Recherche et observation systématique des changements climatiques

à freiner le changement climatique et a servi de fondement à la contribution fédérale au PPNA. Parmi les mesures que comprend le plan, plusieurs se rapportent aux éléments suivants :

• surveillance du climat — pour combler d’importantes lacunes de notre réseau national, en particulier dans le Nord;

• puits — pour mieux comprendre le potentiel de stockage du carbone qu’offrent les forêts et les sols agricoles;

• impacts et adaptation — pour constituer des réseaux de chercheurs voués à l’étude des impacts des changements climatiques et de l’adaptation à ces changements dans toutes les régions du Canada et élaborer des stratégies dans le but d’aider les Canadiens des divers secteurs à s’adapter à l’évolution du climat.

Les mesures du Plan d’action 2000 peuvent compter sur les 60 millions de dollars prévus dans le Budget 2000, pour la création de la Fondation canadienne pour les sciences du climat et de l’atmosphère (FCSCA) et sur l’établissement de la première phase du FACC.

La première partie du présent chapitre donne un aperçu des activités nationales concernant la science du climat, les impacts et l’adaptation dans les domaines suivants :

• Science du climat - surveillance du climat - analyse du climat - phénomènes climatiques

- modélisation des systèmes climatiques - scénarios climatiques

- évaluation de la science du climat

• Recherche sur les impacts du climat et sur l’adaptation

• Financement et mécanismes de coordination pour le volet science, impacts et adaptation

• Recherche sur les effets socioéconomiques des options d’intervention

• Recherche sur les technologies d’adaptation

La science du climat est multiforme et, bien souvent, une initiative chevauche forcément une ou deux des rubriques examinées. Dans ces cas, les auteurs ont rattaché l’activité à la rubrique qui leur semblait la plus appropriée.

La deuxième partie du chapitre porte sur les activités de recherche-développement (R-D) dans le domaine de l’atténuation des changements climatiques.

Le rapport s’intéresse surtout aux initiatives mises en œuvre depuis la publication du Deuxième rapport national du Canada sur les changements climatiques.

Science du climat

Surveillance du climat

La surveillance du climat consiste à déterminer l’état passé et actuel du climat à partir des données géologiques et des observations systématiques du climat sur la terre. C’est uniquement à partir de la description de l’état moyen et de la variabilité naturelle du climat actuel qu’il est possible de déterminer les changements climatiques d’origine humaine.

La surveillance du système climatique comprend cinq éléments : atmosphère, océans, hydrologie, impacts sur le milieu terrestre et cryosphère (glace, neige et glaciers). Les observations systématiques ont été et continuent d’être des activités essentielles si l’on veut comprendre la variabilité naturelle du climat et ses causes, déterminer l’efficacité des mesures de réduction des émissions, renseigner les Canadiens sur l’état du climat et améliorer et valider les modèles climatiques.

Le Canada est un vaste pays caractérisé par une multitude de régimes climatiques et d’écosystèmes, dont plusieurs sont propres à des régions inhospitalières et éloignées des zones peuplées. Lorsque les conditions l’imposaient, le Canada a eu recours à la télédétection et à des technologies complémentaires pour assurer la collecte des observations systématiques.

Les programmes canadiens de surveillance atmosphérique témoignent d’un juste équilibre entre la capacité financière, le caractère pratique et l’aptitude à répondre aux besoins selon diverses échelles. C’est pourquoi les réseaux

d’observation du climat sont d’avantage concentrés dans les régions les plus peuplées où l’activité économique est importante.

En revanche, les réseaux sont présentement loin de respecter les normes internationales recommandées pour les deux tiers du Nord du pays.

Le Canada maintient un réseau national de stations d’observation du climat (dont bon nombre sont exploitées par des bénévoles ou en collaboration) et un système global de gestion des données climatiques donnant accès en temps opportun à des données de qualité. Pour s’acquitter de ses obligations à l’égard du Système mondial d’observation du climat (SMOC) en vertu de la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques (CCNUCC), le Canada a organisé en 1999 un atelier national financé par le FACC dans le but de mettre au point les éléments d’un plan national du SMOC.

