L'Initiative de recherche scientifique sur le changement climatique 2008-2012

Rapport final

Pêches et Océans Canada
Secteur des sciences des écosystèmes et des océans
Direction de l'océanographie et des sciences du climat

Synopsis

L'Initiative de recherche scientifique sur le changement climatique a réussi à améliorer, grâce à des activités scientifiques pertinentes et opportunes, la compréhension que le Ministère a des incidences du changement climatique sur les ressources aquatiques du Canada. En mettant l'accent sur des prévisions et des scénarios ainsi que sur les incidences et les vulnérabilités, l'initiative a fourni l'assise aux prochaines étapes, à savoir les évaluations des risques relatifs aux grands bassins aquatiques entreprises dans le cadre du Programme des services d'adaptation aux changements climatiques en milieu aquatique. Les activités scientifiques de pointe sur les enjeux émergents liés à l'hypoxie et à l'acidification de l'océan ont permis de faire avancer le dossier; l'examen des outils d'adaptation aux changements climatiques peut donc être amorcé. En résumé, l'Initiative de recherche scientifique sur le changement climatique a permis au Ministère de contribuer efficacement au dossier du changement climatique.

INTRODUCTION À L'INITIATIVE

Pêches et Océans Canada (MPO) a mis en œuvre l'Initiative de recherche scientifique sur le changement climatique (IRSCC) à titre de programme pilote en 2008-2009. Ce programme a reconnu l'importance d'élaborer des modèles climatiques pour prévoir les incidences du changement climatique sur les eaux canadiennes (tant marines que douces) ainsi que la valeur des modèles pour comprendre ces incidences à l'échelle écosystémique. Il reconnaissait en outre que certains enjeux émergents liés au changement climatique n'avaient pas encore fait l'objet de travaux de recherche appropriés. Cela se voit dans les trois secteurs thématiques dans lesquels on envisageait alors d'élaborer des projets, à savoir :

  • les prévisions et les scénarios relatifs au changement climatique;
  • les incidences sur l'écosystème et ses vulnérabilités;
  • les enjeux émergents – l'hypoxie et l'acidification.

BUT

L'Initiative de recherche scientifique sur le changement climatique visait à acquérir des connaissances scientifiques sur le changement climatique qui permettent de fournir des avis scientifiques opportuns aux gestionnaires des pêches et à d'autres clients internes du Ministère, sur lesquels ils puissent se fonder pour faire face aux incidences des variations climatiques sur les habitats marins et d'eau douce.

OBJECTIFS

Les objectifs du programme sont sommairement décrits dans le Plan de recherche quinquennal du Ministère :

« Le MPO reconnaît que le changement climatique aura une incidence sur de nombreux aspects de ses activités scientifiques et qu'il est important de comprendre les changements climatiques et leurs impacts et de les prévoir. En conséquence, l'IRSCC s'articule autour des priorités nationales en matière de recherche, y compris l'amélioration des prévisions du changement climatique dans les eaux canadiennes (tant marines que douces), l'amélioration de notre compréhension des impacts potentiels sur les écosystèmes aquatiques, l'anticipation des enjeux émergents qui n'ont pas fait l'objet de recherches adéquates et les travaux avec d'autres secteurs pour relever les effets socio-économiques potentiels. En tant que programme coordonné à l'échelle nationale, l'IRSCC se veut un complément pour les initiatives de recherche écosystémique (IRE) régionales et établit des liens avec les recherches menées dans les centres d'expertise. Le but de l'IRSCC est d'établir un programme qui permettra le maintien d'une expertise centrale ainsi que l'élaboration de partenariats nationaux et internationaux. Pour que l'IRSCC donne les résultats escomptés, les recherches seront axées sur trois grands thèmes, à savoir : 1) la compréhension du rôle des océans dans le climat régional; 2) l'évaluation des impacts du changement climatique sur la composition, la structure et la fonction de l'écosystème; 3) l'étude des enjeux émergents qui pourraient avoir une incidence sur la qualité de l'écosystème. Les projets initiaux de prévision et de scénario pour l'IRSCC seront axés sur des scénarios de changement climatique à échelle réduite sur la variabilité des glaces de mer dans les trois bassins (Atlantique, Pacifique et Arctique), tandis que les efforts sur les enjeux émergents seront axés sur l'hypoxie et l'acidification de l'océan. »

PROCÉDURE

Le programme était géré à l'échelle nationale et fourni à l'échelle régionale. Un coordonnateur national des thèmes a dirigé l'élaboration et la mise en œuvre de projets dans les secteurs thématiques. Des groupes de travail formés de scientifiques ayant une expertise pertinente ont été créés pour chaque projet; au sein desquels pariticipait chacune des six régions d'opération du Ministère (Pacifique, Centre et Arctique, Québec, Golfe, Maritimes et Terre-Neuve-et-Labrador).

