Variations de l'épaisseur, de la densité et de l'équivalent en eau d'une couche

de neige alpine en hiver

Andreas Herrmann

Geographisèhes Institut der Universität Minchen, Fedeeral Republic of @r"y

RESUME: au sud de Munich ont permis d'isoler quelques effets de l'altitude, de l'exposition et de la végétation sur la couche de neige. des conditions météorologiques variables l'intensité des relations entre l'épaisseur, la densité, et l'équivalent en eau de la couche d'une part , et les paramètres physiques locaux susmentionnés d'autre part, varie considérablement. C' est pourquoi de telles dates tirées d'un réseau standardisé peuvent produire des résultats de signification statistique variable faute d'un échantillon assez grand.

Les recherches effectuées dans un bassin versant préalpin

A cause

ABSTRACT: Research undertaken in a drainage basin of the lower Alpine slopes south of Munich permitted the isolation of certain effects of elevation, orientation, and vegetation on snow cover. Due to the variable antecedent meteorological conditions the strength of relationships tested varied considerably. On the one hand were the constituents of the snow cover such as thickness, density, and water equivalent, and on the other were the local physical parameters mentioned above. Thus it may be expected that such data collected according to a standardized sampling scheme may yield results of variable statistical significance due to a limited sample size.

1. INTRODUCTION

En hiver 1970171 l'Institut de Géographie de l'Université de Munich a effectué des recherches sur une couche de neige alpine d'un bassin versant préalpin pour en déterminer les variations de l'épaisseur, de la densité et de la réserve d'eau par rapport au temps, 3 l'espace (altitude, exposition), et 2 la végétation. Le résumé donné essaie de présenter quelques traits caractéristiques de variations simples et d'en mettre 2 l'épreuve les moyennes et les régressions linéaires tirées d'un échantillon assez étroit , en considération de calculs possibles de réserves d'eau totales.

5 l'hydrologie pour le calcul du stock d'eau accumulé dans la couche de neige d'un bassin versant d'une part, et aussi à d'autres disciplines, surtout 3 la m6téorologie et 2 la géographie pour élargir nos connaissances de la répartition régionale des précipitations neigeuses, et de leur importance écologique d'autre part.

Le bassin versant du Hirschbach est situé dans les Préalpes septentrionales 'a 70 km au sud de Munich (Fig. 1). Les deux versants principaux exposés au nord (5.95 km2) et au sud (6.07 km2) également partagent dans la superficie totale du bassin qui couvre 12.02 km2.

De telles observations préparatoires souvent sont indispensables

96

Donc il s'étend parfaitement dans la direction ouest-est (Fig. 3). Les pentes nord et sud en général atteignent 'a 1300-1550 m d'altitude, surmontées de quelques sommets 'a 1600 m au sud-est. La différence d'altitude entre le point le plus bas du bassin et le plus haut (1607 m) s'élève 'a900 m. L'altitude moyenne du bassin de 1161 m est dépassée de celle du versant sud (1240 m), tandis que la partie nord est en moyenne moins haute (Fig. 2). Quoiqu'un peu plus haut dans .la partie sud, les deux pentes principales du bassin sont formées symétriquement en ce qui concerne l'inclination générale. Les différences entre les deux versants sont limitées au relief des hautes régions: la crête exposée au sud, formée de calcaires triasiques, est un peu plus escarpée que les sommets dolomitiques en face. Au-dessous de 900 m d'altitude un remblai de gravier pléistocène auquel un cône alluvial plus récent se rattache vers l'ouest, produit un certain aplatissement du relief.

Le bassin est revêtu de forêts 2 environ 70 pour cent de la superficie totale, i? prédomination de conifères. Les parties hautes et basses servent d'alpes respectivement de prairies et de pâturages.

"snow stakes", qui se répartirent de la manière suivante (Fig. 3): 9 sur le versant exposé au nord (dont 4 dans la forêt de conifères), et 13 sur l'exposition du sud (6). Le plus bas (no. 22) se trouve 'a 780 m, le plus haut (no. 18) B 1590 m d'altitude. L'échantillon devrait être tellement restreint en raison de profils de neige qu'on a creusé en même temps, et dont les résultats stratigrafiques seront l'objet d'une autre publication.

A partir du 2 novembre 1970 les mesurages se produisaient presque tous les quinze jours jusqu'au 6 mai 1971. Pour la détermination de l'équivalent en eau on a employé deux pèse-neige, l'un du type allemand "Vogelsberg BI1 et l'autre, plus petit, du type suisse "Pesolal', constitués de tubes cylindriques ayant des sections de surface de 50 et 25.5 cm2, et munis de balances 2 ressort.

