Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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Le modèle de surface Soil, Vegetation, and Snow (SVS) a été récemment mis au point par Environnement et Changement climatique Canada (ECCC) à des fins opérationnelles de prévisions météorologique et hydrologique. L’objectif principal de cette étude est d’évaluer la capacité de SVS, en mode hors ligne à l’échelle de points de grille, à simuler différents processus par rapport aux observations in situ. L’étude est divisée en deux parties: (1) une évaluation des processus de surface terrestre se produisant dans des conditions sans neige, et (2) une évaluation des processus d’accumulation et de fonte de la neige. Dans la première partie, les flux d’énergie de surface et la teneur en eau ont été évalués sous des climats arides, méditerranéens et tropicaux pour six sites sélectionnés du réseau FLUXNET ayant entre 4 et 12 ans de données. Dans une seconde partie, les principales caractéristiques de l’enneigement sont examinées pour dix sites bien instrumentés ayant entre 8 et 21 ans de données sous climats alpins, maritimes et taiga du réseau ESM-SnowMIP. Les résultats de la première partie montrent des simulations réalistes de SVS du flux de chaleur latente (NSE = 0.58 en moyenne), du flux de chaleur sensible (NSE = 0.70 en moyenne) et du rayonnement net (NSE = 0.97 en moyenne). Le flux de chaleur dans sol est raisonnablement bien simulé pour les sites arides et un site méditerranéen, et simulé sans succès pour les sites tropicaux. Pour sa part, la teneur en eau de surface a été raisonnablement bien simulée aux sites arides (NSE = 0.30 en moyenne) et méditerranéens (NSE = 0.42 en moyenne) et mal simulée aux sites tropicaux (NSE = -16.05 en moyenne). Les performances du SVS étaient comparables aux simulations du Canadian Land surface Scheme (CLASS) non seulement pour les flux d’énergie et le teneur en eau, mais aussi pour des processus plus spécifiques tels que l’évapotranspiration et le bilan en eau. Les résultats de la deuxième partie montrent que SVS est capable de reproduire de manière réaliste les principales caractéristiques de l’enneigement de ces sites. Sur la base des résultats, une distinction claire peut être faite entre les simulations aux sites ouverts et forestiers. SVS simule adéquatement l’équivalent en eau de la neige, la densité et la hauteur de la neige des sites ouverts (NSE = 0.64, 0.75 et 0.59, respectivement), mais présente des performances plus faibles aux sites forestiers (NSE = - 0.40, 0.15 et 0.56, respectivement), ce qui est principalement attribué aux limites du module de tassement et à l’absence d’un module d’interception de la neige. Les évaluations effectuées au début, au milieu et à la fin de l’hiver ont révélé une tendance à la baisse de la capacité de SVS à simuler SWE, la densité et l’épaisseur de la neige à la fin de l’hiver. Pour les sites ouverts, les températures de la neige en surface sont bien représentées (RMSE = 3.00 _C en moyenne), mais ont montré un biais négatif (PBias = - 1.6 % en moyenne), qui était dû à une mauvaise représentation du bilan énergétique de surface sous conditions stables la nuit. L’albédo a montré une représentation raisonnable (RMSE = 0.07 en moyenne), mais une tendance à surestimer les valeurs de fin d’hiver (biais = 0,04 sur la fin de l’hiver), en raison de la diminution progressive pendant les longues périodes de fonte. Enfin, un test de sensibilité a conduit à des suggestions aux développeurs du modèles. Les tests de sensibilité du processus de fonte de la neige suggèrent l’utilisation de la température de surface de la neige au lieu de la température moyenne lors du calcul. Cela permettrait d’améliorer les simulations SWE, à l’exception de deux sites ouverts et d’un site forestier. Les tests de sensibilité à la partition des précipitations permettent d’identifier une transition linéaire de la température de l’air entre 0 et 1 _C comme le meilleur choix en l’absence de partitions observées ou plus sophistiquées. / The Soil, Vegetation, and Snow (SVS) land surface model has been recently developed at Environment and Climate Change Canada (ECCC) for operational numerical weather prediction (NWP) and hydrological forecasting. The main