Les propositions ont été évaluées en fonction de leur faisabilité, de leur portée nationale, de leurs synergies avec les centres d'expertise du Ministère, des possibilités de collaboration et de leur contribution à l'atteinte des objectifs de l’ IRSCC. Ces critères ont présidé à l'affectation des fonds aux projets pour une période de trois ans. Le tableau suivant offre un aperçu des projets.

Thème Projet Région(s)

Prévisions et scénarios

Modèle de l'Atlantique

Élaboration de modèles climatiques régionaux de l'Atlantique dans le cadre de l'Initiative de recherche scientifique sur le changement climatique (IRSCC) du MPO

Maritimes et Golfe

Modèle du Pacifique

Élaboration d'un modèle climatique régional pour le plateau continental de la C.-B.

Pacifique

Incidences et vulnérabilités

Incidences du climat sur les écosystèmes

Région de la capitale nationale

Enjeux émergents

Hypoxie

Évaluation de l'hypoxie dans les eaux marines canadiennes

Pacifique, Québec et Maritimes

Acidification

Incidences de l'acidification de l'océan sur les pêches et sur la santé des écosystèmes marins des océans autour du Canada

Pacifique, Québec et Maritimes

Coordination, établissement de rapports et publication

Coordination, établissement de rapports et publication

Région de la capitale nationale

RÉALISATIONS PRINCIPALES (TIRÉES DE L'ÉVALUATION RÉGIONALE EN ANNEXE 1)

Les réalisations de l'Initiative de recherche scientifique sur le changement climatique sont considérables, compte tenu de son financement modeste (2008-09: $395K; 2009-2010: $320K; 2010 – 2011: $320K; and 2011-2012: $305K). On a grandement enrichi les connaissances sur les incidences du changement climatique sur l'ensemble des écosystèmes aquatiques du Canada dans le cadre d'une série d'études sur les eaux douces et le climat régional, et en tirant parti de la collaboration et de l'expertise d'intervenants du Ministère et de la communauté nationale et internationale élargie.
Modèles informatiques – On a élaboré des modèles informatiques pour des régions importantes du Canada, comme par exemple pour la Colombie-Britannique, des modèles visant : les changements relatifs aux vents estivaux et hivernaux au large des côtes; les estimations et projections relatives au changement du débit d'eau douce total le long de la côte de la C.-B.; l'achèvement d'un passage du modèle du plateau de la C.-B. pour au moins une décennie; une séquence pluriannuelle du Regional Ocean Modelling System du détroit de Georgie (y compris des données sur la circulation et sur le niveau trophique inférieur); et, un modèle visant à prévoir le débit fluvial éventuel à partir de données sur les précipitations.

On a amélioré considérablement les modèles informatiques de l'Atlantique Nord-Ouest. Pour ce qui est du golfe du Saint-Laurent et de la plate-forme Scotian, on a élaboré un module du modèle biogéochimique 3D, qui prend notamment en compte le pH et le système de carbonate. De plus, le programme a permis d'exécuter des simulations à échelle réduite pour le golfe du Saint-Laurent, la plate-forme Scotian et le golfe du Maine, incluant le débit d'eau douce, et on a enfin perfectionné les modèles biogéochimiques couplés.

Hypoxie et acidification de l'océan * – Les connaissances sur l'hypoxie et sur l'acidification de l'océan se sont grandement améliorées, et on les applique dans le cadre d'autres priorités ministérielles, dont la gestion des pêches (évaluations des stocks de crabe des neiges ou hypoxie) et à la politique sur les pêches (évaluation de l'acidification de l'océan du Conseil de l'Arctique).
On a réalisé des progrès sur le plan de la compréhension de l'acidification de l'océan dans les régions touchées, dont le golfe du Saint-Laurent, la côte de la Colombie-Britannique et l'océan Arctique. Plus particulièrement, des analyses du pH ont été menées dans l'estuaire et le golfe du Saint-Laurent, tandis que, en Colombie-Britannique, on a effectué une première estimation des cycles saisonniers du pH le long de la côte sud-ouest de l'île de Vancouver. De plus, on a recueilli une série de données sur les paramètres du carbone de la côte ouest du Canada, et l'on a acquis de nouvelles connaissances sur le débit à faible taux de saturation du carbonate de calcium (CaCO3) sortant de l'océan Arctique. (* Voir la définition de l'acidification de l'océan à http://www.dfo-mpo.gc.ca/science/oceanography-oceanographie/impacts/acidification-fra.html.)
Le Ministère a approfondi sa compréhension de l'hypoxie grâce aux données recueillies sur l'oxygène dissous et les nutriments pour l'ensemble de l'Atlantique Nord. (* Voir la définition de l'hypoxie à http://www.dfo-mpo.gc.ca/science/oceanography-oceanographie/impacts/hypoxia-hypoxie-fra.html.)
De plus, on comprend mieux les processus qui facilitent l'acidification et l'hypoxie des eaux océaniques grâce aux efforts de l'IRSCC, qui :

