Programme - Ateliers

Jour 3 - Le vendredi 6 mai 2005 : 2:00 – 5:00 PM

Séance spéciale du RCE portant sur Les changements climatiques et l'eau

L'observation d'un changement des régimes de précipitations indiquent que les changements climatiques sont déjà en cours. Par exemple, les recherches menées par les scientifiques du Réseau canadien de l'eau (RCE) montrent une variance accrue des précipitations dans toutes les régions du monde. Et pour appuyer ces constatations, nous observons davantage de précipitations dans les régions humides et moins dans les régions sèches et arides. Un nouveau régime planétaire s'installe : (a) hausse des précipitations aux latitudes élevées (hémisphère nord); (b) réductions des précipitations en Chine, en Australie et dans les petits États insulaires du Pacifique et (c) hausse de la variabilité dans les régions équatoriales. Les changements dans les principaux courants océaniques semblent également influencent les régimes de précipitations. Par exemple, l'intensité et la fréquence accrues de l'El Niño et de l'ENSO semblent associées à l'évidence d'un schéma " dipôle " qui affecte l'Afrique, l'Asie. Toutefois, cette séquence est encore trop courte pour confirmer cette thèse. Ces nouveaux régimes plaident en faveur d'un redoublement d'efforts pour l'adaptation car ils auront aussi des conséquences sur l'approvisionnement alimentaire à l'échelle régionale. L'objectif de cette séance spéciale du RCE est de présenter certains constats sur les conséquences des changements climatiques sur l'approvisionnement en eau et les mesures d'adaptation qui s'imposent.

Téléconnectivité entre la dynamique des océans et les sécheresses prolongées au Canada

Amir Shabbar et Walter Skinner
Service météorologique du Canada

On utilise les données antérieures des températures de la surface de la mer (SST) à l'échelle planétaire pour établir des corrélations entre les régimes à grande échelle des sécheresses au Canada et les oscillations bien connues dans la circulation océanique. La technique statistique de l'analyse de covariance maximale est utilisée pour corréler le régime estival de l'indice Palmer de gravité de sécheresse (IPGS) aux SST planétaires de l'hiver précédent.

Le phénomène El Niño-Oscillation australe (ENSO) et l'Oscillation décennale du Pacifique (PDO) expliquent environ 48 % de la covariance carrée, ce qui fait du phénomène interannuel et de la variabilité décennale de l'ENSO le processus le plus significatif dans la détermination des précipitations estivales au Canada. La tendance dans les SST planétaires et la variation multidécennale des SST de l'Atlantique expliquent environ un tiers de la covariance carrée. Cela reflète la tendance au réchauffement dans les océans de l'hémisphère sud et les influences de la variabilité de l'oscillation atlantique multidécennale. Le décalage de six mois entre l'IPGS et les SST à grande échelle fournit une base pour élaborer des modèles de prévision à long terme de la sécheresse au Canada.

Méthodes statistiques à échelle réduite pour l'étude des répercussions des changements climatiques

Van-Thanh-Van Nguyen¹,³, Tan-Danh Nguyen¹,³et Philippe Gachon²,^3
1Université McGill, Montréal, Québec, Canada
²Environnement Canada
³Consortium OURANOS, Montréal (Québec) Canada
van.tv.nguyen@mcgill.ca

Les modèles de circulation générale (MCG) sont reconnus pour bien représenter les principaux éléments de la circulation atmosphérique mondiale. Néanmoins, ils ne peuvent pour l'instant reproduire suffisamment en détail les conditions climatiques régionales à des échelles temporelles et spatiales pertinentes aux études sur les répercussions hydrologiques. De ce fait, il est nécessaire de mettre au point des outils pour réduire l'échelle des MCG afin de prédire les changements climatiques à l'échelle régionale. Certains de ces outils sont particulièrement utiles dans la gestion des ressources hydriques, notamment ceux relatifs à l'interdépendance entre la variabilité climatique à grande échelle et les données historiques des paramètres de surface (p. ex., précipitation et température). Si nous parvenons à établir cette corrélation, nous pourrons utiliser l'évolution des conditions climatiques projetées par les MCG pour prédire les changements de paramètres de surface donnés. La mise au point de méthodes à échelle réduite permettrait de déterminer cette corrélation.

Il existe présentement deux grandes catégories de méthodes à échelle réduite : les méthodes dynamiques et les méthodes statistiques. Les méthodes dynamiques à échelle réduite reposent principalement sur les modèles climatiques régionaux qui décrivent les processus climatiques à partir des lois fondamentales sur la masse, l'énergie et la quantité de mouvement. Cette méthode contient davantage de notions physiques que les méthodes statistiques. Cependant, l'analyse de l'ensemble des données physiques augmente le coût des calculs nous limitant généralement à l'établissement d'un seul scénario climatique à l'aide de modèles climatiques régionaux. En revanche, les méthodes statistiques à échelle réduite sont relativement rapides et beaucoup moins coûteuses. Ces avantages permettent d'établir un grand nombre de scénarios climatiques et ainsi quantifier l'intervalle de confiance des variables climatiques simulées. De plus, les méthodes statistiques peuvent tenir compte des données météorologiques observées au site d'étude. Les résultats montrent ainsi une meilleure cohérence avec les conditions climatiques locales.