En considération de l'accessibilité le bassin a été muni de 22

2. RESULTATS D'UN PROFIL D'ESSAI Un profil ouest-est le long du Hirschbach couvrant l'intervalle

de 780-1225 m d'altitude devrait éclaircir l'état de la couche de neige par rapport 2 l'altitude. l'épreuve la valeur scientifique des recherches en cours d'autant plus qu'elles exigeaient beaucoup de temps et de forces. Les conditions météorologiques antécédant le 8.2.71 sont caractérisées d'une période permanente de föhn, c'est-à-dire de radiation solaire intense, accompagnée d'une couche d'inversion 'a 950-1000 m d'altitude. Cette période n'est interrompue que le 1.2 par quelques chutes de neige peu riches. Les résultats du profil se présentent d'une signification statistique bien encourageante (Fig. 4) :

850 m et 62 cm B 1100 m, et il y a une dépendance linéaire très forte de l'altitude (r = 0.91 au seuil de signification S = 0.1%). La régression permet de trouver un gradient de 6 cm/lOO m. A cause d'un flux augmenté de chaleur sensible et de radiation solaire la neige est exposée 'a une ablation respectivement 'a une métamorphose accélérées au-dessus de la couche d'inversion. séparation du profil en deux régressions est possible: la partie supérieure (r = 0.76; S = 10%) d'une corrélation (r = 0.90; S = 10%) et d'un gradient plus grands dans la couche d'inversion au-dessous de 1025 m d'altitude.

En même temps il fallait mettre 'a

L'épaisseur de la couche de neige (h en cm) varie entre 35 cm 'a

C'est pourquoi la

97

La densité (Q en gjcm3) maximum de 0.317 B 1225 m confirme l'influence de l'inversion, même si la dépendance statistique entre la densité et l'altitude (r = 0.66) n'est pas forte. Mais la tendance vers un accroissement net de la densité rattaché B 1 altitude ne doit tout de même pas être complètement repoussée.

de s = 20.014, qui correspond B un coefficient de variation (V) de 4.84. trouvera dans un intervalle dont les limites sont 0.271 et 0.317.

Grâce B la tendance croissante de la densité l'équivalent en eau (w en mm) de la couche de neige se trouve en relation plus forte (r = 0.93; S = 0.1%) 'a l'altitude que son épaisseur (r = 0.91). Le gradient s'élève 'a 23.5 "/lo0 m. Cette dépendance est un peu plus forte et plus significative au-dessus de la couche d'inversion (r = 0.95; S = 1%) qu'au-dessous de 1025 m (r = 0.90; S = lo%), oÙ le gradient monte 2 40.5 "/lo0 m.

des relations entre l'épaisseur et la densité ainsi que l'équivalent en eau d'une part, et l'altitude d'autre part, et 2 cause de l'intervalle de confiance très étroit de p. d'un échantillon représentant une région tres limitée. réussit 1 découvrir la répartition de h, 4, et w d'une couche de neige d'un bassin versant et 'a en tirer les régularités constantes suivant les variations du temps, les disciplines intéressées auraient une base soit pour le calcul de réserves d'eau soit pour des recherches écologiques. entier se fonde sur un échantillon assez limit6 de n = 22, qui se réduit suivant les unités régionales en question.

La densité moyenne de 0.290 est atteint d'un écart-type minime

Au seuil de 5 pour cent le tj de la population probablement se

Ces résultats sont stimulants 'a cause de la linéarité parfaite

Mais ils sont provenus Si l'on

L'élaboration de ces régularités du bassin

3. LA COUCHE DE NEIGE DU BASSIN DU HIRSCHBACH 3.1 L 'épaisseur

de neige fortes du 22/23.12. maximum autour du 8.3 (près de 200 cm 'a 1590 m) se réalise dans 19 semaines 'a tous les points observés. L'ablation suivante se termine dans 5-8 semaines. En considération de l'influence de l'exposition et de 13 végétation la formation de la couche de neige est assez bien représentée des localités situées près de l'altitude moyenne du bassin (Fig. 5): no. 14 (exp. au nord, 1268 m), no. 15 (exp. au nord, forêt, 1265 m), no. 7 (exp. au sud, 1268 m) et no. 8 (exp. au sud, forêt, 1262 m) .