Une première version du plan national du SMOC a été rédigée en 1999.

Parallèlement à ces travaux, les administrations fédérale, provinciales et territoriales, de même que le secteur privé, recueillent des données sur le système climatique, bien souvent sans concertation. La collecte des données est souvent une question de première responsabilité et n’a pas forcément pour but d’observer systématiquement le système climatique. Par exemple, de nombreux organismes peuvent recueillir des données sur le climat sans trop s’intéresser à l’importance historique de ces donnés. La multiplicité des acteurs institutionnels, les méthodes de collecte, l’état de la gestion des données et le besoin d’envisager cette activité nationale comme un engagement à l’égard du Protocole de Kyoto ont donné lieu à des préoccupations concernant la qualité et la continuité des données.

Le projet actuel de plan national du SMOC a été structuré de manière à répondre à trois objectifs :

• relever les défis du SMOC par les moyens suivants :

- préciser du point de vue du Canada, quelles sont les conséquences des

exigences définies à l’échelle internationale pour le SMOC;

- évaluer la capacité du Canada à répondre à ces exigences;

- proposer des options efficaces pour y arriver;

• reconnaître qu’il est important sur le plan national de comprendre le climat canadien et ses réactions probables aux phénomènes mondiaux de changements climatiques.

Cette reconnaissance impose des exigences additionnelles pour le système canadien d’observation du climat. Le plan vise donc à faire le lien entre ces exigences nationales et les exigences internationales en proposant des mesures efficaces et économiques propres pour satisfaire ces deux d’exigences;

• considérer le système d’observation du climat comme un système unique comprenant des dimensions atmosphériques, océaniques, hydrologiques, cryosphériques et terrestres.

Le plan vise à préciser les nombreux enjeux horizontaux qui se présentent naturellement et qui pourraient être résolus de façon efficace et économique : en se conformant avec les normes internationales en établissant des priorités et de normes nationales, en améliorant les mécanismes de coordination nationaux ou en mettant au point de nouveaux mécanismes, au besoin.

Comme nous l’avons vu plus haut, le programme de climatologie du Plan d’action 2000 aborde deux mesures qui, selon le PPNA découlant de la SNMO, nécessitent de toute urgence une attention prioritaire : surveillance du climat, pour combler d’importantes lacunes dans notre réseau national, particulièrement dans le Nord; étude des puits, de façon à mieux comprendre la capacité des forêts et des sols agricoles à stocker le carbone. La surveillance du climat permettra de combler certaines des lacunes mises en évidence dans le rapport sur les options de SIA pour les réseaux atmosphériques, océanographiques et cryosphériques (neige, glace, pergélisol et glaciers) du Canada. Cette mesure sera mise en œuvre par des ministères fédéraux en collaboration avec des universités canadiennes et des organismes provinciaux et territoriaux. De surcroît, pour engager la collectivité en général dans un effort davantage coordonné d’observation du climat, Environnement Canada prend

le leadership pour la création d’une association nationale pour l’observation systématique du

climat; à cette fin, une réunion

fédérale-provinciale-territoriale a eu lieu en janvier 2001.

Des exemples d’activités nationales de surveillance du climat du Canada sont exposés dans un rapport distinct. Ce rapport, qui

représente la contribution du Canada au Système mondial d’observation du climat, s’attache à répondre aux lignes directrices de l’Organe subsidiaire officiel du conseil scientifique et technologique, recommandées par le programme SMOC. On y expose en détail le programme canadien d’observation systématique du système climatique dans les domaines précisés plus haut.

Analyse du climat

L’analyse du climat consiste à étudier les données climatiques à diverses échelles temporelles et spatiales dans le but de déterminer les tendances et la variabilité du climat (dont les phénomènes extrêmes). Ce travail est fondamental du point de vue de la détection des changements climatiques et de l’élaboration de la politique sur les

changements climatiques, en particulier au gouvernement fédéral.

