Tendances des précipitations au Canada
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Jeff Fritzsche, Division des comptes et de la statistique de l'environnement
Les données présentées dans cet article consistent en des séries chronologiques annuelles et saisonnières des précipitations sur une période de 62 ans (de 1948 à 2009) pour onze régions climatiques ainsi que pour le Canada dans son ensemble (carte 1). Les séries chronologiques représentent les anomalies des précipitations par rapport à la normale exprimées en pourcentage, c'est-à-dire l'écart entre les valeurs observées et les précipitations « normales » (la moyenne des précipitations observées au cours d'une période déterminée), divisé par la normale et multiplié par 100. La normale utilisée dans cette analyse est celle calculée pour la période allant de 1961 à 1990, selon l'information fournie par Environnement Canada dans le Bulletin des tendances et des variations climatiques (BTVC) 1 . Les données sur les anomalies par rapport à la normale sont tirées directement du BTVC et représentent les anomalies annuelles et saisonnières des précipitations exprimées en pourcentage.
Une collaboration en matière de données qui se poursuit
Le présent article est le troisième d'une série d'articles d'EnviroStats dont l'objet est de présenter des données sur le climat canadien et sur les répercussions des changements climatiques. Il s'agit essentiellement de courtes analyses statistiques de données relatives au climat, telles que l'étendue des glaces de mer et la couverture de neige. Le deuxième article, qui a paru en mars 2011 (www.statcan.gc.ca/pub/16-002-x/2011001/part-partie2-fra.htm), portait sur les tendances de la température au Canada.
Ces articles sont le fruit d'une collaboration continue entre Statistique Canada, Environnement Canada et Ressources naturelles Canada.
On pourra obtenir les données présentées dans les articles à partir du site Web de Statistique Canada, à la fois dans des tableaux de données gratuites de CANSIM ainsi que dans de nouveaux articles réexaminant les tendances des données au bout de quelques années.
Dans le Système mondial d'observation du climat de l'Organisation météorologique mondiale, les précipitations sont considérées comme une variable climatique essentielle 2 qui fait partie d'un groupe de variables se rattachant à l'atmosphère. Les précipitations sont aussi l'une des variables utilisées pour appuyer les travaux réalisés dans le contexte de la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques (CCNUCC) et par le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) 3 .
Contexte et méthodologie
Les données sur les anomalies des précipitations par rapport à la normale exprimées en pourcentage utilisées dans la présente étude sont tirées directement du Bulletin des tendances et des variations climatiques (BTVC) pour le Canada 4 . Afin de produire un ensemble de données faisant état des variations nationales ainsi que régionales, les données sur les précipitations provenant d'environ 470 stations ont été utilisées. Ces données sont conservées dans les archives de Données climatiques canadiennes ajustées et homogénéisées (DCCAH) 5 .
La méthodologie des ajustements des données sur les précipitations appliquée par Environnement Canada suit les étapes décrites dans Mekis et Vincent 6 . Les données sur les précipitations ont été évaluées afin de déceler tout problème connu pouvant résulter de déficiences ou de modifications des procédures ou des instruments d'observation. Les valeurs des chutes de pluie et de neige ont été ajustées séparément. Pour chaque type de pluviomètre, des corrections ont été apportées pour tenir compte de la sous-estimation due au vent, de l'évaporation et des pertes de mouillage particulières à l'instrument. Une chute de neige correspond à la profondeur de la neige fraîchement tombée, mesurée au moyen d'une règle à neige et convertie en équivalent en eau en appliquant les facteurs de correction de la densité dérivés des nivomètres Nipher 7 . Les traces de précipitations sont également prises en compte. Les précipitations mensuelles totales ont été calculées en additionnant les mesures quotidiennes effectuées par les stations, au cours du mois, au moyen de pluviomètres et de règles à neige.
Pour chaque station, les anomalies mensuelles des précipitations en pourcentage ont été calculées en soustrayant la normale mensuelle des précipitations du total mensuel réel des précipitations, puis en divisant le résultat par la normale et en le multipliant par 100 pour obtenir la valeur en pourcentage. La normale pour la période allant de 1961 à 1990 8 est celle utilisée dans les calculs. Pour obtenir les anomalies annuelles, les valeurs des précipitations mensuelles et les normales mensuelles sont totalisées sur les douze mois (janvier à décembre), tandis que pour obtenir les anomalies saisonnières, elles sont totalisées pour chaque saison définie comme suit : hiver (décembre de l'année précédente, janvier, février), printemps (mars, avril, mai), été (juin, juillet, août) et automne (septembre, octobre, novembre).
L'utilisation des anomalies plutôt que des observations réelles permet de relier toutes les données régionales à un même point de référence. Comme les stations météorologiques ne sont pas réparties uniformément dans le pays, on procède d'abord à l'interpolation des anomalies des précipitations pour des points de grille espacés uniformément couvrant l'entièreté du pays, par la méthode d'interpolation optimale de Gandin 9 . Ensuite, les anomalies des précipitations annuelles, saisonnières et mensuelles sont interpolées séparément pour des points de grille individuels. Enfin, la moyenne des valeurs des anomalies pour les points de grille est calculée dans les limites géographiques de chaque région climatique et pour le Canada dans son ensemble (voir la carte 1).
