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Bo Qu

 

Étudiant 3è cycle

Département de géographie, Université de Montréal

Pavillon 520, ch. de la Côte-Sainte-Catherine
520, ch. de la Côte-Sainte-Catherine
Université de Montréal
Montréal
Québec, Canada

5145826860
bo.qu@umontreal.ca

 

 


 
 
 

Projet de recherche

Assimilation de données satellitaires micro-ondes passives dans un modèle écosystémique pour l’amélioration des estimations de productivité de la forêt boréale au Canada

Les forêts boréales sont une composante intégrale du système climatique et affectent les interactions surface-atmosphère et les patrons de circulation globaux. Près de 80% des forêts boréales mondiales contiennent du pergélisol (sols perpétuellement gelés). Par exemple, dans le nord-ouest de l’Amérique du Nord, les forêts les plus au nord croissent sur du pergélisol relativement froid, à la transition entre le pergélisol continu et discontinu. Plus au sud, la forêt boréale se situe dans des zones où le pergélisol relativement chaud et mince est isolé, sporadique, et discontinu. Dans ces régions, le pergélisol est en déséquilibre avec le climat actuel et sa présence est conditionnée par des propriétés biotiques et abiotiques de l’écosystème (végétation, épaisseur de la couche de sol organique, neige, topographie locale). Malgré le fait que les zones de pergélisol de l’hémisphère nord se sont réchauffées à un rythme deux fois plus rapide qu’ailleurs, notre compréhension de l’effet du réchauffement sur la productivité de la forêt boréale et comment la forêt boréale fonctionne à l’intérieur du système climatique, reste limitée. La fonte du pergélisol, les feux de forêt, les infestations d’insectes et les stress hydriques représentent des perturbations majeures menant aux déclins de la composition, de la structure et de la fonction de la forêt boréale à court et moyen termes. D’un autre côté, il a été démontré que le réchauffement climatique et les successions après feux augmentent la productivité de la végétation. Une perte de superficie forestière induite par la fonte du pergélisol ainsi qu’un déclin de la productivité de la forêt mesuré par les satellites ont été signalés pour la forêt boréale située le long de la limite sud du pergélisol, notamment au nord-ouest de l’Amérique du Nord. En contrepartie, une augmentation de la productivité a été détectée dans la forêt boréale septentrionale, où la limite des arbres avance dans certaines régions présentement occupées par la toundra arctique. Les changements de superficie et de productivité de la forêt boréale altéreront les interactions surface-atmosphère dans un contexte de changement climatique rapide. Les divergences inter et intra-espèces des tendances dans la productivité de la forêt boréale observées en réponse aux perturbations et aux changements climatiques pourraient provenir d’une faible compréhension de l’hétérogénéité spatiales des facteurs biotiques (caractéristiques fonctionnelles des plantes) et abiotiques (fonte du pergélisol et les changements induis dans l’hydrologie) et leurs interactions.

L’objectif de mon projet de doctorat est d’améliorer les estimations de productivité de la forêt boréale au Canada en améliorant les composantes du schéma de surface du modèle canadien des écosystèmes terrestres (CTEM), le modèle du carbone terrestre du modèle canadien du système terrestre (CanESM2). Une attention particulière sera portée aux composantes reliées à l’humidité du sol et aux flux thermiques dans le sol de CTEM simulés à l’aide du schéma de surface canadien (CLASS). L’implémentation actuelle de CLASS-CTEM ne permet pas de simuler adéquatement la productivité de la forêt boréale, en partie parce que le modèle représente mal les caractéristiques des conditions d’humidité et thermiques du sol en forêt boréale. Après l’amélioration (schéma d’absorption d’eau par les racines, pergélisol et son effet sur l’humidités du sol et les dynamiques thermiques) de CLASS-CTEM, à partir de données de flux de carbone/hydrique/énergie issues de différents sites avec et sans pergélisol à travers le Canada (Southern Old Black Spruce dans le centre de la Saskatchewan: forêt boréale sans pergélisol; Scotty Creek dans le sud des Territoires du Nord-Ouest: forêt boréale humide avec pergélisol discontinu; Chibougamau dans le centre du Québec: forêt boréale sans pergélisol), une variété de produits satellitaires micro-ondes passifs (humidité du sol et gel/dégel des surface à partir des satellites Soil Moisture Ocean Salinity [SMOS], Soil Moisture Active Passive [SMAP] and Advanced Microwave Scanning Radiometers [AMSR-2]) sera assimilée dans CLASS-CTEM pour améliorer les estimations de la productivité de la forêt boréale au Canada grâce à de meilleures simulations spatiales et temporelles des conditions d’humidité et thermiques du sol sous l’influence des changements climatiques.

 
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