La recherche est menée principalement par des ministères fédéraux et des universités, mais des organismes provinciaux et le secteur privé procèdent aussi à des analyses plus limitées.

Les tendances relatives à la température atmosphérique et aux précipitations ont été analysées récemment pour le Canada (Zhang et al., 2000) à partir des données mises à jour et redressées des stations. L’analyse du climat révèle que si on a pu observer une augmentation de la température et des précipitations au cours du siècle, l’ampleur de la variabilité des précipitations demeure dans les limites d’un régime climatique moyen. Les faits semblent indiquer une certaine convergence entre les tendances observées et celles prévues par les modèles de circulation planétaire qui tiennent compte de l’accroissement des gaz atmosphériques (Skinner et Whitewood, sous presse).

On peut citer d’autres exemples de l’engagement soutenu du Canada à l’égard de la recherche en analyse climatique :

• Le Programme de surveillance du climat et d’interprétation des données sert à surveiller

et à analyser le climat au Canada et à l’échelle de la planète à l’aide de données intégrées, historiques et indirectes qui permettent de repousser l’information climatologique de 1 000 à 2 000 ans. Le programme finance également les travaux d’un réseau de surveillance du pergélisol et de la couche active, aidant à déceler et à surveiller les changements climatiques dans l’Arctique.

À Environnement Canada, les données climatologiques sont mises à la disposition du public à partir des archives nationales, seuls les coûts supplémentaires liés à la communication de ces données étant facturés à l’utilisateur. Les barèmes de prix qui sont fonction de ces coûts supplémentaires seront mis en vigueur sous peu. Ce ministère entend également offrir un accès de base aux données gratuitement sur Internet. Pêches et Océans Canada qui, en raison de sa participation au programme, a adopté une politique ministérielle pour mieux faire connaître ces données et y donner accès reconnaît que les bases de données sont des valeurs immobilisées et a entrepris un projet pluriannuel dont le but est de répertorier tous les ensembles de données et de les verser dans des bases de données consultables.

Des fonds sont aussi accordés à des travaux d’amélioration des bases de données sur le climat dans le cadre des programmes de surveillance, qui comprennent la surveillance du niveau de la mer et la surveillance de l’océan de la zone atlantique. On prévoit également surveiller l’Arctique et le Pacifique.

• Le Programme des reconstitutions paléoclimatiques a servi à constituer une base de données importante détaillant un large éventail de conditions

environnementales des 20 000 dernières années, à partir d’informations sur la végétation, la faune terrestre et marine, les niveaux des lacs et le vent. Ces données, qui seront publiées dans le Web sous forme de cartes et de bases de données, donnent un aperçu de la variabilité climatique naturelle et peuvent servir de base pour l’évaluation des impacts des changements climatiques futurs.

Par exemple, les données sur les fossiles marins indiquent deux longs intervalles, soit il y a environ 4 000 et 9 000 ans, au cours desquels l’actuelle barrière de glace marine du passage du Nord-Ouest disparaissait durant

la plupart des étés. Au cours du plus récent de ces intervalles, les températures d’été s’établissaient à 4° C de moins qu’aujourd’hui, donnant à penser que le passage du Nord-Ouest pourrait devenir une voie de transport maritime viable dans les décennies à venir.

Voici des exemples d’initiatives d’analyse climatique financées :

• Le projet parrainé par Ressources naturelles Canada (RNCan) et Environnement Canada, State of the Arctic Cryosphere During the Extreme Warming of 1988: Documenting Cryospheric Variability in the Canadian Arctic and Assessing the Significance of Recent Warming, résume l’information sur l’état de la cryosphère dans l’Extrême-Arctique, la mer de Beaufort et le delta du Mackenzie au cours de l’été extrêmement chaud de 1998. L’étude vise à déterminer l’ampleur de la réaction au réchauffement en se fondant sur la variabilité observée au cours des 30 à 40 dernières années, de la chaude décennie 1990 et d’autres années très chaudes (p. ex., 1960, 1962 et 1988). La documentation de la réaction et du comportement des bouchons de glace dans le régime des glaces marines des îles Reine-Élisabeth et les conclusions concernant le rôle des années chaudes comme facteur de conditionnement de la réaction future de certains éléments de la cryosphère (p. ex., réduction de l’albédo de la glace des glaciers) représentent les aspects les plus importants de l’étude.

