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Analyse et validation des extrêmes et de la variabilité des températures et de la précipitation du modèle régional canadien du climat

Roy, Philippe January 2009 (has links) (PDF)
La présente étude a permis d'évaluer le potentiel d'utilisation de deux versions (3.7.1 et 4.1.1) du Modèle Régional Canadien du Climat (MRCC) pilotées en mode réanalyse, afin de reproduire les extrêmes observés en été (sur la période 1961-1990), et de caractériser le régime de précipitation et de températures maximum et minimum au-dessus de trois régions de l'Est de l'Amérique du Nord (Sud et Nord des Grands Lacs et Pennsylvanie). La validation fut réalisée à l'aide de critères diagnostiques multiples liés à la fréquence, l'intensité et la durée des événements extrêmes de précipitation et de température, ceux-ci étant régulièrement utilisés dans l'évaluation des impacts sur les activités humaines et les écosystèmes dans une perspective de changements climatiques. Avec l'utilisation de critères statistiques, les distributions statistiques des indices d'extrêmes de précipitation et de température, les champs moyens saisonniers et la variabilité interannuelle de ces indices et ont été comparés par rapport aux valeurs observées. Les données de référence ont été établies en interpolant sur la grille du MRCC (45km), à l'aide du krigeage ordinaire, les données observées du National Climate Data Center, d'Environnement Canada et du Ministère de l'Environnement du Québec. Les principaux résultats obtenus sur les trois régions montrent que la version 4.1.1 du MRCC simule mieux le régime de température minimum et l'occurrence des jours humides/secs que la version 3.7.1 notamment la moyenne saisonnière, le 10ième centile de température, le nombre maximum de jours secs consécutifs, le nombre de jours de pluie (≥1 mm) ainsi que la variabilité interannuelle. Par contre, peu ou pas de différences existent entre les deux versions quant à la température maximum, l'amplitude thermique quotidienne, le 90ième centile de la température, la précipitation moyenne et le centile de précipitation. Dans tous les cas, la variabilité saisonnière est biaisée (forme et étalement des queues de distribution, i.e. aplatissement et asymétrie), les extrêmes chauds des températures maximum et les précipitations les plus intenses, liées aux phénomènes convectifs, étant largement surestimés ou sous-estimés, respectivement. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Modèle Régional de Climat, Extrêmes, Krigeage, Variabilité interannuelle.
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Étude de la variabilité interne des modèles pilotés : application de la technique d'ensemble au modèle régional canadien de climat

Alexandru, Rodica-Adelina 11 1900 (has links) (PDF)
À cause des non-linéarités dans les processus atmosphériques, les modèles de circulation générale de l'atmosphère (MCG) sont sensibles aux conditions initiales (CI). Autrement dit, les MCG peuvent générer plusieurs solutions de la circulation atmosphérique si un petit changement affecte les CI du modèle. La divergence de ces solutions devient importante en quelques jours de simulations en limitant de cette façon l'habilité des prévisions atmosphériques à une période limitée de temps. Comme une conséquence de l'existence de la variabilité interne, n'importe quel climat peut être décomposé en deux termes: le signal, associé au forçage externe, qui est indépendant des CI, et le «bruit» dû à la variabilité interne qui est générée par cette sensibilité du modèle aux CI. Contrairement aux MCG qui couvrent entièrement le globe et qui possèdent une large variabilité interne, les Modèles Régionaux de Climat (MRC) sont limités et pilotés à leurs frontières latérales par les données qui proviennent d'un MCG. La variabilité interne sera influencée dans ce cas par toutes les contraintes et les conditions qui définissent les MRC comme par exemple, les conditions aux frontières latérales (CFL), la taille ou la position géographique du domaine. Cette étude analyse la variabilité interne du Modèle Régional Canadien de Climat (MRCC) et les possibles conséquences sur les analyses statistiques des simulations saisonnières. Dans ce but, des ensembles de 20 simulations qui diffèrent légèrement dans leurs CI ont été générés avec le MRCC pour différentes tailles du domaine sur une période saisonnière de trois mois. Le degré de variabilité interne du modèle a été apprécié selon le degré d'écart entre les simulations durant la période d'intégration. Les résultats montrent que la variabilité interne du MRCC, estimée statistiquement comme la variance entre les 20 simulations de l'ensemble, dépend fortement des événements synoptiques. Cette dépendance est notamment observée dans les variations de la variance enregistrées durant la période d'intégration. Selon notre étude, ces variations ont une distribution géographique qui dépend de la variable étudiée. L'évolution temporelle des patrons synoptiques montre que les maximums des variances pour les deux champs étudiés, la précipitation (le maximum au sud des États-Unis) et la hauteur du géopotentiel à 850 mb (le maximum vers le nord-est du domaine) sont reliés entre eux. Les