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Rapport technique thématique no 5. - Tendances climatiques au Canada, 1950-2007

Données

Les données climatiques sont des renseignements obtenus sur des conditions météorologiques ayant fait l’objet d’observations. Elles sont relevées à des sites et à des moments précis au moyen d’instruments particuliers, et conformément à des procédures standard. Par conséquent, un ensemble de données reflète non seulement des conditions météorologiques, mais il met également en évidence d’autres facteurs qui ne sont pas nécessairement liés au climat, comme le lieu des observations et la manière dont ces dernières ont été effectuées. Par exemple, une modification quant aux procédures d’observation ou aux instruments utilisés peut entraîner un changement de nature non climatique dans des séries de données. Afin d’obtenir des évaluations fiables sur les tendances climatiques, ces éléments artificiels intégrés aux données climatiques doivent être éliminés autant que possible en créant des séries de données homogénéisées. Par ailleurs, les tendances présentées dans cette section sont en grande partie basées sur des données homogénéisées.

Les données sur les températures utilisées dans les analyses provenaient de 210 stations réparties de façon relativement égale à travers le pays; elles ont été rigoureusement vérifiées et corrigées lorsque des erreurs systématiques étaient décelées (comme des changements concernant les stations, des modifications quant aux procédures d’observation et l’exclusion de certaines stations en raison des incidences importantes du réchauffement climatique urbain) (Vincent, 1998). Cet ensemble de données a été utilisé dans des études antérieures sur les changements de température au Canada et ses variations extrêmes de température (Zhang et al., 2000; Bonsal et al., 2001; Vincent et Mekis, 2006). Les renseignements liés à la tendance ont été récoltés entre 1950 et 2007 et les températures moyennes quotidiennes ont été calculées à partir de la moyenne entre les températures quotidiennes minimales et maximales.

Les données sur les précipitations qui ont été utilisées comportent des valeurs quotidiennes ajustées de pluie et de neige observées dans 495 stations réparties dans tout le pays (Mekis et Hogg, 1999). Toutes les inhomogénéités connues des données qui ont été occasionnées par des changements liés aux emplacements des stations et aux programmes de mesure des précipitations ont été soigneusement réduites au minimum. Le captage sous-évalué en raison du vent, la perte par infiltration, l’évaporation, les faibles chutes et la densité variable de la neige ont également été pris en compte dans la procédure d’ajustement. Un sous-ensemble issu de cet ensemble de données a été utilisé dans d’autres études afin d’examiner les changements qui surviennent pendant de fortes précipitations au Canada (Zhang et al., 2001b) et les tendances qui correspondent à l’intensité des précipitations au Canada (Vincent et Mekis, 2006). Les variables choisies pour analyser les tendances sont les précipitations annuelles et saisonnières totales, la proportion de précipitations annuelles qui tombe sous forme solide (exprimée en pourcentage) et le nombre de jours avec précipitations mesurables (quantités supérieures aux chutes négligeables).

L’information sur les tendances et la variabilité relatives à la couverture de neige était issue d’observations quotidiennes liées à l’épaisseur de neige effectuées aux stations météorologiques et synoptiques. Des observations relatives à l’épaisseur de la couche de neige mesurées manuellement par règle ont été effectuées à la plupart des stations synoptiques du Canada depuis le milieu des années 50 environ. Le programme d’observation quotidien a été élargi pour s’appliquer aux stations climatologiques (coopérative) au début des années 80, ce qui a eu pour effet de multiplier par quatre environ le nombre de stations du réseau canadien, lequel atteint maintenant approximativement 2 000 stations. Toutefois, seulement 150 stations environ disposent de données plus ou moins complètes depuis 1950 pouvant servir au suivi des changements liés à l’état de la couverture de neige au Canada. Les données de ce rapport sont issues d’une récente mise à jour de données effectuée sur la couverture de neige au Canada (Service météorologique du Canada, 2000). Elle comporte des anciennes données qui n’ont jamais été numérisées sur l’épaisseur de la neige au Canada, et présente la reconstitution des valeurs manquantes selon Brown et Braaten (1998). Seules les stations disposant de données couvrant 47 années ou plus ont été incluses dans l’analyse, et les tendances ont été réalisées pendant 57 saisons de neige, soit de 1950-1951 à 2006-2007. Il convient de souligner que la plupart des observations quotidiennes d’épaisseur de neige sont effectuées dans des sites ouverts de régions peuplées, ou près de ces dernières. Il se peut donc que ces observations ne soient pas représentatives de la couverture de neige située aux alentours de ces régions, en particulier dans les endroits où les terrains se trouvent en hautes altitudes (p. ex. en Colombie-Britannique et en Alberta) et avec un couvert forestier, puisque la neige sur les terrains dégagés tend à fondre plus rapidement que celle située dans les zones de végétation. De plus, la répartition des stations, fortement détournée vers les latitudes sud, entraîne d’importantes lacunes dans les données pour les zones situées au-dessus du 55e parallèle nord. Les variables relatives à la couverture de neige indiquées dans le présent rapport correspondent à la durée de la couverture de neige (DCN) définie comme étant le nombre de jours comportant 2 cm ou plus de neige au sol, pendant une année de neige, du mois d’août jusqu’au mois de juillet, et présentant l’épaisseur maximale annuelle de neige. La DCN est calculée durant l’automne (d’août à janvier) et le printemps (de février à juillet), soit durant l’année de neige divisée en deux périodes, ce qui permet de fournir des données correspondant aux changements occasionnés par l’arrivée et la fonte de la couverture de neige. Une évaluation de l’homogénéité des observations quotidiennes portant sur l’épaisseur de la neige a été effectuée par Brown et Braaten (1998) et ils ont détecté peu de valeurs non homogènes.