  • mène une analyse poussée des variables océaniques, et du lien définitif permettant pour prévoir les paramètres du carbone à partir des données que l'on a toujours recueillies (p. ex., la température, la salinité, l'oxygène et les nitrates);
  • élabore les premières estimations des cycles saisonniers de saturation en aragonite et du pH dans les eaux de surface et souterraines, le long de la côte ouest du Canada, à partir des observations (sans carbone) fondées sur des reconstructions statistiques dans la passé (p. ex., des modèles qui tiennent compte du passé;
  • cherche à comprendre les variations relatives à l'arrivée des saisons d'après les données fondées sur une reconstitution - les espèces juvéniles sont vraisemblablement le plus sensibles à un faible pH au printemps.

Publications – Les connaissances fondamentales tirées de l'IRSCC ont fait ou font l'objet de publications dans 39 revues scientifiques qui permettent d'enrichir les connaissances sur la variabilité dans les océans canadiens On a également effectué 48 présentations et créé 18 autres produits de communication scientifiques à partir de l'IRSCC.
Ceci comprend notamment les articles, parus dans des publications primaires, portant sur les sujets suivants :

  • la relation entre l'abondance annuelle de zooplanctons le long de la côte ouest de l'île de Vancouver et les cycles annuels du pH;
  • les changements saisonniers du pH dans une région côtière et une étendue de plateau du bassin de Bedford et de la plate-forme Scotian; la teneur en oxygène au large de la côte ouest de l'île de Vancouver;
  • la variabilité décennale et interdécennale des masses d'eau de la mer du Labrador, de la mer d'Irminger et du bassin d'Islande;
  • l'état des niveaux d'oxygène et leurs tendances dans le nord-est du Pacifique, le nord-ouest de l'Atlantique et l'Arctique;
  • aperçu des changements climatiques et rapports comparatifs sur les modèles;
  • les différences entre les courants océaniques et les propriétés de l'eau durant la période contemporaine (1970-1999) et dans le futur (2040-2069) le long du plateau de la Colombie-Britannique.

Enfin, les efforts combinés qu'ont déployés les experts au sein de l'IRSCC et la collectivité de ses collaborateurs ont permis de fixer les priorités pour une étude ultérieure. Et, bien qu'elle soit axée sur l'expansion des connaissances scientifiques fondamentales, l'IRSCC a également joué un rôle dans l'élaboration d'outils qui seront nécessaires pour s'adapter aux changements climatiques aquatiques. On a notamment mis au point un nouveau capteur de pH (à haute résolution temporelle, permettant d'acquérir des données en temps réel) destiné aux bouées côtières, qui est maintenant prêt à être déployé.

RÉSULTATS

Une évaluation de l'initiative a révélé que, au-delà de l'utilisation des connaissances scientifiques qui a été faite dans les secteurs de programme des clients internes du Ministère, divers résultats remarquables ont été obtenus. En voici quelques points saillants.

  1. On commence à utiliser des modèles climatiques régionaux de l'océan Atlantique et de l'océan Pacifique pour faire face à des enjeux régionaux.
  2. Les connaissances sur l'hypoxie et sur l'acidification de l'océan se sont grandement améliorées, et on les applique dans le cadre d'autres priorités ministérielles, dont la gestion des pêches (évaluations des stocks de crabe des neiges ou hypoxie) et à la politique sur les pêches (évaluation de l'acidification de l'océan du Conseil de l'Arctique).
  3. Tous les projets ont tiré parti d'un apport considérable de la part d'autres activités au sein du Ministère, apport qui est aussi issu d'organismes fédéraux comme Environnement Canada, des universités et de partenariats internationaux.
  4. Des chargés de projet ont effectué un relevé des recherches et priorités pour l'avenir qui, selon eux, mériteraient de faire l'objet d'une étude plus poussée.
  5. En date d'octobre 2011, plus de 48 présentations, 39 publications et 18 autres produits de communication avaient été créés à la suite de la première phase de l'IRSCC, et d'autres restent à venir.

Sommairement, l'examen a révélé que le modèle d'un programme coordonné à l'échelle nationale et fourni à l'échelle régionale offre des résultats scientifiques de qualité que l'on peut utiliser à l'appui du mandat et des politiques du Ministère dans l'ensemble du pays.