L'effet de l'exposition est caractérisé d'un accroissement net des différences de l'épaisseur au profit de l'exposition au nord de 7.5-21.5 cm (10-58%) au début de l'hiver, jusqu'au maximum de 51 cm (33%) le 20.3 (156:105 cm) et le 24.4 (51:O cm, loo%), qui tombe en pleine période d'ablation. correspondantes dans la forêt de conifères confirme ces tendances mGme si les différences absolues sont naturellement plus petites. Elles s'élèvent ?i 4-24 cm (11-100%) , atteignant aux maxima les 8.4 (80:33 cm, 59%) et 24.4 (31:O cm, 100%). En considération de l'accroissement de l'épaisseur de la couche de neige par rapport 2 l'altitude l'&art absolu des différences doit s'élargir vers les hautes régions et se diminuer vers le fond du bassin, tandis qu'en général les différences relatives n'en diffèrent pas beaucoup.

entre le h dans la forêt et celui de la clairière voisine. C'est

98

La couche de neige se ferme complètement 1 l'occasion des chutes L'accumulation jusqu'à l'épaisseur

La comparaison des localités

L'influence de la végétation peut être dérivée des différences

surtout sur l'exposition au sud que les pourcentages varient très irrégulièrement suivant les conditions microclimatiques. C'est pourquoi l'échantillon présent ne permet que de tracer quelques tendances qui sont valables aux altitudes moyennes. Tout au contraire de l'exposition au nord dont les différences varient entre 38 et 72 pour cent en se stabilisant au mois de janvier autour de 50 pour cent, les valeurs du versant en face fluctuent plus fortement entre 56 et 100 pour cent au début de l'hiver. de neige riches B partir de mi-février suivies d'une période de radiation solaire intense produisent un abaissement graduel 1 24 pour cent (exp. au nord) et 2 30 pour cent (exp. au sud) au minimum, avant de monter de nouveau vers 100 pour cent parce que la neige persiste plus longtemps hors de la forêt.

2 l'altitude. Le 20.3 les corrélations entre h et l'altitude sont les plus fortes de l'ensemble des unités régionales du bassin, c'est- à-dire quinze jours après le moment de l'épaisseur maximum (Fig. 6 et Tab. 2). En se trouvant au seuil de 10 pour cent, la relation très forte (r = 0.93) sur l'exposition au nord est légèrement moins significative dans la forêt qu'en dehors (S = 5%). Les gradients ne diffèrent 1 peine, mais ils sont tout de même un peu plus élevés dans la forêt (17:14 cm/100 m). L'intervalle d'altitude de 810 m couvert par la régression - respectivement de 617 m dans la forêt - fortement dépasse celui du versant nord pour les raisons suivantes:

est extrêmement exposEe aux vents, et l'accumulation subséquente aux bords de la forêt 1 100-200 m au-dessous (no. 10) secondairement altère le processus naturel de l'accumulation. Donc la corrélation devient très faible (r = 0.53), mais elle augmente B r = 0.99 (S = 1%) pour un intervalle d'altitude de 373 m après avoir eliminé du calcul les localités en question. La corrélation pour les forêts monte 'a r = 0.89 (S = 5%) après l'élimination du taillis de conifères (no. 5) de l'échantillon composé de jeunes conifères de brin ou de jeunes conifères de haute futaie.

Au cours de la période d'enneigement les corrélations pour les clairières exposées au nord dépassent un r de 0.85 au seuil de 5 pour cent dans 9 cas sur 11. Cette proportion se réduit sur le versant nord B 6 sur 11, oÙ tout de même deux corrélations très fortes de 0.98 (14.12) et de 0.99 (20.3) figurent. Ces dépendances ont la tendance de se stabiliser au cours de l'hiver. moment oÙ la couche de neige est fermée et assez épaisse, les variations locales le plus souvent ne peuvent affaiblir les relations que légèrement. Probablement faute d'un échantillon assez étendu le h de la couche de neige dans les forêts est exclu de dépendances verticales dans la plupart des cas.

cm (versant sud) respectivement 1 2 3 cm (versant nord) au maximum B la fin de l'hiver. 3.2 La densité

Seulement les chutes

L'aspect le plus informatif des variations est celui du rapport

La déflation de neige de la région du Fockenstein (no. 9), qui

Surtout 1 partir du

Les gradients également passent de 5-9 cm/100 m au début 1 17.5

Avant de résumer le développement et la répartition régionale de les résultats d'un seul jour sont analysés afin d'en donner une

idée de leur signification (Fig. 7 et Tab. 1): Le 22.2 le des clairières de l'exposition au nord, dont

l'épaisseur moyenne de la couche de neige est de 114 cm, s'élève 2 0.254 (amplitude de 0.218-0.282), chargé d'un s bas de 20.025 (V = 10.02). Le traitement statistique de l'unité régionale

99

m W d

'rd

coo

cor. o

m m

e M

d brl

aw

e

m cod

Low

coa

me

dh1. N

O r-lo

NO

M

O *o

O0

O

0 O

0 O

0 O

0 O

0

..