évènements de forte précipitation du sud des États-Unis (qui correspondent au maximum de l'écart entre les simulations de la précipitation) engendrent aussi un écart des simulations du champ de la hauteur du géopotentiel. Cet écart entre les simulations du champ de la hauteur du géopotentiel se développe dans les circulations cycloniques et atteint son maximum vers le nord-est (où la variance est maximale), avant de quitter le domaine. Utilisée comme une mesure de la variabilité interne à l'échelle saisonnière, la variance entre les moyennes saisonnières des membres de l'ensemble montre des valeurs importantes pour la statistique saisonnière du champ simulé sur les grands domaines. Cela suggère qu'une seule simulation pourrait produire des erreurs significatives dans l'estimation de la moyenne saisonnière du champ simulé, spécialement pour le champ de la précipitation. Notre expérience montre que les réductions de la taille du domaine diminuent la variabilité interne du modèle dans les aires convectives trouvées comme des aires de forte variabilité interne, mais une importante variation dans la distribution géographique et l'amplitude de la variabilité interne a été détectée à l'intérieur du domaine avec les réductions successives du domaine. Finalement, certains de nos résultats sont reliés au comportement complexe des simulations de l'ensemble durant la période d'intégration, en relevant l'habileté du modèle à générer des solutions bimodales des champs simulés sur les grands domaines d'intégration. La division de l'ensemble en deux groupes différents de simulations a généré pour une période courte de simulation deux estimations différentes du même champ simulé. Les résultats ont montré que cette division de l'ensemble coïncide avec la période durant laquelle la variabilité interne du modèle est maximale. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : modèle régional de climat, ensemble de simulations, variabilité interne.
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Impact de la variabilité climatique récente sur les écosystèmes des Niayes du Sénégal entre 1950 et 2004

Aguiar, Lazar Augustin A. January 2009 (has links) (PDF)
Au cours des 50 dernières années, l'Afrique de l'Ouest a subi une des plus fortes variations de la pluviométrie observées à l'échelle du Globe. Ces fluctuations climatiques ont non seulement affecté le régime des précipitations mais elles ont également engendré des conséquences sur les ressources hydrologiques et végétales. Cette thèse traite de la variabilité climatique et de ses conséquences sur les ressources en eau et la dynamique des zones humides notamment des Niayes du Sénégal au cours de la période comprise entre 1950 et 2004. La thèse s'articule autour de trois volets. Le premier est une caractérisation inter-annuelle et quotidienne de la variabilité climatique par l'analyse de tendance de quelques indices de variabilité et d'extrêmes de précipitations. Le second volet porte sur la réponse des systèmes hydrogéologiques des Niayes à la variabilité pluviométrique par une analyse inter-annuelle (1958-2002) et intra-annuelle du niveau de la nappe. Deux exemples extrêmes sont analysés pour illustrer le phénomène: l'année excédentaire de 1958 et l'année déficitaire de 1974. Enfin, l'impact de la variabilité hydro-climatologique sur les zones humides a été estimé à partir d'un suivi de l'évolution des zones humides via l'analyse diachronique de photographies aériennes des années 1954, 1974 et 2000. Les résultats de l'étude montrent que le déficit pluviométrique enregistré dans la région des Niayes depuis la fin des années 1960 est lié à une réduction du nombre de jours pluvieux (2j/10 ans en moyenne) et une hausse du nombre maximum de jours secs consécutifs (4j/10 ans en moyenne) au cours de la saison de mousson entre avril et octobre. Le nombre de jours dépassant les fortes valeurs de précipitations (par rapport au 90e centile) a également subi une baisse. Par contre, les précipitations cumulées sur trois jours atteignent souvent le 1/4 du cumul annuel ce qui confirme le rôle joué par les événements extrêmes sur l'intensité moyenne et les cumuls mensuels ou saisonniers des précipitations. En plus d'une réduction de la durée de la saison pluvieuse qui est passée de plus de cinq mois à près de trois mois entre 1950 et 2004, les précipitations ont davantage baissé au Sud qu'au Nord, induisant une réduction du gradient Sud-Nord. La Nappe des Sables Quaternaires est actuellement à un niveau extrêmement bas résultant d'une longue période pluviométrique déficitaire. Le maximum piézométrique est passé, sur l'ensemble de la région, de +55 m en moyenne en 1958 à +22 m en 1994 (au dessus du niveau 0 de la mer). Les plus fortes variations sont enregistrées au cours des années 1970 et 1980 -notamment au sud de la région des Niayes -avec -0.60 m tous les dix ans. Le bilan hydrologique de l'année 1974 suggère que les facteurs naturels sont les principales causes de destockage de la nappe avec 96% des sorties dont 89% par évapotranspiration. À l'échelle saisonnière, la recharge de la nappe dépend de la fréquence, de l'intensité et de la durée des précipitations et des séquences sèches à l'intérieur de la saison pluvieuse plus que