• Un autre projet, dirigé par RNCan et ASL Environmental Sciences Inc., intitulé High Arctic Permafrost Temperature Observatories for the Detection of Climate Change: Assessment of Existing Knowledge and Future Monitoring Capability, examine les moyens de rénover les deux importants réseaux de surveillance de la température du pergélisol et des changements climatiques de l’Extrême-Arctique de façon à assurer la capacité de surveillance future à long terme. Les données sur le pergélisol sont acquises par le réseau « Alert » (latitude 82,5°N) depuis 22 ans. Il s’agit de la

station de surveillance de la température du pergélisol qui est située le plus au nord dans la zone circumpolaire. En 2000, on a installé des enregistreurs chronologiques automatiques et des capteurs de la

température de l’air. Les données antérieures accumulées ont été traitées et on a effectué un contrôle de la qualité.

• Un troisième projet, Prairie Droughts and Surface Winds from Eolian Deposits, est mené par RNCan en collaboration avec Environnement Canada, le Saskatchewan Research Council, l’Université Mount Allison et l’Université de Guelph. Ce projet documente par des données spatiales et chronologiques les sécheresses et les vents de surface connexes dans les Prairies par un examen physique des dunes de sable et l’analyse des données de télédétection. Les résultats de modèles de circulation planétaire montrent que les dunes de sable des Prairies seront vraisemblablement davantage exposées à la sécheresse en raison d’une baisse de l’humidité disponible.

Autres initiatives connexes :

• Étude des indicateurs de changement climatique du Conseil canadien des ministres de l’Environnement (CCME). Grâce à ce projet, lancé en 2000, on mettra au point des indicateurs préliminaires de changement climatique au Canada et on les publiera en 2002 dans un document accessible au grand public. Le projet est coprésidé par Environnement Canada et Saskatchewan Environment and Resource Management.

• Travaux de la Section de l’agroclimat des Prairies de l’Administration du rétablissement agricole des Prairies (ARAP). Dans le cadre de sa stratégie agroclimatique à long terme, cette section de l’ARAP a mis en train plusieurs activités, dont la mise en évidence des

tendances climatiques et leur incidence sur les prévisions climatiques à long terme, de même que la gestion des activités permanentes de surveillance des sécheresses et de production de rapports sur les sécheresses de l’ARAP.

Phénomènes climatiques

La recherche sur les phénomènes climatiques porte sur des questions liées au fonctionnement du système climatique. Ces questions sont notamment le rôle des nuages, des océans, de la glace marine, du pergélisol et des phénomènes à la surface terrestre dans le système climatique et la fonction des forêts, de l’agriculture, des zones

humides et des océans dans le cycle du carbone planétaire. La compréhension de ces phénomènes et d’autres encore permettra de prévoir les changements climatiques de façon plus sûre et d’appuyer nos négociations internationales.

L’expertise dans ce domaine est concentrée principalement dans les universités et les organismes scientifiques de l’administration fédérale. Les paragraphes qui suivent en donnent quelques exemples.

• Le Réseau de recherche climatologique (RRC) est un réseau de recherche en collaboration, qui a été créé en 1994. Le RRC mise sur le savoir du milieu universitaire pour accroître et compléter les connaissances scientifiques et l’expertise du Canada dans le domaine des changements climatiques et de la variabilité du climat. Il comprend actuellement neuf carrefours ou grands projets auxquels participent plus d’une douzaine d’universités.