Cette étude a comme principal objectif de procéder à l'évaluation critique de la pertinence des diverses méthodes statistiques à échelle réduite afin de trouver celle qui s'applique le mieux aux études sur les répercussions hydrologiques. Nous portons une attention particulière à la capacité des méthodes statistiques de simuler avec précision le caractère des précipitations et des extrêmes de température, puisque ces deux paramètres représentent deux éléments essentiels du cycle hydrologique. Par la suite, nous évaluons la faisabilité de deux méthodes populaires, le modèle statistique à échelle réduite (SDSM) et le modèle générateur stochastique de conditions météorologiques (LARS-WG), à l'aide des données quotidiennes des précipitations et des extrêmes de température disponibles dans le sud du Québec (Canada) de 1961 à 1990. En général, les deux modèles peuvent décrire avec précision les propriétés statistiques de base des extrêmes quotidiens de température à l'échelle locale. Cependant, aucun des deux modèles ne semble en mesure de simuler correctement les propriétés statistiques des précipitations quotidiennes. Finalement, il est plus facile d'utiliser le modèle LARS-WG, car sa méthode d'étalonnage pour estimer les paramètres est simple.

De la modélisation aux scénarios de changements climatiques

Philippe Gachon
Environnement Canada, OURANOS
Gachon.Philippe@ouranos.ca

L'information de base utilisée pour simuler les scénarios climatiques est dérivée des modèles de circulation générale (MCG). Cependant, la faible résolution des MCG ne permet pas de comprendre les processus physiques à petite échelle, en particulier ceux liés au régime des précipitations. Ces pourquoi, dans ce contexte, il est intéressant de mettre au point et d'utiliser les méthodes à échelle réduite, c.-à-d. les méthodes dynamiques à échelle réduite et les méthodes statistiques à échelle réduite. Ces deux méthodes sont mises au point et évaluées au sein du Consortium OURANOS en collaboration avec Environnement Canada, les universités et d'autres partenaires, comme Hydro-Québec et certains ministères du Québec. Elles permettent d'établir des scénarios climatiques à haute résolution pour les études sur les impacts et l'adaptation. Au cours de cette présentation, nous nous intéressons à l'évaluation des méthodes statistiques à échelle réduite pour reconstruire la variabilité et les extrêmes climatiques observés. Pour valider ces méthodes, nous analysons les indices de précipitations et des extrêmes de température à partir de données observées et de résultats à échelle réduite. Nous comparons aussi la valeur ajoutée à l'échelle locale des méthodes statistiques à échelle réduite à l'aide de deux MCG (CGCM1 et HadCM3) de 1961 à 1990. Finalement, nous présentons les forces et les faiblesses des méthodes statistiques à échelle réduite pour simuler les précipitations et les extrêmes de température, ainsi que les nouvelles connaissances acquises au moyen de ces méthodes pour le développement de scénarios climatiques.

Une approche non paramétrique pour détecter et dater les changements climatiques : conséquences dans l'adaptation en matière d'approvisionnement en eau

Mohammed Dore
Université Brock
dore@brocku.ca

Nous analysons les données de précipitation des 100 dernières années du réservoir Sooke de Victoria (Colombie-Britannique) à l'aide d'estimation de probabilité de densité afin de dater le changement climatique et d'en évaluer le rythme. Nous utilisons ensuite les mêmes méthodes pour les projections de précipitation à échelle réduite à l'aide des données du CGCM1 afin de mieux comprendre les changements climatiques à venir et de déterminer les mesures d'adaptation requises.

Changements climatiques dans le bassin de la rivière Saskatchewan Sud : conséquences sur l'adaptation

Thian Gan
Université de l'Alberta
tgan@ualberta.ca

L'agriculture draine 50 % de toute l'eau disponible dans les Prairies canadiennes. Cette région a été si durement touchée par les sécheresses ces dernières années que le rationnement de l'eau s'impose maintenant dans le sud de l'Alberta en été. En effet, les ressources hydriques du bassin de la rivière Saskatchewan Sud s'épuisent en raison des sécheresses et de la croissance industrielle dans la région métropolitaine de Calgary. Il est pertinent de se demander quelles mesures, tant structurelles (créer des structures hydraulique et intégration de réseaux hydriques) et non structurelles (conservation, facturation de l'eau, etc.), devraient être mises en application pour se préparer à des épisodes de sécheresse plus fréquents et intenses.

2005-04-05