.

. .

. .

. .

. .

.

~m

\DM r-m

Od

COW

Nd

M

O N

O N

O

O0

O

0 O

0

..

.

. .

.

Od

hlW

Nrl

eM

M

A eo

O0

O

0

..

.

.

cow

r-01

coto

ON

coN

Pl19

M-3

r-lM

MA

cow

wm

Low

MO

M

O N

O N

O too eo

..

.

. .

. .

. .

. .

.

O0

O

0 O

0 O

0 O

0 O

0

me

r-rl

dm

w

b e

w m

m

om

O

M LnN

Loa

dd

M

m

O0

O

0 O

0 O

0 O

0 O

0

MO

M

O N

O N

O M.O.

eo

.

I

..

.

. .

.

..

NM

NV) e4

cor-

dm

-0

am

a

d hld

ad

w\D

*V

I

MA

N

O M

O N

O M

O -0

O0

O

0 O

0 O

0 O

0 O

0

..

.

. .

. .

. .

. .

.

VI-í

WN

N

N m

M O

M w

e

N

N

PJ

VIN

\DA

do

O0

.

.

tJld

mco

tJlM

Oe M

m o

m

VIN

Pl0

Wd

O

0 O

0 O

0

..

.

. .

.

coo

Mrl

-V

I

rla

Od

A

0 N

O M

O M

O M

O

arm

O0

O

0 O

0 O

0 O

0

..

.

. .

.

I.

.

.

~c

o

NV) r-m

NW

m

m

dr

r)

m

e rlb

em

a

m d

m

do

40 M

O M

O N

O M

O

O0

O

0 O

0 O

0 O

0 O

0

..

.

. .

. .

. .

. .

.

m~

cum

om

a

m m

m

c.cn m

e Mtr)

ar-

mrl

WCQ

coco

MO

Nr(

NO

N

O N

O Mrl

O0

O

0 O

0 O

0 O

0 O

0

..

.

.

*.

.

. .

. .

.

dN

LoN

WLo

Od

aN tJlM

0,-

r-r-

cnb

\DM W

w W

M

MO

A

0 w

o Mrl

NO

M

d

O0

O

0 O

0 O

0 O

0 O

0

..

.

. .

. .

. .

. .

.

N-í

Wrl

Od

d

N A

N r(A

A

rlrl

Md

rld

NA

rl

100

'equivalente exposée au sud, ayant un moins élev6 de 0.238 (amplitude de 0.223-0.261), trouve un s extraordinairement petit de -t0.013 ce qui correspond 2 un V de 5.25. exposition monte 2 0.180, qui est atteint d'un s supérieur de +0.045 (V = 25.29). Son équivalent de versant en face ( = 0.227) se soustrait à une analyse statistique 2 cause de l'échantillon trop étroit de n = 2. les moyennes des populations dans un intervalle dont les limites sont assez distantes (suite susdite des unités) : 0.183-0.325, 0.207-0.269, 0.063-0.297. Pour les mêmes raisons d'un échantillon trop petit les différences statistiquement significatives des 4 sont réduites à celles entre les clairières et la forêt exposée au sud aux seuils de 5 et 2 pour cent. Lesr n'ont pas significativement rapport à l'altitude (r = 0.54, = >lo%; exposition au nord, clairières).

conventionnellement par rapport au relief (altitude, exposition) et à la végétation, qui basent sur un échantillon limité, sont atteints d'un écart-type plus ou moins grand et de significations variables suivant les conditions météorologiques antécédentes. déviations de la moyenne e se stabilisent vers la fin de l'hiver autour de t10-20 pour cent (Tab. l), leur valeur absolue (en w) s'accroît pour la même raison d'une couche de neige assez épaisse.