Les examens de projets se sont avérés utiles, car ils ont permis de relever les lacunes en matière de connaissances qui exigent de nouveaux efforts sur le plan scientifique pour que le Ministère puisse gérer certaines de ses vulnérabilités à l’égard du changement climatique. Dans un tel contexte, le Secteur des sciences des écosystèmes et des océans a élaboré, à l'intention du Ministère, un nouveau programme axé sur les sciences qui miserait sur la production de connaissances pour faciliter l'adaptation des stratégies aux pressions du changement climatique.

Le renouvellement du Programme relatif à l'air pur du gouvernement du Canada, qui repose sur l'établissement d'une stratégie relative à la politique fédérale sur l'adaptation, comprenait un investissement de 16,5 millions de dollars sur cinq ans pour les sciences du climat en milieu aquatique au sein de Pêches et Océans, comme l'a annoncé l'honorable Peter Kent, ministre de l'Environnement, le 8 novembre 2011. Cet investissement devait permettre de financer le Programme des services d'adaptation aux changements climatiques en milieu aquatique (PSACCMA) de Pêches et Océans.

Le nouveau PSACCMA est axé sur les risques; il servira à définir et à mettre en œuvre les outils et stratégies d'adaptation qui permettront de relever les défis qui se posent pour le Ministère et pour le gouvernement du Canada en matière de gestion des ressources aquatiques du pays. Le PSACCMA tire parti des réalisations de l'IRSCC pour en arriver à une meilleure compréhension des processus physiques, chimiques et biologiques qui président au changement climatique.

Une prolongation d'un an du IRSCC (2011-2012) a assuré la continuité des activités du Ministère en matière de sciences du climat, tout en garantissant l'avenir du Programme des services d'adaptation aux changements climatiques en milieu aquatique et la mise en œuvre de ses activités.

CONCLUSION :

L'Initiative de recherche scientifique sur le changement climatique a réussi à améliorer, grâce à des activités scientifiques pertinentes et opportunes, la compréhension que le Ministère a des incidences du changement climatique sur les ressources aquatiques du Canada. En mettant l'accent sur des prévisions et des scénarios ainsi que sur les incidences et les vulnérabilités, l'IRSCC a fourni directement l'assise pour les prochaines étapes, à savoir les évaluations des risques relatifs aux grands bassins aquatiques entreprises dans le cadre du Programme des services d'adaptation aux changements climatiques en milieu aquatique. Les activités scientifiques de pointe sur les enjeux émergents liés à l'hypoxie et à l'acidification de l'océan ont mis le dossier de l'avant, et fait ainsi en sorte que l'on puisse amorcer l'examen des outils d'adaptation au changement climatique. Pour conclure, l'Initiative de recherche scientifique sur le changement climatique est un programme qui a permis au Ministère de contribuer efficacement, à l'échelon fédéral, au dossier du changement climatique.

ANNEX 1
Initiative de recherche scientifique sur le changement climatique (IRSCC)
Évaluation régionale

Introduction

L'Initiative de recherche scientifique sur le changement climatique (IRSCC) était un programme scientifique au financement modeste, s'échelonnant sur trois exercices financiers jusqu'en mars 2011. Pour examiner cette initiative temporarisée, on a préparé un questionnaire qui a été distribué aux responsables scientifiques de projets régionaux à la fin de l'année civile 2010. Les réponses fournies plus loin ont été paraphrasées pour simplifier leur présentation. Sous chaque en-tête se trouvent des réponses clés liées aux points à l'étude, dont l'élaboration de modèles informatiques à grande échelle et régionaux pour la projection des tendances et incidences du changement climatique et l'analyse des enjeux connexes que sont l'hypoxie et l'acidification de l'océan. Le document offre également un aperçu des projets de collaboration entrepris au sein du Ministère, avec d'autres ministères du gouvernement du Canada, avec des collègues des universités canadiennes et avec le milieu international des sciences océaniques afin de tirer parti de l'investissement effectué dans les sciences faisant l'objet de financement.

Mise à jour : À la suite de la préparation de l'examen de 2010, le Ministère a décidé de tirer davantage parti de son investissement en prolongeant le programme d'un exercice financier supplémentaire afin de combler les lacunes relevées en matière de connaissances. L'exercice financier 2010-2012, tout comme les trois premiers exercices, a été l'occasion de bénéficier d'une vaste collaboration avec les programmes scientifiques connexes pour tirer davantage parti de l'investissement dans les sciences.

