J.-M. Fallot : sentier didactique vallon de Nant, partie climatique Sentier didactique pour le vallon de Nant, partie climatique Jean-Michel Fallot Point numéro 1 : Pont de Nant (1250 m) à côté de la station de mesures météo Présentation du réseau de mesures climatiques La Faculté des Géosciences et d’Environnement de l’Université de Lausanne a installé un réseau de mesures météorologiques de plusieurs stations dans le vallon de Nant (cf. figure 1) afin d’étudier les influences de la topographie sur plusieurs éléments du climat dans un vallon alpin tels que les accumulations d’air froid au fond des vallées, les courants thermiques locaux ou l’évolution moyenne des températures et des précipitations avec l’altitude. Il a aussi pour objectif de mesurer plusieurs paramètres climatiques au-dessus de 2000 m/mer où on ne dispose que de peu de mesures fiables sur le terrain à cause du vent, de la neige ou du gel. Enfin, ce réseau doit fournir des données climatiques de base pour d’autres recherches menées dans ce vallon sur la végétation, les eaux (hydrologie) ou le pergélisol. Pour répondre à ces objectifs, ce réseau de mesures météorologiques comprend 6 stations placées à différentes altitudes et réparties le long du vallon de Nant, ainsi que sur une coupe transversale passant par l’alpage de Nant (cf. figure 2). Ces stations mesurent en continu la température et l’humidité de l’air, les précipitations, la pression atmosphérique, la direction et la vitesse du vent (ainsi que l’ensoleillement pour la station de Pont de Nant). Pont de Nant 1253 m Figure 1 : Station de mesures du Pont de Nant -1- J.-M. Fallot : sentier didactique vallon de Nant, partie climatique Réseau de mesures climatiques du vallon de Nant PN PN = Pont de Nant (1253m) Na = Nant (1500m) Sa Na LC FS LC = La Chaux (1780m) Ay = Ayers (1980m) Sa = Savoleyres (2250m) Ay FS = Frêt Saille (2580m) Figure 2 : Emplacement des stations de mesures climatiques dans le vallon de Nant Point numéro 2 : Nant (1500 m) près de la station de mesures météo Problématique des accumulations d’air froid Par ciel clair et vent faible, le sol se refroidit fortement par rayonnement durant la nuit, l’air près du sol en fait de même et il devient plus froid et plus lourd que l’air environnant. Il descend alors les versants et les vallées en remplissant le fond de ces dernières et des cuvettes. Il en résulte des températures pratiquement aussi basses durant la nuit au fond du vallon de Nant que sur les versants situés 300 m plus haut (Chaux). Cet air froid s’écoule vers l’aval le long de ce vallon, mais il tend à s’accumuler vers le Pont de Nant, car il est bloqué par celui descendant de la vallée latérale des Esserts. Cela se traduit par des températures souvent aussi basses durant la nuit à Pont de Nant qu’à l’alpage de Nant pourtant situé 250 m plus haut. Cet air froid persiste plus longtemps le matin au fond de ce vallon, notamment à Pont de Nant, à cause de l’arrivée plus tardive du soleil (cf. figure 3). De tels phénomènes liés à la topographie locale sont également observés ailleurs. L’ampleur de ces accumulations d’air froid varie fortement en fonction de la morphologie des vallées. Les fonds de vallées ou les dépressions larges comme celles de Conches en Haut Valais, de l’Inn en Haute Engadine ou de la Brévine dans le Jura neuchâtelois sont particulièrement exposées à ces accumulations d’air froid et à des températures basses par nuit claire et calme. -2- J.-M. Fallot : sentier didactique vallon de Nant, partie climatique Ces accumulations d’air froid influencent les températures moyennes annuelles de l’air à 2 m/sol. Pour une même altitude, elles sont plus basses de 0.5 à 1°C au fond des vallées que sur les versants ou sommets, voire même de 2°C pour les fonds de vallées les plus exposés (Conches, Inn, La Brévine). Une telle différence n’est pas négligeable et elle se répercute notamment sur la végétation où on peut trouver des espèces végétales caractéristiques d’un climat froid à des altitudes plus basses au fond de certaines vallées. Températures moyennes mesurées dans le vallon de Nant par ciel clair et vent faible du 1 au 3 septembre 2010 Pont de Nant 1250m Nant 1500m Chaux 1780m Savolaires 2250m Saille 2580m 18 Températures (°C) 16 14 12 10 8 6 4 2 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 Heures Figure 3 : Evolution des températures mesurées à 5 endroits du vallon de Nant du 1 au 3 septembre 2010 par situation anticyclonique avec un ciel clair et des vents faibles On pourrait éventuellement aussi ajouter un schéma ou une image en 3 dimensions de la région en illustrant les écoulements d’air froid le long des pentes et du vallon de Nant, ainsi que du vallon des Esserts avec la convergence des 2 flux au Pont de Nant. -3- J.