Le développement des Q est fortement influencé des chutes de neige intenses du 16l20.2, qui produisent un abaissement net des vers 0.250 et qui mettent fin aux variations irrégulières du début de l'hiver (Fig. 7). La période suivante est caractérisée d'un accrois- sement continuel des S vers 0.45. Ce maximum s'est réalis6 au cours clu temps de föhn presque permanent 2 partir du 8.3 qui a accéléré la compactation de la neige ou plutôt l'accumulation d'eau de fonte.

entre les psuccessifs d'une seule unité ne sont significatives que rarement à cause soit d'une identité approximative ou soit d'un s trop grand. suivantes :

'a une différenciation régionale plus distinguée au début de l'hiver lorsque les de la couche de neige encore peu épaisse répondent très sensiblement et différemment aux changements du temps. Les chutes de neige les font se rapprocher (21.12), et après un temps de radiation solaire intense ils se trouvent plus écartés parce que la neige exposée au sud en général est plus dense (30.11, 14.12). Par suite d'un bilan thermique différencié l e p de la couche de neige de la forêt du versant nord pose beaucoup de problèmes en ce qui concerne sa détermination exacte.

r6gulières par rapport 'a l'altitude. est influencé de l'interaction du degré de la dépendance et de la montée de la régression. (r = 0.97; S = 1%) est celle du 25.1 (Fig. 8) pour les clairières exposées au nord. Celle de l'unité correspondante sur le versant nord s'élève ?i r = 0.88 (S = 1%). De telles corrélations coïncident avec le temps de föhn et l'inversion persistante au début de l'hiver. Elles sont limitées aux clairières de l'exposition au nord (2.11: r = 0.88; 30.11: r = 0.85; 21.12: r = 0.833, 2 l'exception des 25.1 et 21.12 (r = 0.92 dans les forêts de cette exposition). négatives (Fig. 9) de r = -0.79 (exp. au sud, clairières), de -0.90

Le p des forêts de cette

Au seuil de 5 pour cent on probablement trouvera

Donc les résultats des unités régionales classifiées

Même si les

Les différences entre les tj d'une seule date respectivement

Mais on en peut tout de même tirer les conclusions

La tendance d'une approximation des2 2 partir du 8.2 fait face

Parfois les variations des Q d'une unité régionale peuvent être Dans ce cas l'&art-type du 9

La corrélation la plus forte positive

En plein période d'ablation (20.3) de corrélations inverses

101

et de r = -0.97 (S = 1%; forêt et clairières de l'exp. au nord) se réalisent. Les températures extrêmement élevées (föhn) sont responsables d'une accumulation relativement excédante d'eau de fonte dans la couche de neige peu épaisse au fond du bassin (no. 22: 74 cm) par rapport 'a celle des hautes régions (no. 18: 183 cm).

2 l'exposition au sud (0.0240-0.0454/100 m) qu'à l'exposition au nord (autour de 0.0150/100 m) . Probablement ils sont plus grands dans les forêts que dans les clairières (exp. au nord, le 20.3:0.0383: 0.0132/100 m).

3.3 L'6quivaZent en eau L'accumulation de la réserve d'eau se réalise dans 20-23

semaines jusqu'au stock maximum le 20.3/8.4, retardée de 1-4 semaines par rapport 'a l'épaisseur maximum de la couche de neige. Par conséquent l'abaissement suivant jusqu'â zéro se produit plus rapidement dans 4-5 semaines (Pig. 10).

moyennes (Fig. 10):

(29-100%) au profit de l'exposition au nord, leur accroissement brusque se réalise 5 4 semaines plus tôt que celui déjà observé pour l'épaisseur. A l'occasion des chutes de neige riches entre le 8.2 et le 22.2 l'accumulation en w sur le versant sud est sup6rieure à celle du versant nord, tandis que l'épaisseur totale de la couche de neige ne diffère pas excessivement à cause de l'effet compressif des vents forts au côté du vent, qui correspond 2 l'exposition au nord. les différences montent continuellement avant d'atteindre au maximum de 287 mm (100%) , lorsque le versant nord est presque complètement découvert de neige.

elles sont marquées de variations irrégulières suivant l'altération de périodes de chutes de neige et d'ablation, qui provoque des réactions sensibles et différentes du w d'une couche de neige peu épaisse, avant de s'élever le même 24.4 au maximm de 175 mm (100%). Donc aux altitudes moyennes 1 'influence de l'exposition au soleil, redoublée par 1 'orientation aux vents dominants, arrive à augmenter la réserve d'eau maximum de 154 mm (29%) dans les clairières et de 167 mm (49%) dans les forêts au bénéfice de l'exposition au nord. Probablement influencé de l'effet égalisant de la couche d'inversion l'écart relatif se diminue vers le fond du bassin (56 mm = 16%; no. 1.20 - 12 mm = 7%; no. 2.21), et il doit s'augmenter légèrement vers les hautes régions.