Remarques principales sur le programme

Les présentes remarques, tirées du questionnaire de 2010, servent à examiner les avantages, caractéristiques et enjeux de l'Initiative de recherche scientifique sur le changement climatique qui revêtent une importance capitale.
Hypoxie et acidification de l'océan : Nos connaissances sur l'hypoxie et sur l'acidification de l'océan se sont grandement améliorées, et on les applique dans le cadre d'autres priorités ministérielles, dont la gestion des pêches (évaluations des stocks de crabe des neiges ou hypoxie) et à la politique sur les pêches (évaluation de l'acidification de l'océan du Conseil de l'Arctique).

Établissement des futures priorités de recherche : Des chargés de projet ont effectué un relevé des recherches et priorités pour l'avenir qui, selon eux, mériteraient de faire l'objet d'une étude plus poussée.

Modèles climatiques régionaux : Nous utilisons actuellement des modèles climatiques régionaux de l'IRSCC pour l'océan Atlantique et l'océan Pacifique afin d'aborder certains enjeux régionaux.

Valeur élargie du programme due à un apport considérable : Tous les projets ont tiré parti d'un apport considérable provenant du Ministère – p. ex., le Centre d'élaboration et d'application de modèles océaniques (CADMO), le Programme de monitorage de la zone Atlantique (PMZA), les Initiatives de recherche sur les écosystèmes (IRE) et la Stratégie de gouvernance internationale (SGI) – et à l'extérieur du Ministère, dont d'autres ministères du gouvernement du Canada, des universités, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG) et des collègues internationaux – p. ex., le Groupe de travail 128 du Comité scientifique pour les recherches océaniques (SCOR), l'Organisation des sciences de la mer pour le Pacifique Nord (PICES) et la National Oceanic and Atmospheric Administration, ou NOAA, des États-Unis.

Publications primaires : Plus de 48 présentations, 39 publications et 18 autres produits de communication ont été créés à la suite de la première phase de l'IRSCC, et d'autres restent à venir.

Contretemps : Le programme a connu de légers contretemps, attribuables à l'équipement vieillissant, à des retards dans l'acquisition d'éléments informatiques servant à l'élaboration de modèles ou à l'incapacité de les acquérir, aux ressources humaines et à la réduction du financement ou à des retards à cet égard.

Résultats attendus atteints

MODÈLES CLIMATIQUES INFORMATIQUES

  • Changements relatifs aux vents estivaux et hivernaux au large des côtes de la Colombie-Britannique.
  • Estimations et projections relatives au changement du débit d'eau douce total le long de la côte de la Colombie-Britannique.
  • Examen des projections relatives au changement climatique de l'Atlantique Nord-Ouest.
  • Élaboration d'un module du modèle biogéochimique 3D, qui prend notamment en compte le pH et le système de carbonate, pour le golfe du Saint-Laurent et la plate-forme Scotian.
  • Simulations à échelle réduite pour le golfe du Saint-Laurent, la plate-forme Scotian et le golfe du Maine, incluant le débit d'eau douce.
  • Perfectionnement des modèles biogéochimiques couplés.
  • Achèvement d'un passage du modèle du plateau de la Colombie-Britannique pour au moins une décennie.
  • Une séquence pluriannuelle du Regional Ocean Modelling System du détroit de Georgie (y compris des données sur la circulation et sur le niveau trophique inférieur).
  • Prévision du débit fluvial éventuel à partir de données sur les précipitations.

ACIDIFICATION DE L'OCÉAN*

  • Analyses du pH menées dans l'estuaire et le golfe du Saint-Laurent.
  • Première estimation des cycles saisonniers du pH le long de la côte sud-ouest de l'île de Vancouver.
  • Série de données sur les paramètres du carbone de la côte ouest du Canada
  • Débit sortant, à faible taux de saturation du carbonate de calcium (CaCO3), de l'océan Arctique.

(Voir la définition de l'acidification de l'océan à http://www.dfo-mpo.gc.ca/science/oceanography-oceanographie/impacts/acidification-fra.html)

HYPOXIE**

  • Données recueillies sur l'oxygène dissous et les nutriants pour l'ensemble de l'Atlantique Nord.

(*Voir la définition de l'hypoxie à http://www.dfo-mpo.gc.ca/science/oceanography-oceanographie/impacts/hypoxia-hypoxie-fra.html)

ANALYSE

  • Équation définitive pour prévoir les paramètres du carbone à partir des données que l'on a toujours recueillies (p. ex., la température, la salinité, l'oxygène et les nitrates).
  • Premières estimations des cycles saisonniers de saturation de l'aragonite et du pH dans les eaux de surface et souterraines, le long de la côte ouest du Canada, à partir des observations (sans carbone) fondées sur une reconstitution.
  • Variations relatives à l'arrivée des saisons d'après les données fondées sur une reconstitution.

