Supervision par :

Alexandre Roy (Membre régulier)

Description du projet de recherche

Développement de nouveaux produits gel/dégel multicapteurs micro-onde pour l’amélioration du suivi de la saison de croissance en Amérique du Nord

Introduction: Tous les écosystèmes du Canada sont confrontés au gel saisonnier. Dans la cryosphère terrestre, les patrons spatiaux et le moment des transitions d'état de gel/dégel du sol sont très variables, mais ils jouent néanmoins un rôle crucial en modulant les flux et les bilans d'énergie, d'eau, de carbone et d'azote. Par exemple, dans les forêts boréales, un important réservoir de carbone, le bilan annuel du carbone et la stabilité du réservoir de carbone du sol varient en fonction de la variabilité interannuelle des cycles de gel/dégel. Compte tenu de l'importance des processus liés aux cycles gel/dégel au Canada, les méthodes d'observation des états du gel/dégel terrestre sont essentielles pour améliorer la compréhension et la surveillance de divers processus climatologiques, biogéochimiques et hydrologiques. Objectifs: L'objectif principal de mon doctorat est de développer un nouvel algorithme gel/dégel multicapteurs micro-ondes passives pour améliorer la surveillance des flux de carbone pendant les saisons intermédiaires dans les environnements gelés de l’hémisphère Nord. Sites d'études: Mon projet permettra d'élaborer et d'intégrer un vaste registre de données sur la température et l'humidité du sol provenant de nombreux types de couverture terrestre au Canada, notamment des réseaux de température du sol dans l'écozone de la taïga des Territoires du Nord-Ouest, deux réseaux à grande échelle d'humidité et de température du sol près de Kenaston, dans le sud de la Saskatchewan, et dans la forêt boréale dans les sites de recherche et de surveillance des écosystèmes boréaux, un réseau de température du sol dans l'environnement du Haut-Arctique près de la ville de Cambridge Bay, deux réseaux de température du sol dans le sud du Québec au bassin versant expérimental de St-Marthe et au site de St-Maurice, un réseau de température du sol sur l'ile Bylot, et trois réseaux de température du sol dans la forêt boréale du Nord du Québec (lac Chisapaw, Baie-James Lemoyne et Forêt Montmorency). Matériel et méthodes: Mon projet vise à développer et à valider des algorithmes améliorés de gel/dégel des sols basés sur des observations combinées SMAP-SMOS et AMSR2. La validation du nouvel algorithme sera basée sur un réseau unique de température du sol sur 13 sites dans divers types de couverture terrestre du Canada. L'algorithme de gel/dégel sera ensuite appliqué à l'ensemble de l’hémisphère nord pour créer un produit quotidien de gel/dégel par micro-ondes passives. Ce produit sera ensuite mis à la disposition de la communauté scientifique internationale via le National Snow and Ice Data Center. La synchronisation des cycles du gel/dégel sera ensuite comparée au début et à la fin de la photosynthèse sur la base du réseau de mesures des flux de carbone par covariance des turbulences. La comparaison permettra d'évaluer le potentiel du nouveau produit pour surveiller la saison de croissance dans l’hémisphère nord. Résultats attendus: Nous essaierons de fournir les meilleurs produits de télédétection par satellite pour des applications hydrologiques, infrastructurelles, climatologiques et d'évaluation du changement climatique. Le produit gel/dégel développé pourrait également contribuer à améliorer l'état des sols dans le modèle de surface terrestre CLASSIC. Enfin, les produits gel/dégel pourraient également contribuer à la prévision des crues printanières, notamment au Québec, afin d'établir des stratégies d'atténuation et d'adaptation.

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