du cumul annuel. En année de précipitations excédentaires (1958), le temps de recharge est de 5 à 7 mois contrairement en année «sèche» (1974) où les fluctuations piézométriques sont quasi nulles. La dégradation actuelle des conditions hydro-climatiques se manifeste par un asséchement progressif de zones humides. Sur l'ensemble de la région des Niayes, la superficie des zones inondées en permanence est passée de plus de 1000 ha en 1954 à moins de 170 ha en 1974 pour atteindre environ 50 ha en 1982. En 2000, aucune zone inondée en permanence n'est perceptible. Dans le secteur de Mboro (15°9 N -16°54 W) les zones inondées en permanence se sont transformées progressivement en sols à hydromorphie partielle. La «reprise pluviométrique» observée à la fin des années 1990 n'a pas inititié une réaparition en surface de la nappe qui subit un «effet mémoire» dû aux déficits pluviométriques répétés. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Sénégal, Niayes, Variabilité climatique, Précipitation, Hydrogéologie, Nappe des Sables Quaternaires, Zones humides, Changement climatique.
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Développement et analyse des critères de vulnérabilité des populations sahéliennes face à la variabilité du climat : le cas de la ressource en eau dans la vallée de la Sirba au Burkina Faso

Mara, Fanta 10 1900 (has links) (PDF)
Depuis la fin des années 1960, l'Afrique Sahélienne subit une baisse générale de sa pluviométrie moyenne annuelle de l'ordre de 20 % au cours des années 1970 à 1989 par rapport à la normale 1961-1990. L'insuffisance des pluies et leur mauvaise répartition dans le temps ont de sérieuses conséquences tant au niveau du régime d'écoulement des cours d'eau, qu'au niveau des ressources économiques et environnementales. Le Burkina Faso, situé au cœur de la région sahélienne d'Afrique de l'ouest tire l'essentiel de ses ressources de l'agriculture pluviale et de l'élevage, avec une contribution de 30% au PIB. Dans cette région caractérisée par la faiblesse des ressources économiques disponibles et par des économies locales peu diversifiées, la capacité d'adaptation aux changements climatiques soulève des préoccupations importantes et conditionne l'efficacité des stratégies développées. L'objectif principal de cette étude est de développer des critères de vulnérabilité, afin de favoriser une meilleure capacité d'adaptation des populations sahéliennes face à la variabilité du climat. Ce qui vise à mieux comprendre les impacts de la variabilité du régime des précipitations sur les ressources en eau au Nord-Ouest du Burkina Faso, dans la région de la vallée de la Sirba, en prenant en compte les facteurs d'origine socio-économique. La méthodologie repose sur la conceptualisation de la vulnérabilité en groupant ses causes déterminantes dans de larges catégories. Deux étapes ont été suivies dans la réalisation de cette étude. La première consistait à la collecte d'informations d'origines diverses afin de mettre en évidence les aspects environnementaux, socio-économiques et institutionnels susceptibles de caractériser l'état de vulnérabilité ou de résilience de la population face à la variabilité du climat. La seconde était axée sur le regroupement des facteurs identifiés comme essentiels pour la vulnérabilité, leur croisement à l'aide de techniques d'analyse statistique de données multivariées pour la définition des critères. La vulnérabilité des populations a été mise en évidence par province à l'échelle du bassin, en utilisant un système d'information géographique et en combinant l'ensemble des informations. Les résultats de l'analyse en composantes principales sur les indices montrent trois critères dominants: les «Conditions environnementales et capacité de réponse» incluant les ressources en eau, pour la première et la dernière année (en 1984 et 2004), et «les Conditions environnementales et structurelles et la pression anthropique et capacité de réponse» pour l'année 1994. Le point commun entre les deux premiers critères des trois années est l'environnement, les besoins sanitaires de base des populations et le bien être humain en général se retrouvent parmi les premiers critères pour chaque année. La majorité des provinces sont vulnérables au critère «Condition environnementale et capacité de réponse», passant de 27,2 % en 1984 à 54,6 % en 2004. Cette recherche exploratoire a permis de développer une meilleure capacité d'intégration des données pour l'évaluation de la vulnérabilité des populations face au changement du climat dans un contexte local. Malgré les difficultés dues au manque de couverture spatiale et de l'hétérogénéité temporelle des données utilisées, elle a permis de mettre en évidence la variabilité du régime des précipitations et la faiblesse des capacités d'adaptation des populations. Par conséquent, la réduction de l'endettement et de la pauvreté des populations par la diversification des sources de revenu limiterait les risques liés à la variabilité du régime de distribution des précipitations par rapport à l'agriculture pluviale. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Bassin de la Sirba, Burkina Faso, critères de vulnérabilité, variabilité et changement climatique, capacité d'adaptation.