MANUSCRITS

  • La relation entre l'abondance annuelle de zooplanctons le long de la côte ouest de l'île de Vancouver et les cycles annuels du pH.
  • Les changements saisonniers du pH dans une région côtière et une étendue de plateau du bassin de Bedford et de la plate-forme Scotian.
  • La teneur en oxygène au large de la côte ouest de l'île de Vancouver.
  • La variabilité décennale et interdécennale des masses d'eau de la mer du Labrador, de la mer d'Irminger et du bassin d'Islande.
  • L'état des niveaux d'oxygène et leurs tendances dans le nord-est du Pacifique, le nord-ouest de l'Atlantique et l'Arctique.
  • Aperçu des changements climatiques et rapports comparatifs sur les modèles.
  • Différences entre les courants océaniques et les propriétés de l'eau durant la période contemporaine (1970-1999) et dans le futur (2040-2069) le long du plateau de la Colombie-Britannique.

AUTRES

  • Un nouveau capteur de pH (à haute résolution temporelle, permettant d'acquérir des données en temps réel) destiné aux bouées côtières est maintenant prêt à être déployé.

Contretemps et résultats attendus non atteints

INFRASTRUCTURE

  • De vieux outils ont causé des retards quant aux échantillons en attente d'analyse.
  • Capacité informatique déficiente (améliorée au printemps de 2010).

RESSOURCES HUMAINES

  • Trouver des membres du personnel ou des étudiants ayant les compétences appropriées.
  • En raison de le retraite d'un chercheur, il se peut qu'un document, soumis aux fins de publication et traitant des changements à long terme de la teneur en oxygène des eaux de la pente continentale de la Colombie-Britannique et de ses répercussions sur le poisson de fond et les pêches, ne puisse être publié.

FINANCEMENT

  • On a laissé tomber quelques études en raison de réductions du financement lors des deuxième et troisième exercices, et certains problèmes internes touchant la réception des fonds ont retardé le lancement de plusieurs projets.
  • On n'a pu élaborer un système climatique régional à échelle réduite pour l'Atlantique Nord-Ouest.
  • On n'a pas terminé entièrement un modèle océanique biogéochimique pour l'Atlantique Nord-Ouest; on le perfectionnera au cours des prochaines années, et il bénéficiera de l'appui d'autres programmes, dont ceux liés au Budget des services votés du MPO.

COMPLEXITÉ DE LA RECHERCHE

  • Le couplage direct de certains modèles avec des modèles visant le niveau trophique supérieur progresse lentement.

Collaborations ayant suscité du soutien et liens vers d'autres projets

Modèle climatique régional pour le plateau continental de la C.-B.

  • L'IRE du détroit de Georgie a accordé du financement pour l'étude des changements futurs relatifs aux vents en C.-B., afin d'examiner les Note de bas de page 1 tendances de la remontée et de la plongée des eaux au cours des 50 dernières années et d'élaborer une technique d'estimation du débit d'eau douceNote de bas de page 2. Le CADMO a fourni son appui à l'élaboration d'un modèle de circulation du plateau et à la réalisation d'une reconstitutionNote de bas de page 3 pour la période de 1995 à 2009.
  • Le CADMO a fourni l'ordinateur à haut rendement nécessaire pour exécuter les modèles.
  • Des collaborations ont eu lieu avec le Centre canadien de modélisation et d'analyse du climat (CCMAC) ou Environnement Canada pour la mise à échelle réduite desNote de bas de page 4 résultats de modèles climatiques mondiaux et régionaux, et l'analyse des tendances relatives aux vents le long de la côte de la C.-B. au cours des 50 dernières années.
  • Les collaborations avec le Groupe de travail 20 (Évaluations des projections des changements climatiques) de l'Organisation des sciences de la mer pour le Pacifique Nord pour estimer les changements prévus dans le Pacifique Nord se sont avérées utiles pour se familiariser avec les techniques de pointe utilisées pour élaborer des modèles mondiaux et régionaux et avec la mise en application de ces connaissances dans le cadre du projet.