goal of this study is to evaluate the ability of SVS, in offline point-scale mode, to simulate different processes when compared to in-situ observations. The study is divided in two parts: (1) an evaluation of land-surface processes occuring on snow-free conditions, and (2) and evaluation of the snow accumulation and melting processes. In the first part, surface heat fluxes and soil moisture were evaluated under arid, mediterranean, and tropical climates at six selected sites of the FLUXNET network having between 4 and 12 years of data. In the second part, the main characteristics of the snow cover are examined at ten well-instrumented sites having between 8 and 21 years under alpine, maritime and taiga climates from ESM-SnowMIP network. Results of the first part show SVS’s realistic simulations of latent heat flux (NSE = 0.58 on average), sensible heat flux (NSE = 0.70 on average), and net radiation (NSE = 0.97 on average). Soil heat flux is reasonably well simulated for the arid sites and one mediterranean site, and poorly simulated for the tropical sites. On the other hand, surface soil moisture was reasonably well simulated at the arid (NSE = 0.30 on average) and mediterranean sites (NSE = 0.42 on average) and poorly simulated at the tropical sites (NSE = - 16.05 on average). SVS performance was comparable to simulations of the Canadian Land Surface Scheme (CLASS) not only for energy fluxes and soil moisture, but more specific processes such as evapotranspiration and water balance. Results of the second part show that SVS is able to realistically reproduce the main characteristics of the snow cover at these sites. Based on the results, a clear distinction between simulations at open and forest sites can be made. SVS is able to simulate well snow water equivalent, density and snow depth at open sites (NSE = 0.64, 0.75 and 0.59, respectively), but exhibits lower performances over forest sites (NSE = - 0.40, 0.15 and 0.56, respectively), which is attributed mainly to the limitations of the compaction scheme and the absence of a snow interception scheme. Evaluations over early, mid and end winter periods revealed a tendency to decrease SVS’s ability to simulate SWE, density and snow depth during end winter. At open sites, SVS’ snow surface temperatures are well represented (RMSE = 3.00_C on average), but exhibited a cold bias (PBias = - 1.6% on average), which was due to a poor representation of the surface energy balance under stable conditions at nighttime. Albedo showed a reasonable representation (RMSE = 0.07 on average), but a tendency to overestimate end winter albedo (bias = 0.04 over end winter), due to the slow decreasing rate during long melting periods. Finally, sensitivity tests to the snow melting process suggest the use of surface snow temperature instead of the average temperature when computing the melting rate. This would provide the improvement of the SWE simulations, with exception of two open and one forest sites. Sensitivity tests to partition of precipitation allows to identify a linear transition of air temperature between 0 and 1_C as the best choice in the absence of observed or more sophisticated partitions

Le phénomène de compression temporelle (CT) est cette impression que le temps passe de plus en plus rapidement avec l’avancée en âge. La présente étude vise à identifier les caractéristiques individuelles qui affectent la CT. Ainsi, 894 participants de 15 à 97 ans, divisés en quatre groupes d’âge, ont rempli cinq questionnaires. Les résultats indiquent que la croyance au phénomène de CT, l’âge, l’impulsivité dysfonctionnelle, le niveau d’anxiété et l’adhérence aux facteurs de personnalité Agréabilité, Conscienciosité et Névrotisme influencent de façon significative le phénomène de CT. Par ailleurs, une analyse de régression linéaire multiple révèle que les variables qui prédisent le mieux la CT sont un niveau d’anxiété élevé, la croyance au phénomène de CT et les traits de personnalité Consciencieux et Agréables. Ces résultats apportent davantage de poids à la croyance populaire voulant que le temps semble passer plus vite en vieillissant ; toutefois, ce sont des variables modératrices qui expliquent le mieux ce phénomène plutôt que le simple fait d’avancer en âge.

