Session 16 – Changements projetés des phénomènes climatiques

Projections climatiques des indices de neige au sol sur le sud du Québec

• Émilie Bresson, Spécialiste en Science du climat et services climatiques, Ouranos

• Pascal, Bourgault, Spécialiste en Science du climat et services climatiques, Ouranos

• Éric Dupuis, Spécialiste en Science du climat et services climatiques, Ouranos 

Résumé : L’accès aux projections climatiques de la neige au sol et aux indices qui en découlent suscite l’intérêt de nombreux usagers, et ce depuis longtemps. Dans ce contexte, le projet “Portrait des indices de neige au sol” a été développé au sein de l'étude globale “Le système ski québécois face aux changements climatiques” en collaboration avec l’Association des stations de ski du Québec. L’objectif était de produire un portrait d’indicateurs du couvert de neige naturelle au sol, basés sur l’équivalent en eau de la neige (ÉEN), sur le sud du Québec (domaine Québec-ski) et à une résolution d’une dizaine de kilomètres.  

Un ensemble de dix simulations produites par des modèles régionaux de climat a été sélectionné puis débiaisé statistiquement en utilisant le produit ERA5-Land comme référence. Huit indicateurs de neige naturelle au sol ont alors été calculés à partir de cet ensemble.

Les résultats suivants ont pu être tirés de cette étude. Le domaine Québec-ski observe une diminution générale du couvert de neige naturelle projetée; des maximums annuels d’ÉEN plus faibles; une période de couvert continu raccourcissant, en lien avec un début plus tardif et une fin plus hâtive. Ces changements sont plus marqués dans le sud du domaine et dans la vallée du Saint-Laurent, tandis qu’ils sont moins importants dans le nord du domaine et sur les massifs de Charlevoix, des Monts-Valin et des Chic-Chocs. 

Pluies extrêmes en climat futur : l’impérative adaptation aux changements climatiques

• Alain Mailhot, INRS - Centre Eau, Terre et Environnement, Professeur-chercheur

• Guillaume Talbot, assistant de recherche

• Samuel Bolduc, assistant de recherche

Résumé : Les hausses des pluies extrêmes en climat futur posent de nombreux défis au secteur municipal puisqu’elles auront des conséquences importantes dans plusieurs domaines (conception d’ouvrages, sécurité civile, gestion des eaux pluviales, etc.). La mise en place de mesures d’adaptation efficaces exige que les professionnels et les praticiens aient accès à la ‘meilleure’ information disponible relativement à l’évolution future de cet aléa. Cette information doit être simple à utiliser et basée sur les projections climatiques les plus à jour. Un juste équilibre doit toutefois être recherché entre le consensus scientifique sur les projections disponibles et la nécessité de mettre en place dès aujourd’hui des mesures d’adaptation basées sur ces projections. A cet égard, plusieurs initiatives ont récemment vu le jour où diverses approches ont été proposées afin d’assister les praticiens. L’élément central de ces approches prend la forme de majorations à appliquer aux courbes Intensité-Durée-Fréquence (IDF) en fonction de l’horizon futur envisagé, valeurs qui sont ensuite utilisées pour la conception de divers ouvrages hydrauliques. Après une présentation des enjeux et défis que posent l’adaptation aux pluies extrêmes en milieu urbain, le présent exposé brossera un portrait de ces initiatives pour ensuite discuter des efforts de concertation en cours afin de proposer une démarche cohérente et homogène à l’ensemble des utilisateurs du Québec. La question centrale des incertitudes sera enfin abordée et comment celles-ci doivent être prises en compte dans un contexte d’adaptation et d’analyse de risque dans un contexte de changements climatiques. 

Tendances des vagues de chaleur en Amérique du Nord : une analyse selon leur sévérité

• Élise Comeau, Étudiante au doctorat, Centre pour l’étude et la simulation du climat à l’échelle régionale (ESCER), UQAM 

• Alejandro Di Luca, Professeur agrégé au Centre pour l’étude et la simulation du climat à l’échelle régionale (ESCER), UQAM

Résumé : La chaleur extrême peut engendrer des conséquences négatives comme la mortalité humaine : il est donc important de comprendre son évolution à travers le temps. De nombreuses études ont montré une augmentation de sa fréquence, de sa durée et de son intensité en Amérique du Nord au 20e et au 21e siècle. Cependant, le rôle de la sévérité sur les tendances des chaleurs extrêmes demeure incertain. Nous comparons alors les tendances historiques récentes de vagues de chaleur en Amérique du Nord selon leur sévérité. Nous quantifions l’intensité des vagues de chaleur avec trois mesures (cumulative, moyenne, maximale) basées sur l’anomalie du maximum quotidien de la température comparée au 90e percentile local. Ensuite, pour chaque mesure, nous classons les vagues de chaleur comme étant légères, modérées ou extrêmes selon leur intensité comparée à d’autres vagues de chaleur. Nous trouvons que, pour toutes les saisons (DJF, MAM, JJA, SON), les vagues de chaleur extrêmes s’intensifient 4 à 9 fois plus rapidement que les vagues de chaleur légères. De plus, nous constatons que l’intensité cumulative est la mesure qui croît le plus rapidement peu importe la saison, probablement puisqu’elle est la seule qui tient compte de la durée des vagues de chaleur. Nous remarquons aussi que les tendances les plus élevées sont en été et les plus basses, en hiver. Bien que nos résultats exposent l’influence de la sévérité, ils en n’expliquent pas la cause. Ultérieurement, il serait pertinent d’explorer les tendances des processus physiques qui engendrent les vagues de chaleur. 

