Modélisation hydrologique avec bilan énergétique (EVAP-2)

Les secteurs en amont des bassins versants forestiers fournissent en eau la moitié de la population de l'Amérique du Nord. Dans l’est du Canada, les eaux en surface sont abondantes et favorisent la production hydroélectrique. Celle-ci est un important moteur de l’économie canadienne. 

Ce projet de recherche s’intéresse au milieu boréal humide de l'est du Canada et s’appuie principalement sur deux tours de flux implantées à la Forêt Montmorency en 2015. 
 

Le premier objectif de ce projet est d’analyser la variabilité interannuelle de la neige et des flux verticaux d'eau et d'énergie à travers le continuum atmosphère-végétation-sol-aquifère en forêt boréale humide avec neige abondante. En effet, comme les travaux initiaux portaient sur le cheminement vertical de l'eau durant la saison de croissance, les nouveaux efforts de recherche se concentreront sur la période hivernale. Puisque les régimes hydrologiques du Canada sont pour la plupart influencés par la neige, le réchauffement climatique a le potentiel de perturber en profondeur cette influence. C’est ce qui motive nos partenaires à s'impliquer dans ce projet.

Le second objectif est d’évaluer la pertinence hydrologique du Modèle Régional Canadien du Climat (MRCC) en région froide. Ce modèle a été configuré pour réaliser des simulations à une résolution de 3 km afin de prendre en compte les phénomènes convectifs de manière explicite. Le MRCC utilise le modèle de surface CLASS et le schéma microphysique Predicted Particle Properties. Ce schéma illustre la quantité, le type et la distribution de la taille de la précipitation solide. Fort d'observations détaillées, le MRCC sera ainsi évalué pour ces aptitudes à simuler les précipitations solides, les flux, la recharge de l'aquifère et les propriétés de la couverture de neige. Les écoulements latéraux seront également routés pour simuler le débit.

L’observation et la modélisation des flux verticaux d’eau et d’énergie à travers le continuum atmosphère-végétation-sol-aquifère en forêt boréale humide avec neige, de par leurs natures interdisciplinaires, a offert un environnement de recherche favorable à la formation de jeunes scientifiques et ingénieur.e.s spécialisé.e.s dans plusieurs domaines importants pour la société : l’hydrologie, l’hydrométéorologie, les sciences de l’atmosphère, la foresterie et la climatologie. Ce travail collaboratif, autour d’un site d’observations à l’avant-garde et de modèles physiques de pointe complémentaires, a favorisé l’émergence de retombées scientifiques nombreuses et diversifiées :

• Des observations hydrométéorologiques uniques au Québec, s’étendant sur près de 10 ans ininterrompues pour deux des trois tours actives;

• Des connaissances approfondies sur la structure du couvert de neige, le rôle de l’interception de la précipitation solide et l’incidence hydrologique des épisodes de pluie sur neige;

• Un modèle probabiliste de la phase de la précipitation;

• Une meilleure compréhension de la recharge des aquifères en milieu boréal froid;

• Un diagnostic de la sensibilité MRCC5/CLASS à la texture du sol;

• Une démonstration que des simulations MRCC6 à haute résolution avec convection profonde explicite apportent une valeur ajoutée en saison froide et une meilleure description du cycle de l’eau à l’échelle du bassin versant.

Ce projet est financé par le gouvernement du Québec et répond aux objectifs du Plan d’action 2013-2020.

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