loss") est atteinte de composantes horizontales et verticales. En ce qui concerne l'efficacité des jeunes conifères de brin ou plutôt de haute futaie au début de l'hiver toutes les localités sont marquées de variations irrégulières jusqu'à 100 pour cent, qui sont comparables 2 celles aux altitudes moyennes (Fig. 11). Au cours de la période d'enneigement les rétentions se stabilisent à partir du 21.12 autour de 50-80 pour cent avant de s'abaisser au minimum absolu (le 20.3, no. 12/13: 15%) 2 partir du moment oÙ la rétention devient zéro en fonction de la durée et de l'intensité de chutes de neige riches. Ce minimum peut persister si les conditions météorologiques y sont favorables: au temps de föhn la réserve d'eau est plus doucement diminuée sur l'exposition au nord qu'en face. La rétention des hautes régions et surtout du bas du versant sud

Les gradients de densité pour les clairières sont plus élevées

L'effet de l'exposition peut bien être isolé aux altitudes

Après une période de différences absolues minimes entre 33-66 mm

Puis

Ces différences sont moins accentuées dans les forêts. D'abord

La répartition régionale des rétentions de la forêt ("catch

102

02,ll 16.11 30.11

21.12 11.01 25.01 08.02

22.02 08.03 20.03 08.04

TABLEAU 2 Coefficients de corrélation pour l'épaisseur (h) et

des unités suivantes: exposition au nord, clairières (1) et forêts (2); exposition au sud, clairières (3) et forêts (4)

l'équivalent en eau (w) par rapport 'a l'altitude

h w 0.76 0.79 0.89 0.78 0.87 0.83

0.90 0.91 0.91 0.87 0.92 0.90 0.77 0.89 0.90 0.84 0.93 0.89

0.93 0.87 0.93 0.95

h w

0.94 0.94 0.01 0.01 0.62 0.56 0.82 0.83

0.53 0.48 0.54 0.62 0.78 0.70

0.93 0.77 0.72 0.78

(3)

h W

0.75 0.98 0.75 0.77 0.98 0.96 0.93 0.87 0.93 0.82 0.93 0.98 0.86 0.88

0.80 0.86 0.94 0.61 0.99 0.88

0.91 0.91

(4)

h W

0.91 0.90

0.59 0.77 0.28 0.73 0.07 0.80

0.19 0.42 0.12 0.40 0.43 0.26

0.89 0.60 0.96 0.91

ressemble à celle du versant nord entier qui varie beaucoup 2 la fin de l'hiver 2 cause de l'ablation sélective. Mais toutes les différences régionales se trouvent réduites immédiatement 2 la suite de chutes de neige très fortes soit le 22.2 (60-79%) ou le 8.3 (44- 5 1%) .

Contrairement aux jeunes conifères de brin et de haute futaie la rétention du taillis de conifères (no. 5) est négative jusqu'à mi-mars, c'est-à-dire qu'en général la réserve d'eau est plus élevée dans la forêt que dans la clairières voisine. L'accroissement linéaire du w par rapport ?i l'altitude pourrait décidément faciliter le calcul du stock d'eau total d'un bassin versant. Mais malheureusement cette dépendance est très souvent marquée de peu de signification 5 cause de variations irrégulières de h ou de 9 de la couche de neige ou de l'interaction de tous les deux. Au moment du stock d'eau maximum (le 20.3, Fig. 12, ou le 8.4 suivant l'unité régionale) ces relations sont heureusement révélées assez significativement au seuil de 5 pour cent (Tab. 2), les r s'élevant 2 0.95 (exp. au nord) et 2 0.88 (exp. au sud) même si les forêts sont tout 2 fait exclues des corrélations fortes 1 l'exception du début (16.11) et de la fin de l'hiver (8.4).

Au cours de l'hiver les corrélations des clairières exposées au nord ne dépassent que dans 6 cas sur 11 un r de 0.85 au seuil de 5 pour cent, en comparaison de 9 sur 11 pour l'épaisseur. proportion, qui en même temps égale 2 celle de l'épaisseur, est trouvée pour le versant nord. semblent se stabiliser au cours de l'hiver, les corrélations du versant en face sont plus fortes au début (r = 0.96-0.98).

