Supervision par :

Alexandre Langlois (Membre régulier)

Description du projet de recherche

Modélisation à haute résolution spatiale de la neige au Nunavik dans un but de prédiction d’événements extrêmes affectant les communautés nordiques dans un contexte de changements climatiques

Introduction: L'Arctique se réchauffe deux fois plus vite que la moyenne mondiale, un phénomène appelé amplification arctique. Ce réchauffement entraîne des événements climatiques extrêmes, comme la pluie sur neige, les tempêtes de neige, et des saisons de fonte plus longues, impactant la cryosphère. La neige et le pergélisol montrent des anomalies négatives, affectant le transport, la santé et les infrastructures des communautés arctiques. Ces dernières, comme celles du Nunavik, sont vulnérables aux dangers climatiques, tels que les avalanches et les problèmes d'eau potable dus à l'enneigement imprévisible. Le manque de réseaux d'observations rend difficile l'accès à des informations précises sur la neige et les conditions atmosphériques, entraînant des incertitudes dans les prévisions climatiques, particulièrement aux hautes latitudes. Ces incertitudes rendent difficile l’élaboration de stratégies d’adaptation pour ces communautés. Objectifs: Le projet a trois objectifs principaux : d'abord, générer des cartes d'enneigement instantanées à haute résolution à l'aide de l'intelligence artificielle. Un algorithme d'apprentissage profond sera entraîné sur des données LIDAR centimétriques d'Akulivik pour prédire l'épaisseur de la neige et fournir des cartes précises du territoire. Ensuite, un outil de prévision d'enneigement sur 48h sera développé en couplant GEM-LAM et SNOWPACK, en augmentant la résolution spatiale à l'échelle des villages du Nunavik. Enfin, des simulations climatologiques jusqu'en 2100, basées sur les données d'enneigement et le modèle CRCM6, permettront d'évaluer la variabilité des ressources en eau et leur impact sur l'accès au territoire.Sites d'études: En collaboration avec l’Administration régionale Kativik, un nombre massif de données d’entraînement seront prises à Akulivik lors d’au moins 4 campagnes de terrain sur 2 ans. Akulivik est un village d’une superficie de 74,63 km2 ayant une population de 642 habitants en 2021. Situé dans l’écorégion de la toundra du Moyen-Arctique, la température moyenne annuelle y est de -8°C avec des précipitations annuelles moyennes de 333.1 mm. Matériel et méthodes: Un LIDAR ayant une résolution spatiale de l’ordre du centimètre sera utilisé afin d’acquérir des données sur l’épaisseur de neige. L’apprentissage profond sera utilisé pour générer des cartes d’enneigement instantanées. Le modèle SNOWPACK sera utilisé pour modéliser la neige et ses propriétés. Ceci sera couplé avec le système de prévision météorologique GEM-LAM. Le modèle climatique CRCM6 d’Ouranos sera couplé avec ces autres données et modèles.Résultats attendus: À court terme, des cartes d’enneigement, des prévisions sur 48h et des prédictions climatiques pour 2100, à haute résolution, seront disponibles pour Akulivik. Ces données, validées par la communauté locale, combleront le manque d’informations sur la neige, aidant l'Administration régionale Kativik à planifier et à élaborer des stratégies d’adaptation. À moyen terme, ces produits seront étendus à d’autres villages nordiques et zones alpines, et serviront à des recherches sur le manteau neigeux et les risques d’avalanche. En plus de renforcer la sécurité pour les sports alpins, ces données amélioreront la compréhension de l’hydrologie dans le Nord, crucial pour le développement des communautés et leurs activités traditionnelles, notamment la chasse et la pêche, affectées par le niveau des eaux.

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