Tendances de la température 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 anomalies de température par rapport à la normale sur une période de 62 ans (de 1948 à 2009) pour onze régions climatiques ainsi que pour le Canada dans son ensemble (carte 1). Une anomalie de température par rapport à la normale correspond à l'écart entre les valeurs observées et la température « normale », c'est-à-dire la moyenne des températures observées dans une région donnée au cours d'une période déterminée 1 . 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) 2 .
Une nouvelle collaboration en matière de données
Le présent article est le deuxième 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'agira essentiellement de courtes analyses statistiques de données relatives au climat, telles que l'étendue des glaces de mer et la couverture de neige. Le premier article, qui a paru en septembre 2010 (www.statcan.gc.ca/pub/16-002-x/2010003/part-partie2-fra.htm), portait sur le bilan massique de six glaciers canadiens.
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.
La température de l'air à la surface constitue pour le Système mondial d'observation du climat de l'Organisation météorologique mondiale une variable climatique essentielle 3 ; elle fait partie d'un groupe de variables portant sur l'atmosphère. La température de l'air figure en outre au nombre des différentes variables utilisées 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) pour évaluer les changements climatiques à long terme 4 .
Contexte et méthodologie
Les données sur les anomalies par rapport à la normale qui sont utilisées dans la présente étude proviennent directement du Bulletin des tendances et des variations climatiques (BTVC) pour le Canada 5 . Ces données font état des anomalies de température moyenne annuelle, et des anomalies saisonnière pour les valeurs moyennes, maximales et minimales par rapport à la normale au cours de la période allant de 1948 à 2009. Ces séries chronologiques existent pour chacune des onze régions climatiques ainsi que pour l'ensemble du Canada (carte 1). De manière à compiler un ensemble de données sur les variations nationales et régionales, les données sur les températures quotidiennes provenant de plus de 330 stations météorologiques ont servi à calculer les anomalies saisonnières et annuelles. Ces données sont conservées dans les archives de Données climatiques canadiennes ajustées et homogénéisées (DCCAH) 6 . Pour chaque station, les températures mensuelles moyennes ont été calculées à partir des températures maximale et minimale quotidiennes enregistrées.
Les anomalies correspondent aux écarts par rapport à la normale 7 établie en degrés Celsius (°C) pour la période allant de 1961 à 1990. Le fait d'utiliser les anomalies plutôt que les températures réelles permet de relier toutes les données régionales à un même point de référence. L'anomalie annuelle correspond à la moyenne des anomalies mensuelles et les anomalies saisonnières, à la moyenne des anomalies mensuelles de la saison pertinente. Les saisons sont définies ainsi : l'hiver (décembre de l'année précédente, janvier et février); le printemps (mars, avril et mai); l'été (juin, juillet et août); et l'automne (septembre, octobre et novembre).
Étant donné que les stations météorologiques ne sont pas uniformément réparties dans l'ensemble du pays, on procède en premier lieu à l'interpolation des anomalies au moyen de la méthode d'interpolation optimale de Gandin 8 en utilisant une grille recouvrant tout le pays. À partir des anomalies quadrillées, on calcule les anomalies moyennes pour chaque région ainsi que pour le pays. Les anomalies moyennes de température sont ensuite calculées à partir des anomalies quadrillées maximales et minimales. Enfin, on calcule les moyennes des anomalies de température – valeurs quadrillées moyennes, maximales et minimales – pour l'ensemble du Canada et pour chaque région climatique, ce qui permet de produire les séries chronologiques nationales et régionales utilisées dans l'analyse des tendances.
Différentes techniques d'analyse ont été appliquées aux données afin de déterminer s'il existe des tendances statistiquement significatives au regard des anomalies annuelles et saisonnières. L'analyse par les moindres carrés ordinaires et une analyse non paramétrique faisant appel à la méthode de Sen 9 sont deux techniques qui ont été utilisées. En plus, on a produit une tendance-cycle (série chronologique lissée) à partir de la série chronologique d'origine en utilisant un filtre de Henderson de 17 termes. On a exécuté une régression linéaire à partir de la série chronologique d'origine et de la série chronologique lissée, tandis que la méthode de Sen a été utilisée uniquement pour la série chronologique d'origine. Il ressort des résultats obtenus avec toutes ces techniques que les anomalies annuelles et saisonnières augmentaient de façon statistiquement significative durant la période étudiée, et ce, pour toutes les régions climatiques. C'est la méthode de Sen qui a servi à calculer les anomalies par rapport à la tendance normale dans la présente étude.