L’estimation du temps est une faculté particulière ne dépendant d’aucun sens en soi. Pour estimer différentes durées avec précision, il serait toutefois nécessaire que l’attention soit orientée sur cette estimation (p.ex., Brown, 1997). Cette thèse s’intéresse ainsi aux ressources attentionnelles impliquées dans l’estimation de courts intervalles temporels (2,5 secondes). Plus précisément, elle vise à établir dans un premier temps comment l’attention peut être partagée, simultanément, entre l’estimation de deux intervalles temporels asynchrones. Ces estimations temporelles parallèles sont réalisées, dans les expériences du Chapitre III, à partir de signaux de différentes modalités (auditive ou visuelle). Dans le Chapitre IV, des signaux d’intensités différentes sont plutôt utilisés (signal auditif fort ou faible). Il est alors possible d’évaluer la différence obtenue entre l’estimation d’un signal auditif et visuel et entre un signal auditif fort et un signal auditif faible. Ces effets de modalité (voir Penney, 2003) et d’intensité (voir Matthews, Stewart & Wearden, 2011) ont déjà été démontrés dans la littérature sur l’estimation temporelle. En identifiant les processus modulant ces deux phénomènes, des liens et distinctions peuvent alors être établis entre eux. Les cinq expériences de cette thèse utilisent une tâche de production temporelle (les participants reproduisent une durée cible de 2,5 secondes). Pour trois de ces expériences, les participants doivent produire deux intervalles par essai. Les deux intervalles se superposent de façon variable à chaque essai, mais le second intervalle apparaît toujours suivant le début de la première production. Cette tâche représente le cœur de la thèse et est désignée par l’appellation suivante : productions temporelles simultanées asynchrones. Les résultats suggèrent que l’estimation simultanée de deux durées est coûteuse et que les ressources sont partagées entre les deux intervalles. Une distinction est également établie entre les deux intervalles traités en parallèle. Durant l’estimation du premier intervalle, un effet d’attente du second signal est observé. Ce phénomène a déjà été relevé dans la littérature (voir Fortin, 2003), mais c’est la première fois qu’il est identifié dans un paradigme d’estimation temporelle en parallèle. Les résultats montrent également que l’effet du partage attentionnel est plus important sur les signaux visuels qu’auditifs alors qu’aucune distinction n’est observée pour les signaux variant en intensité. Cela appuie l’idée que 1) le partage de ressources est impliqué dans l’effet de modalité et que 2) l’effet de modalité ne semble pas expliqué par la saillance des signaux contrairement à ce que suggèrent certains auteurs (Penney, Gibbon & Meck, 2000). De plus, la thèse propose que l’estimation de deux durées simultanées est plus précise lorsque la modalité des stimuli est uniquement auditive. Cette observation appuie l’idée d’une dominance de la modalité auditive en ce qui a trait au temps (Welch & Warren, 1980). L’intégration des apports théoriques concernant les effets de modalité et de dominance est abordée en discussion. Les résultats permettent également d’émettre certaines propositions quant au modèle du traitement de l’information temporelle. / Time estimation is a particular skill independent of any sensorial modality per se. A precise estimation would require to focus attention on the duration (e.g., Brown, 1997). This thesis focused on attentional processes involved in estimation of short timing intervals (2,5 seconds). It aimed to explain how attention is shared between estimation of two asynchronous signals. In Chapter III, the modality of the signals varied (auditory or visual) in parallel timing estimation. In Chapter IV, the intensity of the signals varied (loud tone or low tone). It was then possible to compare difference between an auditory and a visual signal (effect of modality) and between a loud and a low auditory signal (effect of intensity). Those effects of modality (see Penney, 2003) and intensity (see Matthews, Stewart & Wearden, 2011) have empiric supports in timing studies. Evaluation of attentional processes that may interfere with those two phenomena provides information about links and dissociations between them. A time production task (participants reproduce a target duration of 2,5 seconds) has been designed for five experiments in this study. In three of those five experiments, participants had to produce two intervals in a trial. In each trial, there was a variable overlap between the intervals, but the second interval always appears after the beginning of the first production. This task was the focal point of this thesis and is named: concurrent asynchronous time productions. Results suggest that attention is shared between the estimation of both intervals. A dissociation is established between the first and the second time production of the trial. During the first interval, an effect of expectancy is observed. This phenomenum is described in the timing literature (see Fortin, 2003), but it has never been reported in a parallel timing paradigm. The effect of modality only is modulated by attention sharing. This result supports 1) an involvement of attention sharing in the effect of modality and 2) a differential process between auditory and visual modality which would not be explain by the salience of the signals. This result contradicts what suggest Penney, Gibbon and Meck (2000). The thesis highlights that auditory parallel timing is easier than any other modality combination. As this modality is more efficient, it supports the theory of auditory dominance in timing (Welch & Warren, 1980). Links and theoretical contributions about modality and dominance are addressed in the final discussion. Proposals to the Temporal Information-Processing model are also discussed.