La même

Tandis que les r du versant sud

103

Dans la période du stock d'eau maximum les gradients de w des clairières des deux versants également couvrent un intervalle de 25-40 mm/lOO m. Au debut de la période d'ablation ils passent 2 103 mm (exp. au sud) respectivement .?i 75 mm/100 m (exp. au nord), lorsque surtout le versant nord inférieur est rapidement découvert de neige.

4. CONCLUSIONS

Le bilan hydrologique des régions alpines est fortement influencé de précipitations solides neigeuses dont 1 'équivalent en eau est evmagasiné dans une couche de neige permanente ou périodique, déduction faite de certaines pertes. C'est pourquoi suivant les problèmes en question (prévision de crues, calcul du stock d'eau maximum, diffgrenciation écologique et régionale, etc.) il sera parfois indispensable de connaître la répartition et les variations des conrtituants principaux d'une couche de neige, tels que l'épaisseur, la densité et l'équivalent en eau par rapport aux altérations du relief, de la végétation et des conditions météorologiques.

Indépendamment de leur caractère spécifiquement régionale, les résultats tirés des recherches dans le bassin versant du I-Iirschbach sont en général conformes 1 ceux, qui ont été trouvés aux régions voisines d'altitude ou plus élevée de 835-2550 m aux Alpes septentrionales [l], ou inférieure de 50-700 m en RDA [2], ou égale de 400-1500 m en CSSR [3], et surtout en Amérique du Nord [4, 51 comme au Japon [6] en ce qui concerne l'épaisseur et le stock d'eau de la couche de neige par rapport au relief et 2 la végétation. variations de la densité en fonction de l'altitude sont moins évidentes principalement 5 cause de 1 ' interaction des températures, de la vitesse du vent et de la pression géostatique dont les relations 2 la densité ne sont guère constantes. C'est valable pour d'autres régions d'altitude comparable de 1000-1500 m en CSSR [7] et pour d'autres intervalles d'altitude, par exemple de 2280-4500 m en Alaska [a].

L'importance particulière des résultats repose sur le phénomène que l'intensité des relations entre les constituants de la couche de neige d'une part, et les paramètres du relief et de la végétation d'autre part change beaucoup au cours de la période d'enneigement suivant les conditions météorologiques antécédantes . Par contrainte ce fait entraîne la signification statistique variable des résultats périodiquement tirés d'un réseau standardisé. échantillons trop petits, qui peuvent courir la chance de produire des résultats peu significatifs et donc peu représentatifs à certaines dates d'observation. de réserves d'eau il sera préférable de révéler plus exactement i effet de certaines conditions météorologiques typiques sur la qualité des relations susmentionnées afin d'en déduire le réseau et l'échantillon conformes 2 la situation. De telles recherches sont en train dans un bassin représentatif récemment installé aux Préalpes septentrionales au sud de Munich.

Les

Et ce sont surtout les

C'est pourquoi B l'égard des calculs

BIBLIOGRAPHIE

[11 FROHNHOLZER, J. (1967). Die Füllung des Lechspeichers Forgensee, gestützt auf Zuflussvorhersagen für zweite

i 04

Vierteljahre auf der Grundlage von Schneemessungen im alpinen Einzugsgebiet. Die Wasserwirtschaft, 12, pp. 413-425.

[2] GRASNICK, H. -J. (1967). Bestimmung des Schmelzwasserablusses aus dem Wasserangebot der Schneedecke. NVT, 9, pp. 302-306.

[3] MARTINEC, J. (1965). Design of snow-gauging networks with regard to new measuring techniques. Bull. AIHS, Publ. No. 67, pp. 179-188.

[4] MEIMAN, J.R. (1970). Snow accumulation related to elevation, aspect and forest canopy. Snow Hydrology, Proc. of National Workshop Sem., 1968, Ottawa, pp. 35-47.

[5] JEFFREY, W.W. (1970). Snow hydrology in the forest environment. Snow Hydrology, Proc. of National Workshop Sem., 1968, Ottawa, pp. 1-19.

[6] HIGASHI, A. (1958). Snow survey in Hokkaido, Japan. Bull.

[7] MARTINEC, J. (1966). Snow cover density changes in an experi-

[SI ALFORD, D. (1967). Density variations in an alpine snow. J. of

AIHS, Publ. No. 46, pp. 22-39.

mental watershed. Bull. IAHS, Publ. No. 69, pp. 43-52.