Les données annuelles ont été testées de manière à déterminer s'il existait une corrélation sérielle; la conclusion a été que les données n'étaient pas corrélées de façon significative. L'analyse des anomalies saisonnières a été effectuée à l'aide de la procédure SAS/Autoreg, qui prend en compte la possibilité d'erreurs corrélées en série dans les données 10 .
Résultats
Au niveau national
À l'échelle nationale, l'analyse des anomalies moyennes annuelles (graphique 1) met en lumière une tendance au réchauffement 11 au cours de la période allant de 1948 à 2009. La tendance linéaire des anomalies de température moyennes annuelles entre 1948 et 2009 a dépassé la normale pour la période de 1961 à 1990 à partir de 1973. La tendance linéaire révèle une hausse de 1,4 °C de la température moyenne sur la période d'observation de 62 ans.
L'analyse des anomalies de température moyennes saisonnières à l'échelle nationale montre que les températures moyennes en hiver et au printemps se sont adoucies au cours de la période étudiée; ces tendances démontrent des hausses de 2,4 °C et de 1,8 °C au cours de la période de 62 ans 12 . Il y a également eu une hausse des anomalies des températures moyennes par rapport à la normale en été et en automne, mais elle a été moins prononcée, ce qui signifie que la hausse des températures en hiver et au printemps a contribué dans une plus grande mesure à la tendance au réchauffement que celle survenue lors des autres saisons (graphique 3).
Au niveau régional
Anomalies annuelles
Bien que l'on ait observé une tendance au réchauffement dans les onze régions climatiques au cours de la période étudiée, il existait des écarts entre régions (graphiques 1 et 2). Les régions climatiques où la tendance au réchauffement était la plus prononcée étaient situées dans le Grand Nord du Canada, soit la toundra arctique, les montagnes et fjords arctiques, le district du Mackenzie ainsi que les montagnes du Nord de la Colombie-Britannique et Yukon. Les tendances observées pour ces régions correspondent à une hausse des températures allant de 1,6 °C à 2,2 °C au cours de la période étudiée.
C'est dans la région climatique du district du Mackenzie que l'on a observé la plus forte tendance au réchauffement de 1948 à 2009, les températures moyennes ayant augmenté au total de 2,2 °C; à l'opposé, la région climatique atlantique Canada est celle où la tendance à la hausse de la température moyenne a été la plus faible au cours de cette période, soit 0,5 °C.
Selon les tendances observées dans les régions du sud du Canada (régions climatiques Grands Lacs et Saint-Laurent, les Prairies et les montagnes du Sud de la Colombie-Britannique) et de la côte ouest (région climatique Côte du Pacifique) en ce qui touche la tendance des anomalies moyennes, il y a eu une augmentation des températures variant entre 0,9 °C et 1,7 °C durant la période étudiée. La région climatique de la forêt du Nord-Est, qui englobe une partie du Manitoba et la plus grande partie de l'Ontario et du Québec ainsi que le Labrador, montre une tendance au réchauffement moins marquée (0,8 °C) au cours de la même période.
Anomalies saisonnières, par région
À l'échelle régionale, l'analyse des anomalies de température moyenne saisonnières montre que les hivers ont été significativement plus froids dans la région climatique atlantique Canada au cours de la période, mais qu'ils ont été plus chauds dans sept des onze régions au cours de la période étudiée.
L'analyse à l'échelle nationale des anomalies de température des moyennes des valeurs maximales et minimales saisonnières confirme ces constatations. Les résultats montrent en effet que les tendances touchant les anomalies des moyennes des valeurs minimales en hiver et au printemps ont augmenté plus rapidement que les anomalies des moyennes des valeurs maximales. Les tendances des anomalies des moyennes des valeurs minimales et maximales ont également augmenté à l'automne et à l'été, mais dans une moindre mesure (graphique 4) 13 .
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