ÉLABORATION DE MODÈLES CLIMATIQUES RÉGIONAUX ET DE SCÉNARIOS POUR L'ATLANTIQUE NORD-OUEST

  • On tire actuellement parti du système de modélisation pour faire face à certains problèmes touchant les pêches et les écosystèmes; un projet en cours porte sur les changements futurs de l'habitat du crabe des neiges dans le golfe du Saint-Laurent et la plate-forme Scotian (La région du Golfe du MPO dirige actuellement ce projet.).
  • On a utilisé des ordinateurs du CADMO tout au long du projet.
  • Des renseignements sur la variabilité du climat qui servent à l'atteinte des objectifs de l'IRSCC viennent également appuyer le programme de la Stratégie de gouvernance internationale et l'initiative de recherche sur les écosystèmes des Maritimes, et ont permis à chacun de tirer parti respectivement parti des fonds et des efforts déployés.
  • Les modèles et le scénario du projet ont bénéficié des liens établis avec le Centre canadien de modélisation et d'analyse du climat d'Environnement Canada, de même que du programme de modèles climatiques régionaux de l'Université du Québec à Montréal et du programme d'application de modèles climatiques régionaux OuranosNote de bas de page 5.
  • Le projet appuie l'initiative sur l'hypoxie du CRSNG pour le golfe du Saint-Laurent (Université McGill et Université du Québec à Rimouski). On utilisera le modèle biogéochimique élaboré dans le cadre de ce projet pour effectuer une recherche approfondie sur l'hypoxie dans le golfe du Saint-Laurent.

INCIDENCES DU CLIMAT SUR LES ÉCOSYSTÈMES

  • Grâce à l'appui accordé dans le cadre du projet sur les incidences et les vulnérabilités, l'équipe scientifique a été en mesure d'élargir les travaux de modélisation réalisés aux termes de l'initiative de recherche sur l’écosystème du détroit de Georgie et, par conséquent, d'intégrer une autre dimension de l'évaluation des incidences du climat à la modélisation de l'IRE.
  • L'acquisition, à l'Institut des sciences de la mer du MPO, d'un ordinateur à haut rendement du CADMO a permis d'exécuter des simulations pluriannuelles approfondies que l'on ne pouvait pas réaliser auparavant.
  • Un projet, mené en collaboration avec Susan Allen, de l'Université de la Colombie-Britannique et constituant un élément du Réseau canadien pour la santé des océans (RCSO), est en cours pour examiner la dérive larvaire dans le détroit de Georgie à l'aide du Regional Ocean Modelling System (ROMS) du détroit de Georgie.
  • On utilise les résultats du ROMS du détroit de Georgie dans le cadre d'un projet de collaboration avec l'Université de Washington – Pacific Northwest Toxins, dirigé par Barbara Hickey et financé par la National Science Foundation et la NOAA des États-Unis.

HYPOXIE

  • On a tiré parti des données recueillies et archivées pendant plusieurs décennies par divers groupes du MPO et par un organisme des Etats-Unis (la NOAA).
  • Nouvelles mesures de la teneur en oxygène des eaux de fond dans le cadre de relevés sur les pêches effectués dans les eaux de la C.-B.
  • La Division des sciences océanographiques du MPO, région du Pacifique, a ajouté aux fonds versés par l'IRSCC à Bill Crawford (président du Centre d'expertise dans l'établissement de rapports sur l'état des océans) un financement équivalent.
  • Collaboration à deux projets stratégiques financés par le CRSNG sur l'hypoxie – Bjorn Sundby, de l'Université McGill, et Céline Audet, de l'Université du Québec à Rimouski et de l'Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER).
  • Un lien important a été établi avec le Comité scientifique pour les recherches océaniques (SCOR) et son Groupe de travail 128 portant sur l'hypoxie naturelle et anthropique et sur ses conséquences dans les régions côtières.

ACIDIFICATION DES OCÉANS

  • Liens vers le programme de la Stratégie de gouvernance internationale (SGI) du MPO, qui a fourni une importante contribution non financière.
    • Les mises à jour au laboratoire de carbone inorganique et la croisière de recherche ont été financées principalement en vertu de la SGI, à l'Institut des sciences de la mer du MPO.
    • La SGI (Maritimes) a assumé une partie des frais d'un nouveau capteur de pH et de certains frais liés au personnel.
  • Le Programme de monitorage de la zone Atlantique et le projet « Les trois océans du Canada » (Année polaire internationale) ont fourni le temps de navire (Maritimes).
  • Collaboration avec des universités : l'Université de Victoria, l'Université de la Colombie-Britannique, l'Université McGill, l'Université Dalhousie, l'Université de l'État de l'Oregon et l'Université de Washington.
  • Collaboration et contribution non financière de la NOAA.
    • En 2008, deux auteurs ont rédigé en collaboration un document à partir d'une croisière de travaux de recherche conjoints effectués le long de l'ensemble de la côte de l'Amérique du Nord (financés par la NOAA et dont D. Ianson était le chercheur principal).
    • Un technicien de la NOAA et un chercheur scientifique ont assisté à l'analyse de carbone à bord de la croisière de recherche de 2010.
  • Ces travaux sont à l'origine de produits connexes, dont un document de synthèse pour la prochaine réunion du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, ou GIEC (D. Ianson en sera l'un des deux auteurs) et la contribution du Canada à l'évaluation de l'acidification de l'océan Arctique pour le Conseil de l'Arctique (K. Azetsu-Scott).

