On rencontre deux grands types de perturbations au niveau de la Chaîne des Monts du Forez et alentours. L’une provient des flux provenant de l’océan Atlantique, dans un secteur compris entre NNW et SW, qui représente la grande majorité des précipitations interceptées par les Monts du Forez ; l’autre dépendant des perturbations venant de la Méditerranée, dans des secteurs compris dans le quart Sud-Est (Cf. Figure 14). La majorité des précipitations se ferait plutôt au printemps et parfois en automne, ce qui comprend en partie des précipitations sous forme neigeuse. Quelques orages assez violents en été, voire en automne, sont responsables des pics de précipitations pendant la période estivale. Ces pics de précipitations dûs aux orages tendent à redistribuer les proportions de façon quasiment identiques entre les quatre saisons, avec toutefois un hiver un peu plus sec en plaine.
Les perturbations atlantiques et les vents associés sont prédominants pendant l’année, du moins en termes de fréquence, à l’exception de quelques jours où les flux sont issus des remontées cévenoles. C’est pourquoi les stations météorologiques situées en retrait des reliefs par rapport aux vents dominants reçoivent beaucoup moins de précipitations sur l’année. On peut par exemple citer l’exemple de la plaine du Forez, qui étant entourée de différents reliefs, reçoit moins de pluie que les
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reliefs environnants (environ 600 mm dans la plaine contre 1400 mm sur les Hautes Chaumes par exemple) (Cf. Figure 15).
A une échelle plus locale, la pluviométrie du village de Chalmazel, en contrebas du massif de Pierre-sur-Haute, est également plus faible sur l’année pour ces mêmes raisons.
A une échelle encore plus réduite, l’environnement immédiat va biaiser des données issues d’une station météorologique : la topographie aux abords immédiats de la station va modifier l’écoulement des masses d’air, pouvant faire varier localement les conditions climatiques. La station du Col du Béal serait un exemple de microclimat, avec notamment des vents pouvant être plus forts à cause de l’effet Venturi lié à la forme du col pour des vents de secteurs Sud-Sud-Ouest à Sud-Ouest. Selon la direction exacte du vent, cette station se retrouve également légèrement abritée des vents provenant du quart Nord-Ouest (Cf. Chapitre Vents).
Même si ces effets ne devraient qu’affecter l’écoulement de l’air, les précipitations mesurées sont également modifiées, même en respectant les conditions élémentaires d’installation de pluviomètres, comme le masque aux précipitations (barrières naturelles comme des arbres, constructions, etc.). Sur le terrain au niveau du Col de la Chamboîte, qui bénéficie également d’un effet de couloir pour des vents provenant d’un secteur Ouest à Nord-Ouest, il n’est pas rare de voir tomber la pluie à l’horizontale, ce qui induirait un biais notable sur un pluviomètre implanté à cet endroit.
Pour des masses d’air humides provenant du secteur Nord-Ouest, la chaîne des Monts du Forez est un des premiers reliefs supérieur à 1000m rencontrés depuis l’océan Atlantique. La masse d’air subit alors, sur le côté exposé au vent dominant, une remontée et une détente adiabatique, favorisant la création de nuages et de précipitations sur le versant exposé de la chaîne. A l’inverse, le versant abrité ne voit passer que des nuages déjà partiellement « purgés » sur les sommets.
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Figure 14: Principaux flux précipitations/vents affectant le bassin versant du Lignon. Les flèches avec secteurs
indiquent les directions des flux d’air rencontrés et donnent une idée de leur fréquence selon le diamètre du secteur. Les points roses et bleus indiquent les principales stations météorologiques. Les stations étudiées sont représentées par les points roses, mais la station d’Andrézieux-Bouthéon n’est étudiée que pour certains paramètres (vents). La fréquence et l’intensité des vents sont développées plus loin dans le texte. En bleu figurent des masses d’air assez froides venant d’Atlantique ou d’Europe du Nord, en rouge celles qui viennent de Méditerranée et souvent plus chaudes. La flèche A indique majoritairement des perturbations d’origine atlantique. .La flèche A-S comprend un secteur pouvant contenir des flux de Nord et d’Est (hiver principalement). La flèche S comprend des flux pouvant être issus de remontées cévenoles (automne en général) ou plus généralement d’épisodes méditerranéens.
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Sur les Monts du Forez, cette différence de précipitations entre les versants Ouest et Est est perceptible entre les stations météorologiques des sommets comme celles du Col de la Loge, Col du Béal et dans une moindre mesure Valcivières (située plus bas mais plus à l’Ouest), et les stations abritées comme celle de Chalmazel. Cette différence est aussi à mettre en relation avec une pente moyenne du massif plus élevée sur le flanc Ouest que sur le flanc Est.
A une échelle un peu plus étendue, la plaine du Forez profite d’un climat beaucoup plus sec que les Monts du Forez pour cette même raison (Figure 16 et Annexe C1). La ville de Montbrison, par exemple, se situe souvent dans le trou de Foehn lié au nuage restant sur les Monts du Forez à l’Ouest de la plaine, ce qui lui permet de subir des précipitations annuelles particulièrement faibles.
