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Maria Belke Brea

 

Étudiante 3è cycle

Département de géographie, Université Laval

Pavillon Alexandre-Vachon
1045 avenue de la Médecine
Université Laval
Québec
Québec, Canada
G1V 0A6

418.656.2131 poste 7387
ma2bee@gmx.net

 

 


 
 
 

Projet de recherche

Impact de l'expansion arbustive dans la toundra arctique et subarctique sur les interactions neige-végétation-pergélisol

Un des effets du réchauffement climatique est le changement de végétation dans la toundra canadienne. La toundra herbacée, recouverte principalement d'herbes, de mousses et de lichens, est progressivement colonisée par des espèces arbustives telles que le bouleau glanduleux (Betula glandulosa) ou des saules (Salix richardsonii, Salix arctica). Une des conséquences de ce changement de couvert végétal est, entre autres, la modification des propriétés optiques de la surface à la fois en hiver et en été. En déterminant la quantité d'énergie provenant du rayonnement solaire qui est absorbée par la surface, les propriétés optiques interviennent dans le bilan d'énergie de la surface et donc influencent sa température. Le réchauffement du sol favorise le dégel du pergélisol, présent dans les régions arctiques et subarctiques du Canada, ce qui pourrait entraîner de lourdes conséquences pour les régions arctiques ainsi que pour le climat global.

L'objectif de ce projet de doctorat est de déterminer comment la présence d'arbustes affecte le bilan d'énergie de la toundra. L'hiver, les arbustes sont enfouis dans le manteau neigeux et absorbent plus de rayonnement solaire que la neige pure, il y a donc plus d'énergie dans le système neige-végétation. L'aspect de la neige, tel que la taille des grains ou la densité de grains dans le manteau neigeux, dépend de l'énergie disponible dans le système. S'il y a plus d'énergie, les grains sont généralement plus gros et la densité de la neige est plus faible. Ceci est important car les gros grains de neige absorbent plus d'énergie solaire. Donc en présence d'arbustes, une plus grande quantité d'énergie entre dans le système, ayant pour effet de grossir les grains de neige qui absorberont à leur tour plus d'énergie, formant ainsi une rétroaction positive.
Une autre conséquence importante de ce changement est que la neige de faible densité présente une meilleure capacité d'isolation. La présence d'arbustes facilite donc la mise en place d'un manteau neigeux plus chaud et mieux isolant, qui va limiter le refroidissement hivernal du sol. Cependant, en été, l'effet d'ombrage de la canopée des arbustes limite la quantité d'énergie solaire qui atteint le sol, ayant pour effet de le refroidir.

Nous cherchons donc à quantifier l'impact de la présence d'arbustes sur l'énergie aborbée et sur la température du sol résultante. Pour cela, nous allons réaliser des mesures radiatives en hiver et en été à l'île Bylot (site arctique) et à Umiujaq (site subarctique).

Mesures hivernales:
mesures d'albédo spectral de surface
mesures d'irradiation le long d'un profil vertical dans le manteau neigeux

Mesures estivales:
mesures d'albédo spectral de surface
mesures sous la canopée de la végétation pour déterminer la transmissivité des arbustes

En complément aux mesures de terrain, nous utiliserons les modèles de transfert radiatif TARTES et DART pour simuler l'albédo et le bilan d'énergie en présence d'arbustes. La modélisation précise des propriétés optiques des surfaces arctiques est essentielle, car elles constituent un paramètre clé pour les modèles climatiques régionaux et globaux.

 
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