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How smallhoder farmers cope with climate variability : case study of the Eastern slope of Mount Kenya / Agricultures familiales et variabilité climatique sur le versant est du Mont Kenya

Mugambi, Caroline 17 December 2012 (has links)
Pour plusieurs sociétés de part le monde, la sécurité alimentaire repose encore aujourd'hui sur une agriculture familiale. L'objectif de cette thèse est de décrire et d'analyser comment les agriculteurs font face à la variabilité climatique. Le versant est du Mont Kenya est caractérisé par une forte variabilité climatique, sociale et culturelle. Les systèmes agricoles intègrent une diversité d'espèces et de variétés. Sans irrigation, ils dépendent exclusivement de la pluviométrie. Une double approche comparative a été utilisée pour isoler les facteurs sociaux et environnementaux dans notre analyse, en comparant trois altitudes (750 m, 950 m et 1100 m) et deux sociétés (Mwimbi et Tharaka). La diversité au niveau inter et intra spécifique est structurée en fonction de l'altitude et des communautés. Le savoir traditionnel des agriculteurs concernant les climats passés s'avère précis lorsqu'on le compare aux données pluviométriques. Avec l'adoption du maïs au détriment du sorgho et du mil, l'évolution des systèmes de cultures a induit un risque plus élevé aujourd'hui qu'auparavant de perdre des variétés lors des sécheresses. Cependant, l'effet négatif de la variabilité climatique n'est pas homogène; les agriculteurs, par leur savoir et leurs pratiques, atténuent l'effet de la variabilité climatique sur les plantes cultivées. Les dates de semis sont variables pour garantir l'humidité adéquate pour la germination des graines en début de saison des pluies. L'adaptabilité génétique des semences diffèrent fort probablement selon les communautés, certaines évoluant depuis plusieurs années en zones très arides (Tharaka à 750 m) alors que d'autres sont plus familières avec des climats plus cléments (Mwimbi à 1100 m). Les agriculteurs font donc face à la variabilité climatique avec des ressources génétiques qu'ils gèrent et reproduisent historiquement. L'interaction des facteurs sociaux, écologiques, historiques et génétiques devraient davantage être considérée dans les programmes d'amélioration variétale pour faire face à la variabilité climatique. / Smallholder systems are fundamental to food security for many societies but have largely remained under considered. The aim of this study was to describe how farmers in smallholder farming systems cope with climate variability. The eastern slope of Mount Kenya is characterized by high climate, social and cultural variability. Farmers practice rain-fed agriculture favouring multi-crops. A double comparative approach was implemented in order to isolate environmental and social factors, by comparing three altitudinal levels and two societies (Mwimbi and Tharaka). Crop diversity is both environmentally and socially structured. Farmers' climate knowledge is highly accurate in the light of climate rainfall records. Farming systems are also highly dynamic over time, in favor of maize and at the expense of sorghum and millet. This cropping system dynamic has induced an increasing risk of losing local farmers' varieties during drought from 1961 to 2006. However, rainfall variations and droughts do not cause seed losses homogenously, as societies interfere between crop and climate. Various sowing dates are practiced to favour the moisture conditions for the crop at germination. Seed genetic adaptability probably differs between communities, as some are usually exposed to droughts (Tharaka at 750 m) whereas others usually evolve in more favorable climatic environment (Mwimbi at 1100 m).Smallholder farmers thus cope with climatic variability with the crop genetic resources that they historically manage. Interaction between social, ecological, historical and genetic factors must be better reflected in crop genetic sampling strategies used in breeding programs to foster genetic adaptation to climate variability.
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Variabilité et changements climatiques : y a-t-il des impacts sur la pratique de la médecine traditionnelle au Burkina Faso?