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Figure 15 : Carte de répartition des précipitations brutes annuelles selon la base de données AURHELY
(Analyse Utilisant le Relief pour l’Hydrométéorologie), développée par Météo-France, qui utilise des données de relief pour améliorer la cartographie des précipitations et interpolée ici par la méthode du krigeage. La méthode AURHELY a tendance à sous-estimer les précipitations en raison de la maille de 5x5 km. On constate le niveau faible des précipitations au niveau de la ville de Montbrison qui contraste avec les fortes valeurs rencontrées sur les Monts du Forez et dans une moindre mesure sur le massif du Pilat.
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Selon l’origine de la perturbation, les nuages vont rencontrer les Monts du Forez avec un angle différent, les premiers reliefs vont donc capter plus de précipitations. C’est notamment pour cette raison que les différentes stations météorologiques situées autour et dans les Monts du Forez obtiennent des pluviométries différentes selon la direction du vent (mais aussi de la température et de la saison qui vont intervenir sur la nature des nuages) (Cf. Figure 16 et Annexe C1). D’après les données de la figure 16, la station de Valcivières, pourtant située plus bas que les stations des cols de la Loge et du Béal, peuvent recevoir par exemple plus de pluies pour des vents provenant du SW-SSW, souvent vecteurs de pluies importantes. Pourtant, les stations situées au Sud (Saint Anthème), et plus généralement le Sud du département de la Loire, se trouvent souvent protégées des perturbations méditerranéennes grâce aux reliefs des Cévennes et du Vivarais, même si ces perturbations ne semblent qu’apporter peu de pluies sauf cas exceptionnel [Suchel, 1990]. A l’inverse, des flux de NW ayant lieu généralement en hiver, les stations du Nord du Forez reçoivent plus de précipitations que celles du Sud Forez.
Figure 16: Précipitations brutes mensuelles des stations de
associées. On voit que les précipitations moyennes sont plus élevées (dans l’ordre
Chalmazel. On peut constater que les stations du Col de la Loge et du Béal ont quasiment les mêmes moyennes, ce qui montre qu façon assez similaire aux précipitations, de par leur situation, implantation et altitude proches.
précipitations annuelles. En ce qui concerne les moyennes mensuelles, on consta pouvant presque atteindre un facteur deux entre deux stations pour une même différentes stations, le décalage des valeurs d’intensité est
vent, développées plus loin dans le texte. Pour finir, on remarquera que l’ann l’ensemble de l’année, ce qui s’est répercuté sur l’enneigement.
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: Précipitations brutes mensuelles des stations de Chalmazel, Col du Béal, Col de la Loge, Saint-Anthème et Valcivières sur les sept dernières années et moyennes On voit que les précipitations moyennes sont plus élevées (dans l’ordre, de la plus forte à la plus faible) : Saint-Anthème, Col de la Loge, Col du Béal, Valcivières, Chalmazel. On peut constater que les stations du Col de la Loge et du Béal ont quasiment les mêmes moyennes, ce qui montre que les deux stations réagissent glob
façon assez similaire aux précipitations, de par leur situation, implantation et altitude proches. Cependant, l’altitude a également un rôle dans la distribution des En ce qui concerne les moyennes mensuelles, on constate que les stations présentent des signaux différents selon les épisodes de précipitations, pouvant presque atteindre un facteur deux entre deux stations pour une même précipitation. On remarque que si les précipitations sont relativement synchrones entre
est en grande partie imputable à la direction des masses d’air. Il est à comparer avec les données de direction du Pour finir, on remarquera que l’année 2011 laisse apparaitre des précipitations très hétérogènes dont le cumul reste faible sur l’ensemble de l’année, ce qui s’est répercuté sur l’enneigement.
Anthème et Valcivières sur les sept dernières années et moyennes Anthème, Col de la Loge, Col du Béal, Valcivières, e les deux stations réagissent globalement de Cependant, l’altitude a également un rôle dans la distribution des te que les stations présentent des signaux différents selon les épisodes de précipitations, On remarque que si les précipitations sont relativement synchrones entre les en grande partie imputable à la direction des masses d’air. Il est à comparer avec les données de direction du apparaitre des précipitations très hétérogènes dont le cumul reste faible sur
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A l’inverse, le régime de vent dominant peut s’inverser en ayant un secteur Est ou Sud. Les zones alors protégées deviennent plus exposées aux précipitations selon le même principe. Certaines stations bénéficient également d’une enclave dans le relief (Chalmazel) qui pourrait diminuer les précipitations reçues aux stations même par rapport aux reliefs entourant ces villages. Là encore revient la question de l’échelle de travail et la précision demandée.
Même si ce changement de régime de vent dominant est relativement rare pendant l’année, les vents chauds qui y sont associés ont leur importance sur la répartition et l’évolution du manteau neigeux.