Les données annuelles et saisonnières ont été testées afin d'établir la présence de corrélations sérielles ou d'observations anormales (valeurs aberrantes). La procédure PROC ARIMA de Statistical Analysis Software (SAS) a été utilisée pour calculer la tendance globale. PROC ARIMA produit une tendance linéaire ainsi que le seuil de signification connexe, ajustés pour tenir compte de toute corrélation sérielle ou observation anormale 10 . Seules les valeurs originales des anomalies en pourcentage des précipitations par rapport à la normale et les tendances linéaires produites par PROC ARIMA sont présentées dans cet article. Sauf indication contraire, toutes les tendances linéaires présentées sont statistiquement significatives 11 .
Résultats
À l'échelle nationale
L'analyse de la série chronologique de données annuelles nationales sur les précipitations (graphique 1) révèle une tendance à la hausse partout au Canada au cours de la période allant de 1948 à 2009, qui résulte en un accroissement de 17 points de pourcentage 12 . Comparativement à la normale pour la période de 1961 à 1990, la tendance nationale des précipitations est allée d'un temps plus sec à un temps plus humide au cours de la période étudiée. En 2009, la tendance des précipitations annuelles était supérieure de 8 % à la normale.
L'analyse des tendances saisonnières (graphique 3) révèle, à l'échelle nationale, une augmentation globale par rapport à la normale pour les quatre saisons, la hausse la plus importante ayant été observée au printemps (+24 points de pourcentage pour la période étudiée) et la plus faible, en été (+13 points de pourcentage pour la période étudiée).
À l'échelon régional
Anomalies annuelles
Une augmentation des précipitations par rapport à la normale a été observée pour la plupart des régions climatiques (graphiques 1 et 2) au cours de la période étudiée, particulièrement dans les régions climatiques du Nord, à savoir les montagnes et les fjords arctiques (+34 points de pourcentage), la toundra arctique (+36 points de pourcentage) et le district du Mackenzie (+23 points de pourcentage). Bien que d'autres régions climatiques, comme la forêt du Nord-Ouest et les montagnes du Sud de la Colombie-Britannique, aient reçu plus de précipitations que la normale au cours de la période de référence, la tendance n'était pas aussi prononcée. Dans certaines régions climatiques, dont la Côte du pacifique et les Prairies, aucune tendance positive ni négative n'a été observée, ce qui indique que ces régions n'ont pas connu de précipitations significativement plus ou moins abondantes que la normale.
Les trois régions climatiques qui constituent la majeure partie de l'Est du Canada (Grands Lacs et Saint-Laurent, forêt du Nord-Est et la région climatique atlantique Canada) affichaient des tendances semblables. Une tendance à la hausse des précipitations par rapport à la normale se dégage pour chacune d'elles au cours de la période étudiée.
Anomalies saisonnières
Sur une base saisonnière (graphiques 4 et 5), deux des régions climatiques du Nord (montagnes et fjords arctiques et toundra arctique) ont affiché les augmentations en pourcentage les plus importantes par rapport à la normale des précipitations de 1948 à 2009. Dans ces régions, les précipitations ont augmenté au cours des quatre saisons, particulièrement au printemps (et en hiver dans la toundra arctique). Le district du Mackenzie a également reçu des précipitations plus abondantes au cours des quatre saisons, particulièrement en hiver. Il importe de souligner que, comme les quantités normales de précipitations sont plus faibles dans le Nord, toute anomalie en pourcentage qui y est observée peut représenter une plus petite différence absolue de précipitations que la même anomalie en pourcentage observée dans les régions où les précipitations sont plus abondantes.
En ce qui concerne les précipitations printanières, les montagnes et les fjords arctiques (hausse de 52 points de pourcentage), la toundra arctique (+53 points de pourcentage), le district du Mackenzie (+25 points de pourcentage) et les montagnes du Sud de la Colombie-Britannique (+24 points de pourcentage) sont les régions climatiques où la tendance à la hausse des précipitations régionales a été la plus forte. Les précipitations hivernales ont, elles aussi, enregistré leur plus forte croissance dans le Nord, la hausse ayant été de 61 points de pourcentage dans la toundra arctique, de 32 points de pourcentage dans les montagnes et fjords arctiques et de 31 points de pourcentage dans le district du Mackenzie.
Au cours de la période étudiée, les régions climatiques de la Côte du pacifique (-7 points de pourcentage) et des montagnes du Sud de la Colombie-Britannique (-18 points de pourcentage) ont connu une baisse de précipitations durant l'hiver, mais une hausse des précipitations s'est dégagée au printemps (+24 points de pourcentage) et en automne (+17 points de pourcentage) dans les montagnes du Sud de la Colombie-Britannique, et au printemps (+19 points de pourcentage) et en été (+7 points de pourcentage) dans la région de la Côte du pacifique comparativement à la normale. Les données ne révèlent aucune tendance significative des précipitations en automne dans la Côte du pacifique ou en été dans les montagnes du Sud de la Colombie-Britannique.
Comme on le mentionne plus haut, aucune tendance annuelle significative ne s'est dégagée pour la région climatique des Prairies. Pour ce qui est des saisons, le printemps est la seule pour laquelle a été observée une augmentation en pourcentage statistiquement significative des précipitations, mais le taux de croissance était inférieur à la moyenne nationale. L'analyse indique aussi que les précipitations ont diminué en hiver au cours de la période étudiée, mais la signification statistique des résultats est plus faible.
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