En discrimination temporelle d'intervalles vides, les performances observées dans la condition hétéromodale (son (S)- lumière (L)) sont inférieures à celles obtenues dans des conditions homomodales (S-S, L-L) lorsque les durées des intervalles se situent entre 100 et 2 000 msec. Cette différence, inexplicable à partir des modèles psychophysiques de discrimination de durées, a été abordée en considérant avec Fraisse (1967), que le temps est perçu dans et par la perception de l'organisation du successif, cette dernière prenant place d'une façon spontanée dans des conditions de similarité et de proximité entre les stimuli en présence. La procédure expérimentale utilisée prévoit la présentation, avant ou après celle de la deuxième limite de l'intervalle vide, d'un signal sonore interférant, Si. Les moments de présentation de Si sont indépendants de ceux de la deuxième limite de l'intervalle à discriminer. À chaque essai, les sujets doivent ignorer Si; de plus, ils reçoivent un feed-back relativement à la durée de l'intervalle présenté. Pour des niveaux de proximité se situant autour de 250 msec, les résultats démontrent qu'en utilisant un intervalle délimité par un son (S) et une lumière (L), la tendance qu'ont les sujets à répondre "long" augmente à mesure que Si s'éloigne de S; d'un autre côté, lorsque S est remplacé par L, ce phénomène n'est plus observé. L'effet de Si est donc relié à une séquence de deux sons. Cet effet est influencé par le niveau de proximité temporelle séparant les deux sons; il n'est toutefois pas affecté par la variable similarité définie, selon Fraisse (1967), en regard de l'homogénéité et de l'hétérogénéité des sensations produites par les stimuli. En effet, l'écart entre la qualité spectrale des sons n'a pas permis d'observer des résultats similaires à ceux obtenus en utilisant une séquence S-L. La différence entre les performances observées selon les séquences S-Si et L-Si semble donc reliée au fait que les stimuli appartiennent ou non à une même modalité sensorielle. En conclusion, le phénomène observé dans cette thèse, de même que les résultats obtenus en discrimination temporelle d'intervalles vides n'étant pas véritablement associés à la variable similarité, la perception de l'organisation du successif et, d'une façon plus générale, l'organisation perceptive n'apparaissent plus appropriées pour expliquer la différence entre les performances observées en discrimination temporelle d'intervalles vides homomodaux et hétéromodaux d'une durée supérieure à 100 msec. Enfin, les résultats de cette thèse indiquent aussi que deux sons, présentés à proximité, possèdent des propriétés particulières: ils permettent l'accès spontané à une information temporelle et ils font en sorte que cette information ait un caractère contraignant pour le processus décisionnel. Ces deux propriétés pourraient être reliées à un mécanisme assimilable à la préattention. En regard du modèle de Rousseau, Poirier et Lemyre (1983), ce mécanisme constituerait une propriété fonctionnelle particulière des régions spécifiques aux modalités sensorielles.