Projet feux CRSNG-Alliance

Modélisation climatique afin d’optimiser la prévision à long terme des conditions forêt-météo sévères

Contexte et problématique

La fréquence, la gravité et les impacts des feux de forêt augmentent avec le réchauffement climatique qui s’accélère, notamment au sein de la forêt boréale canadienne. Afin de réduire les conséquences de ces feux sur les biens et les personnes, la prévisibilité et la détection locale du danger d’incendie doivent être améliorées, grâce à la modélisation à très haute résolution.

Les composantes quotidiennes de la Méthode canadienne de l’indice Forêt-Météo (IFM) sont de bons indicateurs pour l’évaluation du danger incendie. À l’heure actuelle, seul le projet CanLEAD-FWI d’Environnement et Changement climatique Canada (ECCC)1 s’est intéressé aux changements futurs dans les composantes de l’IFM à l’échelle du Canada, mais leurs produits ont été développés à partir de simulations à faibles résolutions spatiale et temporelle (environ 50 km de résolution et une fréquence d’archivage quotidienne ; https://climatedata.ca/app/fire-weather-projections/).

Les simulations à haute et très haute résolution de la 6e génération du modèle régional canadien du climat (MRCC6-GEM5), développé au centre ESCER de l’UQAM, devraient permettre d’améliorer la prévisibilité du danger d’incendie dans le futur, en offrant une information locale plus précise. La fréquence d’archivage des champs atmosphériques aux heures permet également de calculer les composantes de l’IFM de manière plus exacte, comparativement aux données de CanLEAD-FWI, en plus de fournir les informations nécessaires pour mieux comprendre les conditions d’allumage de feu.

Objectifs du projet

  1. Évaluer les changements futurs des composantes de l’IFM à résolution moyenne/fine (12/2,5 km) sur le Canada/est du Canada, à l’aide des simulations disponibles et à venir du MRCC6-GEM5, développé au centre ESCER de l’UQAM ; 
  2. Évaluation de la performance des différents indices de convections pertinents pour la modélisation de foudre sèche, interfaçage avec les conditions d’allumage de feu et leur intégration dans le MRCC6-GEM5 à très haute résolution (2,5 km).

    1) Évaluation des changements futurs du danger incendie à l’aide des simulations du MRCC6-GEM5 

    L’évaluation des changements futurs du danger incendie est réalisée à partir des étapes suivantes, à l’aide des sorties des simulations à 12 km du MRCC6-GEM5 :

    1. Calcul des composantes quotidiennes de la Méthode canadienne de l’IFM2, incluant, pour chaque année, le calcul du jour julien du démarrage de la saison des feux, de la fin de la saison des feux ainsi que de la durée de la saison des feux ; 
    2. Identification et calcul de métriques mensuelles et saisonnières pertinentes en lien avec la saison des feux et le danger incendie ; 
    3. Évaluation du changement futur dans les métriques par rapport à la période de référence 1981-2010 ; 
    4. Évaluation de la robustesse du changement dans les métriques ; 
    5. Création de datasets et de produits pour la visualisation des changements.

    Les simulations du MRCC6-GEM5 à 12 km utilisées pour cette partie du projet consistent en une (1) simulation en mode évaluation (période 197909-202312, pilote ERA5), trois (3) simulations en mode historique (période 197909-201412, pilotes EC-Earth3-Veg, MPI-ESM1-2-HR et MIROC6) et trois (3) simulations en mode futur (scénario SSP3-7.0, période 201501-210012, pilotes EC-Earth3-Veg, MPI-ESM1-2-HR et MIROC6). Toutes les simulations ont une fréquence d’archivage de 1h. 

    Les changements futurs dans le danger incendie sont évalués à partir des métriques suivantes, calculées pour la plupart à partir des composantes de l’IFM :

    Métrique Unités Définition Période(s) 
    FWImean* Sans unité Moyenne de la valeur quotidienne de la composante de l’IFM CFS**, mars, avril, mai, juin, juillet, août, septembre, octobre 
    FWIp95*Sans unité 95e centile de la valeur quotidienne de la composante de l’IFM CFS**, mars, avril, mai, juin, juillet, août, septembre, octobre 
    FWI20*Jour Nombre de jours où la valeur quotidienne de la composante de l’IFM dépasse le seuil « élevé », respectif à chacune des composantes FS*** 
    FWI30*Jour Nombre de jours où la valeur quotidienne de la composante de l’IFM dépasse le seuil « très élevé », respectif à chacune des composantes FS*** 
    FSL Jour Durée de la saison des feux FS*** 
    FSO Jour julien Début de la saison des feux FS*** 
    FSE Jour julien Fin de la saison des feux (ou début de la période d’overwintering) FS*** 
    * Métrique calculée à partir de chacune des composantes de l’IFM (FWI, FFMC, DMC, DC, ISI, BUI, DSR)
    **CFS : saison centrale des feux (fixe), du 05-01 au 09-30 (inclus) 
    ***FS : saison des feux (variable spatialement et temporellement), du FSO au FSE (exclu) 

    2) Indices de convection pour la modélisation de la foudre

    (À venir)

            Notre équipe

            Clémence Benoît

            • Titre(s) (organisation) :
              • Agent.e de support à la recherche (ESCER, UQAM)
              • Analyste en incendies de forêt (Ressources naturelles Canada)
            • Travaux en cours :
              • Calcul des indices IFM à partir des simulations historiques et futures du MRCC6-GEM5 à 12 km
              • Évaluation du changements dans les métriques de danger incendie
            • Contact : benoit.clemence@uqam.ca

            Abdel Konseibo

            • Titre(s) (organisation) :
              • Étudiant de doctorat en sciences de la Terre et de l’atmosphère (ESCER, UQAM)
            • Travaux en cours:
              • Identification et évaluation des liens entre la convection atmosphérique et les éclairs à l’origine du déclenchement des feux de forêts au Québec à l’aide du MRCC6/GEM5
            • Contact : konseibo.abdel_aziz_tagsinmaneba@courrier.uqam.ca

            COLLABORATEURS

            Dr. Yan Boulanger et Dr. Jonathan Boucher 

            • Titre(s) (organisation) :
              • Chercheurs scientifiques (Service Canadien des Forêts)
              • Experts sur les risques et la surveillance des feux de forêt au Centre de foresterie des Laurentides, Service canadien des forêts, Ressources Naturelles Canada
            • Contacts : yan.boulanger@NRCan-RNCan.gc.ca, et jonathan.boucher@NRCan-RNCan.gc.ca

            Olivier Lundqvist

            • Titre(s) (organisation) :
              • Directeur des services prédictifs, Société de protection des forêts contre le feu du Québec
              • Expert de la surveillance des dangers d’incendies
            • Contact : olundqvist@sopfeu.qc.ca

            SUPPORTS FINANCIERS

            • Ressources naturelles Canada – Centre de foresterie des Laurentides
            • Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (Programme Alliance)
            1. Van Vliet, L., Fyke, J., Nakoneczny, S., Murdock, T. Q. et Jafarpur, P. (2024). Developing user-informed fire weather projections for Canada. Climate Services, 35, 100505. https://doi.org/10.1016/j.cliser.2024.100505 ↩︎
            2. Les composantes de l’IFM ont été calculées selon la méthode du midi solaire, une adaptation de la méthode classique ayant une approche plus physique qui utilise les valeurs au midi solaire local (l’heure où le soleil est au zénith) de température, d’humidité relative, de vitesse du vent et de la précipitation cumulée sur 24hrs. Pour plus d’information, voir http://feux.escer.uqam.ca/fr/methodology.html ↩︎