Gel et dégel
Avertissement
Les impacts des événements de gel-dégel de l'air, tels que nous les définissons, sont très difficiles à dissocier des effets d'autres phénomènes, comme le gel-dégel du sol ou les redoux hivernaux.
Par conséquent, les sections suivantes présenteront les impacts combinés de ces types de phénomènes. Par souci de concision, cette page traitera les « événements de gel-dégel » comme un ensemble intégrant les différents phénomènes mentionnés.
Les cycles de gel-dégel causent de nombreux impacts sur une variété de secteurs, dont :
Les écosystèmes forestiers
Les côtes
Les activités hivernales
Les infrastructures
Les secteurs agricoles, viticoles et acéricoles
De plus, les changements de saisonnalité des événements de gel-dégel engendrent diverses conséquences sur l’environnement et sur l’économie.
Impacts sur les arbres
Les impacts des événements de gel-dégel sur les écosystèmes forestiers sont complexes et difficiles à quantifier, car ils sont influencés par de multiples facteurs, dont le manteau neigeux.
En raison du réchauffement de la température, la diminution du manteau neigeux expose davantage les racines des arbres aux événements de gel, les rendant plus vulnérables aux dommages.
Notons que les impacts sur les arbres varient en fonction du moment où survient l’épisode de gel-dégel. Ceux-ci sont plus importants lorsque les gels et les dégels se produisent au début de la saison de croissance, car c’est à ce moment que l’arbre croît, contrairement à la période de dormance, durant laquelle l’activité physiologique est moindre.
La sévérité des événements de gel-dégel est influencée à la fois par la durée de l’événement, ainsi que par l’écart des températures atteintes. De plus, la tolérance au gel des arbres varie considérablement d’une espèce à l’autre, ce qui fait que les effets sur leur santé et leur survie sont très variables.
Ce webinaire met de l’avant le fait que les changements climatiques affectent la fréquence et l’intensité des événements de gel se produisant dans les écosystèmes nordiques, tels que la forêt tempérée et boréale du Québec. Ce changement dans le régime de gel pourrait endommager les arbres et réduire la productivité forestière.
Les dommages aux arbres causés par le gel sont probables dans le climat futur et devraient être considérés dans les plans d’aménagements forestiers, pour la sylviculture d’adaptation aux changements climatiques et dans les programmes de migration assistée.
Impacts sur la production de sirop d’érable
L’érable à sucre est un arbre emblématique de la culture québécoise. Cependant, plusieurs facteurs climatiques peuvent perturber la production de sirop d’érable, notamment la saisonnalité, la durée, la fréquence et l’intensité des événements de gel-dégel et des redoux hivernaux et printaniers.
La sève pour la production de sirop est habituellement récoltée au printemps, lorsque la température augmente au-dessus de 0 °C en journée et qu’elle descend sous le point de congélation durant la nuit. Toutefois, en raison du devancement de la saisonnalité des événements de gel-dégel, la saison des sucres pourrait se produire plus tôt au printemps et durant l’hiver.
Les changements dans la saisonnalité et les variations des épisodes de gel-dégel peuvent aussi avoir des répercussions sur la production globale de sirop d'érable.
Gel et dégel
Les blessures liées au sol gelé peuvent engendrer des effets négatifs sur la santé des érables à sucre, notamment :
entraver l'écoulement de la sève
réduire la production totale de sève
diminuer la quantité de sucre produite par arbre au printemps.
De plus, des épisodes fréquents de dégel en hiver pourraient compromettre la vitalité et la survie des arbres. Entre 1985 et 2006, la quantité de sirop obtenue par entaille a généralement diminué au Québec.
Hausses des températures
Les hausses de températures peuvent également allonger la saison de croissance des érables à sucre, favorisant leur croissance et augmentant leur productivité. Cependant, si la période de gel devenait trop courte, cela pourrait perturber le processus naturel de production de l’eau d’érable. De plus, l’augmentation des températures pourrait mener à l’ouverture hâtive des bourgeons, raccourcissant également la période de production.
Ce projet de recherche a permis d’identifier les principales inquiétudes et répercussions des changements climatiques sur le déplacement de la saison et le rendement à l’entaille des érablières canadiennes et américaines. Parmi plusieurs activités économiques, la production de sirop est l’une des plus directement reliées au climat, particulièrement au climat printanier.
Impacts sur les activités hivernales
En raison de la moins bonne qualité de la neige lors d'événements de gel-dégel, les activités hivernales, telles que la glissade, le ski de fond et le ski alpin, peuvent également être perturbées.