La plupart de ces projets ont réussi à attirer des fonds supplémentaires provenant d’autres sources, dont le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG). On développe, grâce à ce réseau, les compétences d’étudiants de troisième cycle ou de stage postdoctoral qui auraient pu autrement être négligés dans des domaines touchant aux changements climatiques.

Les travaux de recherche du RRC portent principalement sur la variabilité du climat, la modélisation des phénomènes océaniques (planétaires, de l’Arctique et de l’Atlantique Nord), les phénomènes à la surface terrestre, les nuages et les aérosols, la glace lacustre et océanique, les phénomènes stratosphériques, le cycle du carbone et les climats régionaux.

Tous ces domaines sont cruciaux pour la compréhension et la prévision des changements climatiques au Canada.

• Dirigé par le gouvernement fédéral, le Programme des processus climatiques et d’observation de la Terre donne lieu à des recherches ayant pour but d’accroître notre compréhension des cycles de l’énergie et de l’eau, ainsi que leurs sous-processus, particulièrement pour les climats froids.

Il comprend la création et l’application de méthodologies améliorées de télédétection et de mesure sur le terrain. On insiste particulièrement sur la mesure et la modélisation des phénomènes à la surface

terrestre et sur l’évaluation et l’application de modèles météorologiques et de climat régional comme outils d’intégration. Les principaux participants sont des ministères fédéraux : Environnement Canada, Pêches et Océans Canada, RNCan.

Le FACC a aidé au financement d’un certain nombre de projets de recherche sur les

phénomènes climatiques, dont le suivant :

• Dans le cadre d’un projet de l’Université de Victoria, Analysis of the Variability of the Arctic Oscillation under Enhanced Greenhouse Effect, on analyse l’évolution de la variabilité de l’oscillation à l’aide de données d’un modèle climatique. L’étude examine le comportement de l’oscillation dans divers scénarios de concentrations de GES.

Les résultats montrent que les structures de la circulation atmosphérique à grande échelle pourraient changer au Canada sous un scénario de forçage accru des GES. Cela implique des changements climatiques considérables dans certaines régions du pays, mais permet de penser également que ces changements pourraient être prévisibles compte tenu de ces structures de circulation à grande échelle.

• Dans le cadre du Programme mondial de recherches sur le climat (PMRC), des scientifiques canadiens ont participé à la coordination, à la planification et aux recherches dans au moins deux initiatives du PMRC, qui ont permis de mieux comprendre les phénomènes climatiques et

atmosphériques :

• Les océanographes canadiens travaillant dans le cadre de l’Expérience mondiale concernant la circulation océanique (WOCE) ont mis en lumière les variations de la circulation thermohaline dans l’Atlantique au cours des cinq dernières décennies. Leur travail a permis de mieux comprendre le rôle de l’oscillation dans cette variabilité pour l’Atlantique Nord et d’examiner la possibilité de la suppression de la circulation thermohaline dans l’Atlantique à l’aide d’un scénario de changement climatique produit à partir des modèles couplés de l’atmosphère planétaire et du climat océanique. Par ailleurs, en mai 1998, le Canada a parrainé une

conférence scientifique internationale

d’importance sur l’Expérience, qui a permis de passer en revue les résultats préliminaires de l’analyse des ensembles de données WOCE (1990–1997) et de dresser le plan de la phase d’analyse et de modélisation de ce programme (1998–2003).

• À titre de composante de l’Expérience mondiale sur les cycles de l’énergie et de l’eau (GEWEX), l’étude GEWEX du Canada sur le Mackenzie (MAGS) porte sur le cycle hydrologique à la surface et à l’intérieur des terres de pergélisol largement recouvertes de neige du bassin du Mackenzie dans le

• À titre de composante de l’Expérience mondiale sur les cycles de l’énergie et de l’eau (GEWEX), l’étude GEWEX du Canada sur le Mackenzie (MAGS) porte sur le cycle hydrologique à la surface et à l’intérieur des terres de pergélisol largement recouvertes de neige du bassin du Mackenzie dans le