Benoît, Élisabeth January 2007 (has links) (PDF)
Au cours des dernières décennies, le Burkina Faso, pays du Sahel, a fait face à un enchaînement d'événements climatiques «extrêmes» d'une ampleur et d'une rapidité sans précédent. On peut penser notamment aux sécheresses récurrentes, à la pluviométrie insuffisante et mal répartie, à la hausse des températures ainsi qu'à l'abaissement ou l'assèchement total des eaux souterraines qui alimentent les sources. Sans contredit, ces événements ont de lourdes conséquences au niveau bio-physique et socio-économique. Au Burkina Faso, la médecine traditionnelle est un héritage millénaire. Tout un chacun a recours à cette médecine locale, fiable et adaptée à un moment ou à un autre. On compte au nombre des impacts des variations climatiques affectant le pays la perte de biodiversité ainsi que la migration vers le sud de certaines espèces végétales. Ces transformations de l'environnement ont des effets sur la pratique de la médecine traditionnelle, ainsi que sur le mode de vie des gens qui la pratiquent et l'utilisent. Dans le cadre d'une étude qualitative, nous avons procédé à une enquête de terrain dans les régions du Centre et du Plateau central au Burkina Faso afin de déterminer les différents impacts des changements et de la variabilité climatiques sur la pratique de la médecine traditionnelle, la vulnérabilité de la population aux impacts ainsi que les stratégies d'adaptation prévilégiées par celle-ci. L'analyse de contenu fut réalisée à partir de 30 entrevues menées auprès de tradipraticiens et d'acteurs impliqués dans le domaine de la médecine traditionnelle et de l'environnement au cours du printemps et de l'été 2005. Ces données furent mises en relation avec les données provenant de la revue de littérature. L'étude a démontré que les changements et la variabilité climatiques ont bel et bien des impacts sur la pratique de la médecine traditionnelle. Par contre, ces impacts sont amplifiés par une panoplie d'autres facteurs de dégradation tant d'ordre bio-physique que social, ce qui rend la population extrêmement vulnérable à ces impacts. La nécessité de traiter cette problématique d'une façon globale, en prenant compte de tous les facteurs d'influence est donc capitale. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Changements climatiques, Variabilité climatique, Vulnérabilité, Adaptations, Plantes médicinales, Médecine traditionnelle, Burkina Faso.
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Les composantes reproductibles et non reproductibles dans un ensemble de simulations par un modèle régional du climat

Separovic, Leo January 2007 (has links) (PDF)
L'objectif de la mise à l'échelle dynamique par les Modèles Régionaux du Climat (MRC) est de générer une variabilité spatio-temporelle de fine échelle à partir des champs à faible résolution. La plupart des MRC sont définis comme un problème de conditions aux frontières, où les Conditions aux Frontières Latérales (CFL) sont définies à partir des champs de pilotage à faible résolution. La variabilité interne des modèles régionaux met en question l'unicité de sa solution. Une petite différence, aux petites échelles des spectres des champs simulés, se propage vers les échelles plus grandes, et ajoute une composante aléatoire au signal forcé. Au même moment, l'advection de l'information prescrite par les conditions aux frontières latérales vers l'intérieur du domaine contraint la partie forcée de la solution du modèle. Par conséquent la variabilité spatio-temporelle générée par les MRC se compose d'une composante reproductible associée au forçage externe, i.e. le forçage exercé par l'extérieur sur l'atmosphère simulée, et d'une composante non-reproductible, associée à la variabilité interne. La présente étude examine comment un MRC partage sa variabilité spatio-temporelle entre les deux composantes. L'analyse est basée sur un ensemble de 20 simulations, effectuée par le Modèle Régional Canadien du Climat (MRCC) pour une saison d'été. Les simulations sont pilotées par les réanalyses NCEP. La composante reproductible est identifiée par la moyenne d'ensemble tandis que la composante non-reproductible est échantillonnée à partir des déviations des membres de l'ensemble par rapport à la moyenne d'ensemble. Quand les champs instantanés sont étudiés, les résultats montrent que la variabilité interne dépend fortement de l'échelle spatiale; les plus petites échelles sont les plus affectées. Aux grandes échelles de l'ordre de 1000km, la composante reproductible est beaucoup plus grande que la composante non-reproductible. Par contre, aux échelles de l'ordre de 100km, la composante non-reproductible n'est plus négligeable. Les profils verticaux de la reproductibilité indiquent que, dans l'ensemble étudié, le forçage par la surface ne contraint pas la circulation du modèle considérablement. La distribution géographique montre, pour les grandes échelles de toutes les variables, le même patron spatial de la reproductibilité: La reproductibilité est en général grande à proximité des frontières d'entrée et elle diminue en aval. La distribution spatiale de reproductibilité des petites échelles suit principalement celle des grandes échelles, mais les valeurs sont considérablement plus petites. De même, la variation temporelle de la reproductibilité des petites échelles est relativement bien synchronisée avec celle de la reproductibilité de grandes échelles. Cela implique que les reproductibilités des grandes et petites échelles sont liées. L'analyse des moyennes saisonnières montre que la composante reproductible domine le spectre entier. Cependant, aux échelles plus petites que 200km, la composante non-reproductible devient non négligeable. Additionnement, la variabilité spatiale du MRCC aux grandes échelles est en moyenne légèrement surestimée par rapport aux analyses objectives près de la surface. Par contre, elle est sous-estimée dans la troposphère supérieure. Ceci justifie le besoin d'appliquer le pilotage des grandes échelles à l'intérieur du domaine du MRCC. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Modèles Régionaux du Climat, Variabilité interne, « Dynamical downscaling ».