-M. Fallot : sentier didactique vallon de Nant, partie climatique Point numéro 3 : alpage des Chaux (1780m) près de la station de mesure météo Problématique de l’évolution des températures et des précipitations moyennes avec l’altitude dans le vallon de Nant La densité et la température moyenne de l’air diminuent avec l’altitude, alors que les reliefs favorisent une augmentation des précipitations moyennes avec l’altitude. Ils provoquent également des effets de barrage sur les versants exposés aux vents humides et des effets de foehn sur les versants abrités qui vont influencer la pluviométrie moyenne. De par sa situation au pied des Alpes vaudoises, le vallon de Nant est exposé aux afflux d’air humide d’Ouest à Nord, comme l’ensemble des Préalpes et du versant Nord des Alpes, ce qui lui confère un climat humide et frais, comparativement à celui observé à l’intérieur de la chaîne des Alpes plus abrité et ensoleillé comme le Valais central. D’après les mesures disponibles pour plus de 100 stations climatiques en Suisse situées à différentes altitudes, les températures annuelles diminuent en moyenne de 0.59°C par 100 mètres d’élévation au-dessus de 1500 m/mer et de 0.46°C par 100 mètres d’élévation audessous de 1500 m/mer. Ce réchauffement plus faible au-dessous de 1500 m/mer résulte des accumulations d’air froid se produisant à l’échelle du Plateau suisse et des grandes vallées alpines. Sur la base de mesures effectuées en d’autres endroits des Préalpes romandes durant plusieurs années, on peut ainsi estimer les températures moyennes annuelles dans le vallon de Nant à 5.9°C à une altitude de 1’250 m/mer (Pont de Nant), 4.8°C à 1’500 m/mer (Nant), 1.8°C à 2'000 m/mer, -1.1°C à 2'500 m/mer et -4.1°C à 3'000 m/mer (Grand Muveran). Ces températures annuelles sont probablement un peu plus basses au fond du vallon de Nant, notamment à Pont de Nant, à cause des accumulations d’air froid. Les précipitations moyennes annuelles augmentent en moyenne de 37 mm pour chaque 100 mètres d’élévation dans les Alpes vaudoises sur la base des mesures disponibles pour 13 stations pluviométriques dans cette région. Les précipitations moyennes annuelles s’élèvent à 1367 mm à Gryon à 1085 m/mer et à 1463 mm aux Plans-sur-Bex à 1070 m/mer pour la période de référence 1961-1990. Sur la base des valeurs mesurées à ce dernier endroit et du gradient pluviométrique moyen de +37 mm par 100 m d’élévation, on peut estimer les précipitations moyennes annuelles à 1530 mm à une altitude de 1250 m/mer (Pont de Nant), 1625 mm à 1'500 m/mer (Nant), 1'810 mm à 2'000 m/mer, 2’000 mm à 2’500 m/mer et 2’190 mm à 3000 m/mer (Grand Muveran). Ces valeurs sont un peu plus élevées au-dessus de 2'000 m/mer que celles mesurées par les pluviomètres totalisateurs dans la région de Gsteig-Diablerets (cf. figure 4). Mais le vent et la topographie locale peuvent fortement influencer les valeurs mesurées par ces pluviomètres et le gradient pluviométrique moyen annuel. Ce dernier varie ainsi de +20 à +80 mm par 100 m d’élévation d’une région à l’autre des Alpes. Le réseau de mesures installé dans le vallon de Nant doit notamment vérifier l’exactitude des températures et des précipitations moyennes annuelles estimées dans ce vallon à partir de mesures effectuées dans les régions environnantes sur plusieurs années. -4- J.-M. Fallot : sentier didactique vallon de Nant, partie climatique Précipitations moyennes annuelles (1961-1990) mesurées dans la région de Gsteig-Diablerets (en bleu) et estimées dans le vallon de Nant (en rouge) 2200 + 37 mm/100m +37 mm/100m 2000 Précipitations (mm) Sanetchalp Sex Rouge 1800 Gsteig Diablerets 1600 Oldenalp Plans-sur-Bex 1400 Gryon 1200 Bex 1000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 Altitude (m/mer) Figure 4 : Précipitations moyennes annuelles mesurées dans la région de Gsteig-Diablerets de 1961 à 1990 et estimées dans le vallon de Nant à partir d’un gradient pluviométique moyen de +37 mm/100m et des valeurs mesurées aux Plans-sur-Bex -5-