Le monde change rapidement, et le passé n'est plus un guide pour l'avenir en termes d'événements extrêmes et d'inondations. C'est l'une des conclusions d'un article sur le Changing Cold Regions Network (CCRN), un résumé du programme de recherche qui s'est achevé en 2018 et qui a récemment compilé nombre de ses avancées scientifiques dans un numéro spécial de la revue Hydrologie et sciences du système terrestre .

La recherche du CCRN visait à améliorer les modèles de prévision et de prédiction afin de mieux comprendre les défis auxquels l'Ouest et le Nord du Canada pourraient être confrontés à l'avenir alors que la planète se réchauffe.

Des événements sans précédent comme le Fort McMurray, Alberta, feu de forêt en 2016 et l'inondation de Calgary en 2013 pourraient commencer à devenir plus fréquents et plus graves, a déclaré le Dr Chris DeBeer, directeur scientifique du CCRN et du programme pancanadien Global Water Futures (GWF), dirigé par l'Institut mondial pour la sécurité de l'eau (GIWS) et le Centre d'hydrologie de l'Université de la Saskatchewan (USask).

« Pouvoir mieux comprendre ce que l'avenir nous réserve est très important pour la société, pour nos ressources en eau et pour les infrastructures et la santé et bien d'autres choses connexes, " a déclaré DeBeer.

Environnements difficiles

Comme il s'avère, les prairies, les montagnes, et le nord peut être difficile à modéliser.

"Les raccordements à l'eau de surface n'existent pas tout le temps, et une grande partie du paysage des prairies est couverte de dépressions glaciaires qui ne se connectent que périodiquement, " a déclaré DeBeer. " Cela a toujours été un défi pour les modèles standard de représenter cela. "

Les recherches effectuées par le CCRN ont amélioré la capacité des modèles à représenter l'hydrologie dans l'ouest et le nord du Canada, qui a des caractéristiques uniques comme le pergélisol et les glaciers. GWF, un programme de suivi élargi du CCRN, fait avancer les modèles et se concentre sur tout le Canada ainsi que les régions froides et de haute montagne du monde, qui fournissent de l'eau à une grande partie de la population mondiale.

"Ce sont des environnements difficiles, " a déclaré DeBeer. " Des processus tels que la fonte des neiges et l'infiltration dans le sol gelé et le gel et le dégel des sols - les processus des régions froides sont uniques et difficiles à représenter dans des modèles informatiques. "

Le changement climatique a également un impact sur les paysages et la couverture terrestre, comme l'agriculture et les prairies rampant vers le nord, arbustes envahissant la toundra, et les arbres à feuilles caduques remplacent les conifères dans la forêt boréale. Ces changements peuvent avoir un impact sur les prédictions faites par ces modèles.

Des paysages changeants

Dr Jennifer Baltzer, professeur agrégé et titulaire de la Chaire de recherche du Canada à l'Université Wilfrid Laurier et chercheur principal au GWF, faisait partie du CCRN en mettant l'accent sur le changement de la couverture terrestre aux hautes latitudes.

Des modèles hydrologiques et d'occupation des sols sont développés en parallèle. Une étape importante consiste à rassembler ces modèles pour améliorer la précision de nos prévisions, dit Baltzer.

"Le type de végétation que vous avez dans ces régions contrôle fortement certains de ces échanges physiques liés à l'eau et à l'énergie, " elle a dit.

La recherche du CCRN a capturé les principaux scénarios de transition de la végétation induite par le réchauffement climatique dans des simulations des modèles de surface terrestre qu'Environnement et Changement climatique Canada (ECCC), et CCRN utilisaient.

Les modèles ont une gamme de différents types d'occupation du sol qui sont utilisés dans le cadre des scénarios qu'ils exécutent. Baltzer a dit qu'en modifiant les couvertures terrestres, nous pouvons commencer à évaluer les implications du changement de végétation induit par le réchauffement climatique.

Des modèles hydrologiques et d'occupation des sols sont développés en parallèle. Une étape importante consiste à rassembler ces modèles pour améliorer la précision de nos prévisions, dit Baltzer.

"Si vous essayez d'anticiper l'un et d'ignorer l'autre, vous n'allez pas bien faire les choses parce que les deux se parlent et interagissent l'un avec l'autre."

Un effort national pour améliorer la préparation aux urgences liées au changement climatique

Le programme GWF travaille avec le gouvernement fédéral et les provinces et territoires pour améliorer la prévision nationale de l'eau, qui peut aider à informer les utilisateurs de l'impact du changement climatique sur la disponibilité de l'eau, extrêmes d'inondation et de sécheresse, les plaines inondables et l'impact de la diminution du manteau neigeux, les glaciers et le dégel du pergélisol sur les futurs débits d'eau.

Les chercheurs ont travaillé à l'amélioration de la plateforme de modélisation hydrologique des régions froides à petite échelle, et le modèle à grande échelle MESH (Modélisation Environnementale Communautaire – Surface et Hydrologie) – le schéma hydrologique de surface terrestre du système de modélisation environnementale communautaire d'ECCC.

Le système de modélisation a tiré parti des avancées scientifiques du CCRN et du GWF et les a appliqués dans des bassins fluviaux clés à travers le Canada, y compris les Grands Lacs–St. Laurent, Saskatchewan–Nelson, Mackenzie, Fraser, Colombie, Saint Jean, et yukonnais.

"Ensemble, nous développons un cadre national de prévision de l'eau qui est lié à divers niveaux de gouvernement et répond aux besoins nationaux et locaux dans chaque bassin fluvial, " a déclaré DeBeer. "Nous faisons des progrès dans différentes parties du pays sur les capacités et les opérations du modèle, et nous utilisons cette science du CCRN pour le faire. »