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Suivis isotopiques (2H & 18O) du fleuve Saint-Laurent et de la rivière des Outaouais entre 1997 et 2003 : relations avec la variabilité hydroclimatique à l'échelle saisonnière et interannuelle

Myre, Alexandre January 2006 (has links) (PDF)
Les compositions isotopiques (δ¹⁸O et δ²H) du Fleuve Saint-Laurent et de la Rivière des Outaouais ont fait l'objet d'un suivi depuis 1997 dans le cadre d'une contribution au projet de l'Agence Internationale de l'énergie atomique portant sur le traçage isotopique des processus hydrologiques dans les grands bassins. L'échantillonnage des eaux du Saint-Laurent a été réalisé sur une base hebdomadaire à bimensuelle à la station de Montréal (représentant les eaux des Grands Lacs à leur sortie du Lac Ontario) et de Québec (à l'entrée de l'estuaire maritime). Les eaux de la Rivière des Outaouais, le plus important tributaire, ont été échantillonnées à l'embouchure de la rivière à Carillon. Une attention particulière a été portée à la variabilité saisonnière en relation avec les processus hydrologiques (l'évaporation et la fonte des neiges) dans les bassins des tributaires et des Grands Lacs. La variabilité interannuelle a également été analysée en relation avec les bilans hydrologiques et les tendances climatiques à long terme. Les eaux à la sortie des Grands Lacs présentent des compositions isotopiques relativement enrichies en isotopes lourds avec des moyennes annuelles pondérées de -55‰ pour δ²H et -7.1‰ pour δ¹⁸O. La Rivière des Outaouais se démarque par sa signature isotopique plus appauvrie (-80‰ pour δ²H et -10.7‰ pour δ¹⁸O). Finalement, puisque le contenu isotopique de l'eau à la sortie du Fleuve Saint-Laurent dépend en grande partie de l'apport des deux sources précédentes, ce dernier est caractérisé par des valeurs intermédiaires (-64‰ pour δ²H et -8.4‰ pour δ¹⁸O). La saisonnalité du signal isotopique de l'eau de surface provient en partie de la variation de l'apport isotopique des précipitations. Toutefois, le signal des précipitations est tamponné et déphasé par le temps de séjour de l'eau dans le bassin, l'évaporation et l'évolution du tapis nival pendant l'hiver et le début du printemps. Au printemps, la fonte des précipitations hivernales appauvries en isotopes lourds est responsable pour la plus grande partie des variations saisonnières dans les Grands Lacs (1.3‰ , pour Δδ¹⁸O et 8‰ pour Δδ²H) et la Rivière des Outaouais (1.1‰ pour Δδ¹⁸O et 6‰ pour Δδ²H). À la sortie du Fleuve Saint-Laurent à Québec, les variations saisonnières sont dictées par l'apport massif des eaux enrichies en isotopes lourds des Grands Lacs pendant l'été ainsi que par la contribution appauvrie en isotopes lourds des tributaires pendant la période de fonte des neiges (2.4‰ pour Δδ¹⁸O et 19‰ pour Δδ²H). La variation isotopique interannuelle de l'eau dans le bassin du Fleuve Saint-Laurent est relativement faible. D'année en année, l'eau à la sortie des Grands Lacs présente des compositions isotopiques assez stables (Δδ¹⁸O = 0.5‰ et Δδ²H = 2‰). Il nous a toutefois été possible d'observer un faible enrichissement isotopique de l'eau entre la fin de l'été et le début de l'automne entre 1997 et 2003. Puisqu'un tel enrichissement n'est pas observé dans les précipitations, il pourrait être attribué à l'augmentation des températures moyennes annuelles induisant une évaporation accrue dans les Grands Lacs. Les variations interannuelles de la Rivière des Outaouais ont été les plus importantes (Δδ¹⁸O = 1‰ et Δδ²H = 8‰) et semblent être reliées de près aux variations observées dans les précipitations à Ottawa avec une moindre amplitude. La variabilité interannuelle à l'embouchure du Fleuve, à Québec, (Δδ¹⁸O = 0.7‰ et Δδ²H = 3‰) ne peut être entièrement expliquée par un simple mélange des eaux des Grands Lacs et de la Rivière des Outaouais. L'apport des plus petits tributaires entre Montréal et Québec pourrait expliquer cette différence. En effet, les variations isotopiques interannuelles à Québec semblent être reliées de près aux conditions hydrologiques et à l'apport isotopique provenant des bassins des plus petits tributaires. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Isotopes stables, Bassin fluvial, Hydrologie, Variabilité hydroclimatique.