Le moment auquel surviennent la formation et la fonte des glaces constitue un indicateur important des conditions climatiques. La phénologie des glaces consiste à faire le suivi et à analyser la couverture et le dégagement des glaces. Les données historiques canadiennes sur la phénologie des glaces ont été archivées dans la base de données des glaces de lac du Canada (Canadian Lake Ice Database) élaborée par Lenormand et al. (2002), en fonction de programmes d’observation de glaces gérés par le Service météorologique du Canada (SMC) et le Service canadien des glaces (SCG). Certaines données supplémentaires provenant du programme bénévole Veille au gel ont été ajoutées (Attention glace, 2008a). Bien que la base de données renferme un nombre considérable d’observations, les sites qui effectuent des observations en continu sur plusieurs décennies en vue de réaliser une analyse de la tendance sont relativement peu nombreux. De plus, certains programmes d’observation ont pris fin dans beaucoup de sites au cours des années 90. Par conséquent, le présent rapport reposera principalement sur les résultats des analyses publiées sur les tendances qui ont été établies à partir des données canadiennes sur la phénologie des glaces fournies par Zhang et al. (2001a) et Duguay et al. (2006). Il reposera également sur des résultats plus récents obtenus de l’analyse de Latifovic et Pouliot (2007) qui se sont servis de l’imagerie visible par satellite pour étendre les données sur la phénologie des glaces à environ 40 lacs situés dans tout le Canada.

La disponibilité de l’eau est toujours importante pour les écosystèmes, en particulier dans les régions relativement sèches. Dans le cadre de cette analyse, l’indice de sévérité de sécheresse de Palmer (ISSP) a été utilisé en tant qu’indice de la disponibilité de l’eau et a été mesuré à partir des données observées sur les températures et les précipitations. L’ISSP reflète les changements à long terme quant à l’humidité, le ruissellement, l’alimentation, la percolation profonde et l’évaporation et il sert à analyser les sécheresses pendant des périodes se prolongeant sur des mois ou des saisons. Une valeur positive indique un temps humide, tandis qu’une valeur négative suggère des conditions de sécheresse. La modélisation de l’ISSP requiert des observations concomitantes effectuées au même endroit portant sur des températures atmosphériques moyennes et sur des précipitations totales. L’ISSP a été calculé à partir d’ensembles de données historiques ajustées relatives aux températures et aux précipitations décrites ci-dessus pour 80 stations disposant de données plus ou moins complètes sur les températures et les précipitations entre 1950 et 2007.

La disponibilité de la chaleur nécessaire à la croissance végétale a été étudiée en calculant le nombre de degrés-jours de croissance pendant la saison de croissance. Le début de la saison de croissance correspond à la date à laquelle les températures moyennes sont supérieures à 5 °C pendant 5 jours consécutifs au printemps et à la fin de la saison de croissance lorsque la situation s’inverse. La température moyenne calculée sur cette période correspond au nombre de degrés-jours de croissance et a été évaluée à toutes les stations mesurant la température.

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