Études de cas sur les impacts des changements climatiques et l’adaptation économique des infrastructures d’eau – Victoria, bassin du fleuve Fraser, Niagara et Montréal

Chercheur principal - Mohammed Dore, professeur, Université Brock (2005-2007)

Enjeu

Dans le contexte des du réchauffement climatique prévu de la planète, les scientifiques se servent généralement des modèles de circulation générale (MCG) pour prédire les impacts des hausses de température. Cependant, ces modèles ont des projections de précipitations qui diffèrent, ce qui peut avoir de graves incidences. En Amérique du Nord, par exemple, on prédit que le climat sera plus humide à l’avenir, pourtant cette généralisation cache d’importantes variations. Sur la côte Ouest, on s’attend à ce que le climat à Victoria devienne très sec en été et humide à l’automne et en hiver. Il devrait y avoir une variabilité similaire dans le bassin du fleuve Fraser. Parallèlement, à Niagara, on observe une augmentation des précipitations avec des variations accrues, ce qui se reflète dans un nombre accru d’événements climatiques extrêmes.

Au Canada, la précision des MCG est encore davantage compromise par un nombre limité de cases à maille large au sein desquelles on ne tient compte d’aucune variabilité. Il est donc nécessaire de réduire l’échelle des projections du MCG au Canada afin qu’elles reflètent les aspects topographiques locaux qui ont une forte influence sur les précipitations locales. L’équipe de projet a étudié et développé plusieurs méthodes empiriques de réduction de l’échelle pour estimer un nombre de scénarios de projections de précipitations sur « 100 ans » pour Victoria, le bassin du fleuve Fraser, Montréal et Niagara, ces régions étant toutes vulnérables aux changements climatiques.

Projet

Les chercheurs ont colligé des données sur le climat, le régime hydraulique et les précipitations couvrant la période de 1961 à 1990, et ils ont utilisé ces données pour étalonner des modèles hydrologiques. Ils ont testé le rendement du modèle étalonné dans des conditions climatiques changeantes, puis ils ont effectué une validation croisée encore plus rigoureuse en transférant les paramètres optimisés de deux des régions étudiées pour fournir un test plus strict de la fiabilité du modèle. Les projections du MCG couvrant la période de 30 ans ont été réduites à une plus petite échelle à l’aide de diverses méthodes, comme la réduction d’échelle statistique.

Une des tâches importantes du projet était de déterminer si les différentes méthodes de réduction d’échelle donnaient des projections qui convergeaient. La méthodologie a été appliquée à des projections de scénarios climatiques provenant de sept MCG qui représentent des conditions moyennes pour différents scénarios climatiques. Les impacts projetés ont ensuite été comparés à des périodes de base et de prévision pour déterminer quelle méthode devrait être adoptée et transférée aux autres régions géographiques de climat similaire. Enfin, l’équipe a déterminé la future adaptation optimale pour les infrastructures actuelles d’eau des quatre études de cas.

Produits

• Développement d’un outil d’aide à la décision : un logiciel qui a déjà été offert au public gratuitement. Le projet a permis d’étendre le développement de la méthode de réduction à l’échelle préalablement publiée par les chercheurs en y incorporant des outils de prévisions statistiques. Ce modèle est également offert gratuitement.
• Développement d’un modèle de référence général pour les services d’eau, les organismes régionaux et les entreprises privées, leur permettant d’intégrer les impacts des changements climatiques et les coûts d’adaptation à leurs plans stratégiques.

Au cours du projet, l’équipe a produit un certain nombre d’exposés et de publications sur la modélisation hydrologique et les évaluations des impacts en lien avec le climat. En voici quelques-uns:

Exposés

• Statistical Downscaling Method for Simulating Daily Precipitation and Extreme Temperature Series at a Local Site. Exposé présenté lors de la rencontre du Groupe de travail sur l’hydrologie de l’Organisation météorologique mondiale, à Bangkok (Thaïlande) en 2004.

• Climate Change: How to discern the hydrological impacts at basin level? Exposé scientifique présenté dans le cadre de la 12^e session de la Commission d’hydrologie de l’Organisation météorologique mondiale, à Genève (Suisse) en octobre 2004.

• Statistical Downscaling Methods for Climate Change Impact Studies. Exposé présenté lors de la conférence Adapting to Climate Change in Canada 2005: Understanding Risks and Building Capacity, à Montréal (Québec) en mai 2005.

Publications

• NGUYEN, V-T-V. Section 5.7 : « Frequency Analysis of Rainfall » dans Guide to Hydrological Practices de l’Organisation météorologique mondiale, Genève (Suisse), 2005, 22 pages. (En anglais)

• NGUYEN, V-T-V., T.-D. NGUYEN, et P. GACHON.  « On the linkage of large scale climate variability with local characteristics of daily precipitation and temperature extremes: an evaluation of statistical downscaling methods » dans Advances in Geosciences, Vol. 4: Hydrological Sciences, N. Park et al. (Ed.), World Scientific Publishing Company, 2006, 10 pages.

• NGUYEN, V-T-V. et T.-D. NGUYEN. « On Estimation of Extreme Rainfall Events », Proceedings of International Symposium on Ecohydrology, Kuta (Bali, Indonésie), du 21 au 26 novembre 2005, UNESCO IHP-IV Technical Documents in Hydrology, n^o 4, p. 93-97.

Résultats

• Prise de décision éclairée, d’après le modèle offert aux services d’eau, aux organismes régionaux et aux entreprises privées qui leur permet d’intégrer les impacts des changements climatiques et les coûts d’adaptation à leurs plans stratégiques.
• Transfert des connaissances en ce qui a trait au bien-être socioéconomique durable des régions étudiées. Sans planification et préparation adéquates, la prospérité économique de ces régions deviendra plus vulnérable aux changements climatiques.
• Capacités accrues grâce à la formation d’étudiants de cycles supérieurs participant à ce projet.