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Effet de la variabilité spatiale de la précipitation sur la mesure du déphasage différentiel total du radar à polarisation

Pison San Pedro, Elena January 2009 (has links) (PDF)
Au cours des dernières années, grâce au radar à polarisation, on constate un intérêt particulier pour l'étude de l'estimation du taux de précipitation à partir du déphasage total mesuré. Plusieurs auteurs ont ainsi confirmé que le gradient radial de la composante de propagation de la phase est un bon indicateur pour estimer le taux de précipitation. Selon la théorie électromagnétique, le déphasage de propagation est une quantité monotone croissant avec la distance parcourue dans la précipitation. Cependant, dans certaines régions, comme dans la couche de fusion ou dans des orages de grêle, la phase mesurée présente parfois des anomalies, à savoir des valeurs négatives du déphasage total mesuré, qui ne sont pas encore complètement comprises. Afin d'expliquer ces valeurs, plusieurs interprétations ont été proposées de manière individuelle dans la littérature. Ce comportement est attribué soit à la composante de rétrodiffusion de la phase, soit au degré d'orientation en commun des hydrométéores dans l'espace, ou soit à la non-homogénéité à l'intérieur du volume de résolution dans des régions de forts gradients de la réflectivité. Le but de notre travail a donc été de développer une méthodologie théorique et opérationnelle capable d'intégrer les trois interprétations dans un seul modèle unifié. Dans un premier temps, nous avons développé une équation de la phase mesurée qui dépend explicitement des trois paramètres de la variabilité spatiale de la précipitation. Ensuite, afin d'examiner la contribution relative de chaque terme à la pondération de la phase dans la couche de fusion, nous avons analysé les variables polarimétriques pour deux heures de données du radar à la bande S de l'université McGill. Cette évaluation s'avère indispensable pour l'identification de la microphysique et de la structure fine de la précipitation dans la couche de fusion, ainsi que pour obtenir une meilleure estimation du taux de précipitation. Nos principaux résultats montrent que dans la région d'anomalie de la couche de fusion, le degré d'orientation en commun des hydrométéores et le déphasage de rétrodiffusion représentent les contributions les plus importantes. La contribution des gradients des variables polarimétriques, quoi que non nulle, est beaucoup moins importante par rapport aux autres termes de variabilité spatiale. Nous concluons alors que la prise en considération de manière individuelle d'un ou de plusieurs termes de variabilité spatiale de la précipitation conduit à une mauvaise évaluation du déphasage de rétrodiffusion caractéristique de la microphysique de la couche de fusion, ainsi que du déphasage de propagation caractéristique de la précipitation. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Radar à polarisation, Gradients négatifs du déphasage total mesuré, Couche de fusion, Processus de rétrodiffusion, Orientation des hydrométéores, Volume de résolution radar non homogène.