D’un point de vue temporel, J.B. Suchel [Suchel, 1990] montre que malgré la disparité illustrée par la figure 16 ci-dessus, les précipitations se répartissent de façon homogène entre les saisons pour la station de Verrières-en-Forez (SE du massif du Forez, à proximité de Montbrison), avec un écart-type de l’ordre de 2% entre la saison la plus humide (automne) et la plus sèche (hiver). Cependant, le même auteur indique que la saison la plus humide est susceptible de changer. Par exemple, l’hiver présente une bonne régularité interannuelle alors que l’automne est bien moins constant : l’automne peut apparemment se caractériser aussi bien par une longue persistance des régimes anticycloniques que par une succession rapprochée de régimes perturbés très pluvieux, ce qui se vérifie sur la figure 16. Il est à noter à l’inverse qu’il existe de plus une forte variabilité régionale en ce qui concerne les précipitations et les températures à l’intérieur même de la chaîne du Forez ainsi que sur ses marges. Ainsi, il existe par exemple une opposition entre Montbrison en plaine à la limite Est de la chaine, et Chalmazel situé plus en altitude, en ce qui concerne la part de précipitations sur l’année. Alors que Montbrison voit la plupart de ses précipitations tomber en été, ce n’est pas le cas de Chalmazel, où les mois d’hiver sont les plus pluvieux, en raison du flux d’Ouest dominant à cette période de l’année. Il existe cependant, une différence entre Chalmazel et Sail-sous-Couzan, qui se trouve alors abrité par les Monts du Forez pour cette direction de flux (effet de Foehn). Cette particularité est à mettre de plus en relation avec le nombre croissant de jours de brouillard en altitude. Il devient donc difficile de caractériser les régimes pluviométriques, que l’on voit significativement variables à l’échelle d’une vingtaine de kilomètres (Cf. Annexes C1 et C2).
Si on s’intéresse aux possibles évolutions climatiques à court terme, on ne peut pour l’instant affirmer une tendance à un quelconque assèchement sur les Monts du Forez. En effet, les tendances obtenues sur les données des précipitations des trente dernières années ne confirment pas une évolution probante des précipitations sur les stations des Monts du Forez (Cf. Annexes C3 et C4).
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L’évolution future à court terme reste cependant plus floue, puisque pour un intervalle de temps allant d’aujourd’hui jusqu’à 2030, l’incertitude des scenarii d’évolution climatique donne une incertitude plus grande que les variations climatiques recherchées.
A plus long terme, il est par contre possible d’obtenir des données prévisionnelles, comme par exemple celles issues des instituts de recherche du CERFACS (Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique), du CNRM (Centre National de Recherches Météorologiques) et de l’IPSL (Institut Pierre Simon Laplace), accessibles sur le portail de données Drias et communiquant les données issues du projet ANR-SCAMPEI. Ce projet, développé par Météo-France, le LMD et le LGGE pour améliorer les prévisions climatiques en région montagneuse permet d’accéder aux données des résultats des simulations en ligne de trois modèles de prévision à haute résolution (12km). Ce projet est notamment employé pour estimer l’évolution de l’enneigement pour les années 2030-2080. En ce qui concerne les paramètres nivologiques (hauteur d’eau équivalente, hauteur de neige), les données résultats sont obtenues à partir d’une première modélisation de variables climatiques quotidiennes issues du modèle SAFRAN (CNRM-GAME, Mines ParisTech, Météo-France) et ALADIN (CNRM/GAME) comprenant plusieurs scenarii issus du GIEC, puis comparées aux valeurs observées et corrigées par tranches d’altitude. Ces données sont ensuite modifiées pour être utilisables dans le modèle ISBA-ES qui simule les épaisseurs et les caractéristiques de la neige tout en intégrant des variables liées au sol et la végétation. Les résultats de ces simulations, toutefois encore expérimentales, peuvent donner une idée de l’évolution climatique future, à une échelle géographiquement précise. Nous ne nous intéresserons ici qu’à des variables de précipitations brutes et d’équivalent en eau liquide de la neige.
Même si ces données semblent cohérentes et relativement fiables, il ne faut pas chercher à les interpréter précisément pour une date particulière. Selon les auteurs, il faut se contenter d’étudier des variations climatiques spatiales (effet de l’altitude, position) plutôt qu’une comparaison avec les valeurs d’une année avec une autre. On peut également constater des tendances sur l’ensemble des résultats de la simulation. On peut par exemple constater une diminution plus prononcée des chutes de neiges avec une altitude plus basse.
Le comportement global des précipitations liquides pour les reliefs les plus hauts du bassin versant du Lignon, alimentant notamment sa source, semblerait tendre à une très légère baisse pour l’ensemble de la période 2021-2050, de l’ordre de -0,05mm d’eau. Pour les précipitations solides et sur la même période, on remarque également une baisse de -0,2mm SWE (Snow Water Equivalent ou équivalent en eau liquide de la neige). Cette baisse se fait cependant plus rapidement que la baisse observée sur la période 1958-2012 (données d’observation Banque Hydro, mais pour le village de Chalmazel, où aucune baisse des précipitations brutes n’est remarquée, Cf. Annexe C3) et celle de 1961-1990, période utilisée comme référence par le modèle ALADIN.
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