Lorsque la neige fond et gèle à répétition, une croûte de glace se forme à la surface du sol, affectant considérablement la qualité de la neige ; la neige peut devenir granuleuse ou se transformer en neige très humide. À ce stade, les activités de glisse deviennent difficiles, et des avalanches peuvent se déclencher dans certaines zones en raison des couches de glace fragiles présentes dans la neige.
Impacts sur l’agriculture
L’exposition des plantes à des températures supérieures à 0 °C pendant l’hiver peut réduire leur tolérance au froid, les rendant plus vulnérables. Avec les changements climatiques, on anticipe une augmentation des risques liés à la perte d'endurcissement hivernal des plantes. Ceci est dû à la probable diminution de la couverture neigeuse, qui ne sera plus suffisante pour isoler les plantes fourragères aux événements de gel-dégel.
Le changement de saisonnalité des cycles de gel-dégel pourrait également affecter la saison de croissance des plantes, avec le premier gel plus tardif à l’automne et le dernier gel plus hâtif au printemps. Notons cependant que cette modification de la longueur de la saison de croissance permettra de choisir des cultivars ou des hybrides plus tardifs, et de cultiver des espèces nouvelles.
Enfin, en hiver, la réduction du couvert neigeux et l’augmentation des précipitations sous forme de pluie pourraient menacer les plantes pérennes et les cultures. Les cycles de gel-dégel hivernaux, accompagnés de pluies, pourraient aussi augmenter le poids de la neige et de la glace sur les bâtiments agricoles durant la période hivernale.
Dans un autre ordre d’idée, avec moins de neige et une couverture plus courte, les sols seront plus souvent exposés au vent et aux variations de température. Malgré tout, on projette que les périodes de froid extrême seront moins fréquentes et moins intenses.
Impacts sur la viticulture
Les événements de gel-dégel représentent un défi pour les viticulteurs, car ils peuvent influencer la production, la qualité et le rendement des raisins. Ces phénomènes peuvent notamment entraîner des variations de la disponibilité d'eau dans le sol, causant du stress hydrique pour les vignes ; un stress hydrique excessif peut affecter la croissance des raisins et la qualité du vin.
Au printemps, les événements de gel-dégel peuvent endommager les bourgeons, les pousses et les jeunes feuilles, réduisant le rendement et affectant la qualité des raisins.
À l’automne, les gelées tardives peuvent retarder la maturation des raisins en prolongeant la période de croissance, affectant la teneur en sucre et en acide des raisins, et ultimement le goût du vin.
Impacts sur les infrastructures
Étant donné que les événements de gel- dégel de l’air sont intimement liés à ceux du sol, ils peuvent avoir des répercussions significatives sur le cadre bâti. L'un de leurs effets les plus connus est la dégradation des infrastructures routières.
Lorsque la glace fond, l’eau peut s’infiltrer dans différentes couches de l’infrastructure. Lorsque l’eau regèle, elle prend de l’expansion, entraînant des fissures et le soulèvement des surfaces, résultant, entre autres, en nids de poule.
Les événements de gel-dégel du sol peuvent également accélérer la dégradation du bois, la fragilisation des fondations en pierres et affecter la maçonnerie. Combinés à l’utilisation de sels de déglaçage, ces événements pourraient augmenter la corrosion des métaux.
Figure 1 : Illustration du processus menant à la création d’un nid-de-poule lors d’un événement de gel-dégel. Source : Ville de Saint-Eustache
Précipitations liquides hivernales et infrastructures
En raison de l'augmentation des précipitations hivernales sous forme de pluie, les événements de gel-dégel exercent un impact significatif sur la dégradation des bâtiments et des routes. Cette détérioration accélérée entraîne des coûts supplémentaires pour l’entretien, les réparations et la modernisation des infrastructures.
L’érosion des côtes et des falaises
Les falaises friables et les talus argileux que l’on retrouve par exemple aux Îles-de-la-Madeleine ou sur la Côte-Nord rendent ces territoires sensibles aux cycles de gel-dégel.
Durant les cycles de gel-dégel au printemps et à l’automne, l’eau s’infiltre dans les fissures des parois lorsque la température est de plus de 0 °C. Lorsque les températures descendent sous le point de congélation, l’eau gèle, occupant un plus grand volume que l’eau liquide. Cette augmentation du volume peut entraîner le détachement d’une partie des parois.
Selon l’ensoleillement et l’orientation des falaises, les parois peuvent se réchauffer suffisamment pour provoquer le dégel de l’eau contenue, et ce, même à des températures de l’air aussi basses que -23 °C. La réduction de la cohésion du sol peut donc se produire à des températures inférieures à 0 °C.