Lacunes importantes relevées dans les connaissances scientifiques

  • Élargir les travaux de modélisation afin de pouvoir estimer les extrêmes et d'intégrer les données sur le carbone aux modèles.
  • Jumeler le modèle de circulation aux données biologiques afin d'estimer les incidences sur les écosystèmes.
  • Améliorer les modèles afin d'obtenir une résolution spatiale suffisante pour prévoir les changements et d'être en mesure de saisir avec plus de précision la dynamique de tous les flux aériens et marins.
  • Les modèles doivent prévoir l'évolution du pH, de l'oxygène et du système de carbonate, de même que la productivité des systèmes.
  • Les tendances spatiales de l'oxygène et son évolution dans un climat changeant.
  • L'évaluation de nouvelles données d'un profileur Argo doté de capteurs d'oxygène.
  • Des analyses de la répartition de poissons ou d'invertébrés en fonction de l'oxygène, de la température, de la salinité et de la profondeur.
  • Déterminer dans quelle mesure une faible teneur en oxygène en eau profonde a une incidence sur la répartition des poissons de fond.
  • On doit lier les études physiologiques sur la tolérance à l'hypoxie d'espèces principales à des cartes géographiques de l'hypoxie pour être en mesure de gérer les espèces de poissons de fond.
  • On doit recueillir plus de données, notamment l'hiver, lorsque l'état du pH et de la saturation d’aragonite devrait être faible.
  • On doit évaluer l’impact sur la biologie des systèmes à l'aide d'expériences de perturbation.

Résultats, incidences et prochaines étapes

MODÈLE CLIMATIQUE DE LA COLOMBIE-BRITANNIQUE

  • Le modèle climatique régional élaboré pour l'IRSCC a une résolution de 3 km, et ses prévisions offrent les détails spatiaux requis que les modèles climatiques mondiaux ne présentent pas.
  • Examiner les prévisions du modèle en détail et les interpréter pour déterminer leurs incidences sur les écosystèmes, ou jumeler le modèle de circulation à un modèle biologique comme dans le cas du modèle NPZD (nutriant-phytoplancton-zooplancton-détritus).
  • On doit jumeler le modèle climatique régional (en étroite collaboration avec Environnement Canada) à un modèle atmosphérique régional (avec des interactions bidirectionnelles) pour être en mesure de saisir avec plus de précision la dynamique tous les flux aériens et marins.

MODÈLE CLIMATIQUE DE L'ATLANTIQUE NORD-OUEST

  • Le modèle de l'Atlantique Nord-Ouest fournit la base nécessaire à l'évaluation des incidences du changement climatique sur les priorités régionales du Ministère (aires marines protégées, habitat du poisson, etc.), à l'analyse des changements éventuels dans la répartition des espèces de poisson et à l'obtention de renseignements qui permettront de mieux connaître les propriétés futures des glaces dans le golfe du Saint-Laurent.

HYPOXIE

  • La faible teneur en oxygène envisagée dans les eaux profondes détermine déjà la répartition des poissons de fond, l'été, dans la majeure partie de la plate-forme continentale de la Colombie-Britannique.
  • La teneur en oxygène actuelle des eaux profondes de l'estuaire du Bas-Saint-Laurent a atteint un seuil critique (2 mg/L), sous lequel on peut s'attendre à des changements importants quant au fonctionnement de l'écosystème.
  • On peut utiliser les cartes géographiques de l'hypoxie de l'IRSCC, en les liant aux études physiologiques de la tolérance à l'hypoxie, pour interpréter la répartition des espèces de poissons de fond.

ACIDIFICATION DE l'OCÉAN

  • Les travaux de recherche sur l'acidificationNote de bas de page 6 de l'océan ont :
    • favorisé la compréhension collective mondiale de l'acidification de l'océan dans les zones côtières ou de plateau et de ses incidences sur les écosystèmes marins;
    • permis de constater l'insuffisance de certaines séries chronologiques de pH (données hivernales très limitées) pour permettre de modéliser avec précision les variations de l'arrivée des saisons, qui forment un élément essentiel afin d'évaluer les risques pour les organismes marins;
    • permis de voir la nécessité d'effectuer des recherches sur la réaction biologique à l'acidification de l'océan, pour être en mesure de fournir des conseils scientifiques plus solides pour la gestion des pêches axée sur les écosystèmes.

Publications, présentations et avis

Projet Nombre de publications Nombre de présentations Rapports et avis

Modèles climatiques régionaux – Atlantique Nord-Ouest

2

16

4

Modèle climatique régional – plateau continental de la C.-B.

10

Incidences du climat sur les écosystèmes

10

Acidification de l'océan

8 (4 à venir)

27

11

Hypoxie

9

5Note de bas de page 7

3Note de bas de page 8

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