Projections CMIP6 des précipitations solides (neige) pour le Canada

Kenneth Chow, Environnement et Changement climatique Canada, Spécialiste des sciences physiques

Résumé : La neige est cruciale au Canada entre autres pour l'approvisionnement en eau douce, son influence sur le climat et l'industrie des loisirs d'hiver. Les projections climatiques futures sur les chutes de neige sont nécessaires pour l'adaptation et la prise de décision, mais la plupart des portails de données climatiques ne fournissent que des projections globales des précipitations totales. Les projections de neige actuelles, issues des modèles climatiques, manquent souvent de précision pour des applications locales et régionales. Pour combler ces lacunes, le Centre canadien des services climatiques a mis au point un ensemble multimodèle de projections de chutes de neige basé sur le Scénarios climatiques mis à l’échelle statistique des modèles climatiques mondiaux (MCM) du CMIP6 (CanDCS-U6 & CanDCS-M6). Cet ensemble se compose de simulations quotidiennes de températures et de précipitations provenant de 26 MCM du CMIP6, statistiquement mis à l'échelle.  

Cette présentation de nature technique détaillera les méthodes utilisées pour estimer la chute de neige à partir des variables quotidiennes de température et de précipitations, l'évaluation de la chute de neige et des indices climatiques de chute de neige dérivés de l'ensemble de données CanDCS-M6, et présentera certaines des projections de chutes de neige à la fin du 21ème siècle. 

Effet du changement climatique sur les événements de gel-dégel dans l'est de l'Amérique du Nord

Martin Leduc, Ouranos, Chercheur

Résumé : Pour une grande partie du Québec, les événements de gel-dégel sont un phénomène courant au printemps et à l'automne. Étant donné l'expansion du volume de l'eau lors de son passage à la glace, les événements de gel-dégel exercent un stress sur plusieurs infrastructures, notamment les routes. Ces événements peuvent aussi engendrer des dommages importants en agriculture et sur d'autres systèmes biologiques. Il est attendu que le nombre annuel d’événements de gel-dégel pourrait diminuer dans certaines régions en raison du réchauffement climatique, mais qu'en est-il des changements projetés au niveau de leur cycle annuel ? Dans cette étude, le cycle annuel des événements de gel-dégel est analysé pour l'est de l'Amérique du Nord en termes de climatologie actuelle et de changements projetés, en utilisant la température de l'air obtenue à partir de l'ensemble ESPO-G6-R2, un sous-ensemble de projections climatiques des modèles globaux de CMIP6 dont les biais ont été corrigés à l'aide d'une réanalyse à haute résolution. Les résultats montrent des changements marqués dans la saisonnalité des événements de gel-dégel pour le scénario SSP370, où le sud du Québec montrant un devancement d'environ deux semaines des événements au printemps, et un retard d'une durée similaire à l'automne. Les événements de gel-dégel deviendront aussi beaucoup plus fréquents durant tout l'hiver, passant d'une fréquence de 20% (un jour sur cinq) en climat présent, à près de 45% vers la fin du siècle. Bien que la dimimution du nombre annuel d'événements sera plutôt faible pour le sud du Québec, les modifications appréhendées dans leur saisonalité devront être considérés dans les stratégies d'adaptation. 

Changements projetés des cyclones extratropicaux dans l’ensemble MRCC5-CMIP6 d’Ouranos

• Christopher McCray, Ouranos, Spécialiste en simulations et analyses climatiques

• Marie-Pier Labonté, Ouranos, Spécialiste en simulations et analyses climatiques

• Dominique Paquin, Ouranos, Responsable Simulations et analyses climatiques

• Martin Leduc, Ouranos, Responsable Recherche et soutien à l'innovation 

Résumé : Les cyclones extratropicaux, communément appelés « tempêtes », sont associés à de nombreux aléas climatiques, incluant des pluies intenses, des chutes de neige importantes, des vents forts et de l'érosion côtière. Afin d'examiner comment ces systèmes et leurs aléas pourraient évoluer dans le futur, nous appliquons un algorithme permettant de détecter et de suivre les cyclones dans l'ensemble des simulations du Modèle régional canadien du climat (MRCC5) piloté par différents modèles globaux de l’ensemble CMIP6 sur le domaine nord-américain produit à Ouranos. Nous présenterons les premières analyses, incluant une évaluation du modèle et les changements projetés. Nous nous concentrerons notamment sur les changements potentiels des trajectoires des tempêtes et les différentes caractéristiques des cyclones qui affectent le nord-est de l'Amérique du Nord. Ces caractéristiques incluent le nombre de cyclones, leur intensité ainsi que les précipitations associées aux tempêtes.