Glac., Vol. 6, No. 46, pp, 495-503.

105

106

altitude (en m) 1600

1500.

1l.00.

1300 -

1200-

1100-

1000-

900-

800-

700-

3

\ \

SNOW STAKES.

0 CLAIRIÈRE FORZT

\ \ \

'\

Fig. 2. Courbe hypsographique du bassin versant du Hirschbach

107

108

I

50 101 cm mm

_I densité

.2 3

0.3 g/cm

O. L

Fig. 4. Profil d'essai du 8.2.1971 le long du Hirschbach

109

Q // \ 2

/

/

/

\

Q \

110

O 50

(o

I' / I

$1 51 ? q0 $1 .EXPOSITI C

i l /

I l l l /

15 I

O

I l t I / k. z

Q- h (o-

/ k ' I I"

I l l

f

EXPOSITI O t

- - oclairière Forêt -

I

1 200150 1 O0 150 200 cm

Fig. 6. Relations entre l'épaisseur de la couche de neige et l'altutide le 20.3.1971

111

boasin versant toto

ZII. 16.11. 30.11. 14.12. 21.12 11.L71 25.1. 8.2 22.2 8.3. 20.3. 8.4.

Fig. 7. Développement de la densité moyenne de la couche de neige des unités régionales

N -EX,POSITION

Fig. 8. Relations entre la densité de la neige et l'altitude le 25.1.1971

112

l I

0.2 0.3 O. 4 0.5J0.3 0.4 0.5 g/cm3

Fig. 9. Relations entre la densité de la neige et l'altitude le 20.3.1971

113

E E

a

x

+I

I

I I

O

O

O

O O U

o O N

-+ (D

+ -U

N

-+ m

m. -0

N

- ". W

N.

-N N

00

-. -In N

c

r, -7

c

N

-. N

-c

4

-7

-2

al a

cd r- al a 2 U

\al

al a

O 4

114

Y

/

/

/

I I l l O

LDmm

zc-u ... d e v)"

B

VI a, k

/a, w

.ri

6 U a, -c. I-' ta, k

43 RI ,-i a, a 7

- VI VI O

.-- 5 c, RI U

L - v c O .ri I-'

I-' \a, e: 8

4

ri

M

.ri L

115

I /

/ / L-

N-EX

o 100 zoo :

'iv

ITION

- /' /

O10

!ïCO 6M 7 W m m

Fig. 12. Relations entre l'équivalent en eau de la couche de neige et l'altitude le 20.3.1971

DISCUSSION

W.T. Dickinson (Canada) - In studying shallow snowpacks (1 to 2 metres) of Eastern Canada, which may accumulate and ablate several times during a season, we found that in dealing with open areas, our results agreed with the results presented here.

We found that within these open areas, the snow densities whose measurements were taken during the same day, would not vary greatly. However, the snow depths that were measured on the same day, varied greatly. This raises the question of whether or not one should ob- tain more snow depth measurements and fewer density measurements over an area, for example, one or two density measurements for each 10 depth measurements. Are there any merits in this idea from a cost standpoint or is it more feasible to take both density and depth measurements at each sampling location? Have you looked into this pos s ibi 1 i ty?

A. H e r m m n (Federal Republic of Germany) - No. W.T. Dickinson (Canada) - In addition to my previous comments

and questions, I would like to add that if one looks at a sampling problem and decides what is sought, he can determine a criterion of the magnitude of error he is willing to accept in the determination, for instance, of the mean water equivalent over an area. He can

116

then determine how many density and depth measurements will be re- quired to produce results using the established error limit. One could take this concept a step further and determine the cost and error estimate for various numbers of samples in an area. If he in- creases the number of samples, the cost rises but the error in the final areal estimate decreases, and vice-versa. Such information leads to useful cost-error relationships.

M.R. de QzAermain (Switzerland) - The observations on altitude and terrain effects as presented in the paper are very valuable €or assessing general and specific snow conditions of an area. For their interpretation, it should be kept in mind that real altitude effects, such as the effects of temperature on snow cover, should be distinguished from orographic effects. Seasonal variation of the total snow depth, for example, is to a great extent a real altitude effect depending on the length of the snow season, ablation condi- tions, etc. Snow deposits may vary considerably within the same altitude range depending on exposure to moisture advection, ie., to orographic conditions.

A. Herrmaizn (Federal Republic of Germany) - I have tried to iso- late the effects of relief and vegetation, but lack the necessary meteorological data for this basin to isolate these effects.

117