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L'influence de la variabilité climatique récente et future sur l'activité des feux dans la région de Waswanipi (Québec) et ses implications pour l'aménagement forestier durable

Le Goff, Héloïse January 2009 (has links) (PDF)
Cette thèse analyse les opportunités de développer un aménagement forestier durable dans un contexte de changements climatiques et dans une région soumise à une fréquence de feu élevée lorsqu'on la compare à celle d'autres régions de la forêt commerciale du Québec. Le premier chapitre examine la relation entre la distribution des classes d'âge, qui reflète l'activité régionale des feux, et les variations climatiques à grande échelle (circulation atmosphérique et océanique). Les variations interdécennales de l'activité des incendies forestiers de la région de Waswanipi, située dans le centre du Québec, ont été reconstituées pour la période 1920-2000 à l'aide d'analyses dendrochronologiques. Nous avons estimé le cycle de feu autour de 153 ans, avec un allongement de 99 ans avant 1940 à 282 ans après 1940. Cette reconstitution a été analysée à l'aide de différents indices climatiques tels que l'Oscillation Pacifique Décennale et l'Oscillations Nord-Atlantique, sur la période 1880-2000. Les corrélations entre la variabilité décennale des feux et les indices climatiques indiquent une influence positive de l'Oscillation Pacifique Décennale. Cette relation a été validée à l'échelle interannuelle pour les années de grands feux entre 1899 et 1996. Le principal objectif du deuxième chapitre est de déterminer si un patron climatique particulier contrôle l'activité régionale des feux et se distingue de ceux contrôlant l'activité des feux dans d'autres parties de la forêt boréale québécoise. La carte de corrélation entre des hauteurs géopotentielles et l'aire brûlée annuellement dans la région d'étude a été produite et comparée avec celles produites pour l'aire brulée annuellement au Québec, et dans les zones de protection intensive (sud du Québec) et restreinte (nord du Québec). Ensuite, des analyses dendroclimatiques ont été réalisées afin d'obtenir des estimées de l'aire brûlée dans les différents territoires examinés de 1904 à 2001 afin d'évaluer la stabilité temporelle de l'influence climatique sur l'activité des feux. Le patron climatique qui contrôle l'activité des feux dans la région d'étude est intermédiaire entre ceux responsables de l'activité des feux dans les zones de protection intensive et restreinte. Ce patron serait relativement stable au moins depuis 1948. Le troisième chapitre examine les taux de changement futurs de l'activité des feux sous l'influence des changements climatiques dans la région de Waswanipi, au centre du Québec. Tout d'abord, nous avons utilisé des régressions linéaires pour modéliser la relation historique (1972-2002) entre les conditions météorologiques et l'activité des feux. Ensuite, nous avons calculé les composantes du système de l'Indice Forêt-Météo à partir des simulations quotidiennes des conditions météorologiques du Modèle Régional Canadien du Climat (1961-2100). Nous avons testé les tendances linéaires de l'activité des feux sur la période 1961-2100, et calculé les taux de changement entre les périodes 1975-2005, 2030-2060, et 2070-2100. Nos résultats suggèrent que le risque de feu du mois d'août pourrait doubler d'ici 2100, alors que celui du mois de mai pourrait diminuer. Ainsi, le pic saisonnier de l'activité des feux pourrait se réaliser et se prolonger plus tard dans la saison. Bien que nos résultats suggèrent une faible augmentation à long terme de l'activité des feux, la variabilité interannuelle qui y est associée reste un défi bien plus grand pour le développement d'un aménagement forestier durable. Traditionnellement au Québec, le risque de feu est géré a posteriori en foresterie: quand un feu survient dans un territoire aménagé, une partie des pertes encourues est atténuée par des coupes de récupération. Dans le quatrième chapitre, nous explorons des approches davantage proactives pour inclure les risques et les incertitudes à la planification forestière. Nous présentons d'abord les concepts communs à l'adaptation aux changements climatiques et à l'aménagement forestier durable. Ensuite nous présentons différents indicateurs climatiques du risque de feu régional qui pourraient contribuer à mieux prévoir et intégrer le risque de feu dans la planification forestière stratégique et tactique. Enfin, nous discutons de différentes stratégies d'aménagement forestier qui permettent d'intégrer plus facilement le risque de feu à la planification forestière. Bien que nous ayons déjà de plusieurs outils pour intégrer les risques et les incertitudes dans la planification forestière, d'importants changements dans la perception de ces risques et incertitudes sont nécessaires pour les mettre en place. En conclusion, il est techniquement possible de développer un aménagement forestier durable qui tienne mieux compte du risque de feu prévalant dans la région de Waswanipi. Cependant notre capacité technique et scientifique ne suffit pas à garantir qu'un tel aménagement sera effectivement réalisé puisque sa mise en place nécessiterait une véritable volonté politique et de profonds changements dans la perception des risques et incertitudes en aménagement forestier. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Feux de forêts, Changements climatiques, Aménagement forestier écosystémique, Adaptation aux changements climatiques, Dendroclimatologie, Circulation atmosphérique, Circulation océanique, Indice forêt-météo, Risque de feu.

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