e9coulement glaciaire annuel moyen pour les bassins versants de Sust et de Taqchakhana augmentera jusqu’en 2050, \u00e0 la suite d’une augmentation de la temp\u00e9rature (0.9\u02daC). L’\u00e9coulement diminuera ensuite jusqu’\u00e0 la fin du 21e<\/sup>\u00a0si\u00e8cle. Il est pr\u00e9vu que le ruissellement du Bamyan diminue tout au long du 21e<\/sup>\u00a0si\u00e8cle. Toutefois, dans le cadre du RCP 8.5, l’\u00e9coulement des glaciers augmente de mani\u00e8re plus marqu\u00e9e dans les bassins versants de Sust et de Taqchakhana, car les hausses de temp\u00e9rature sont plus importantes, et les mesures d’att\u00e9nuation du changement climatique n’inversent pas cette tendance. Ces bassins versants sont susceptibles de passer par une phase de pic hydrique non pas en raison de la limitation de l’\u00e9coulement par la temp\u00e9rature, comme dans le cas du RCP 2.6, mais en raison de la diminution progressive de la taille des glaciers.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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