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Une meilleure représentation des processus terrestres et de l'hétérogénéité des terres dans les modèles climatiques est essentielle pour une répartition réaliste de l'énergie et de l'eau à la surface, et est donc importante pour améliorer le réalisme du climat et de l'hydrologie de surface. La représentation des processus terrestres a été améliorée dans le MRCC grâce à l'incorporation d'un certain nombre de modules terrestres, sous sa direction. Ceux-ci comprennent la modélisation interactive du pergélisol proche de la surface, des lacs et de la végétation dynamique qui sont très importants pour les hautes latitudes canadiennes. Ces implémentations ont permis une meilleure compréhension des interactions terre-climat dans les hautes latitudes canadiennes et ont donné lieu à un certain nombre de présentations invitées lors d'événements internationaux tels que l'EGU, les Entretiens Jacques Cartier et l'école d'été internationale sur la variabilité du climat et le changement climatique. Ce modèle amélioré est actuellement utilisé par le Consortium Ouranos pour produire des simulations transitoires du changement climatique afin de soutenir les études d'impact et d'adaptation de divers organismes/secteurs provinciaux et gouvernementaux, ainsi que des industries privées.

2. Évaluation des incidences du changement climatique sur les ressources en eau du Canada à l'aide des projections du MCR

Cette toute première étude pancanadienne visant à évaluer les changements prévus pour les ressources en eau à l'aide de projections de modèles climatiques régionaux a été dirigée par le Dr Sushama. La fourniture d'informations détaillées à l'échelle nationale sur les impacts du changement climatique sur les ressources en eau et les estimations de la disponibilité future de l'eau, sur la base d'un ensemble de MCR de pointe, a été un résultat important de ce projet. En particulier, l'étude a fourni des informations de première main sur les changements prévus concernant le nombre de jours secs/humides, les périodes de sécheresse courtes et longues, les précipitations extrêmes et les débits faibles et élevés. Ces résultats ont été communiqués à la communauté des impacts climatiques et mis à disposition pour des études plus approfondies sur les conséquences écologiques et sociales de ces changements. Ce projet a permis de renforcer les collaborations avec Hydro-Québec et Manitoba Hydro.

3. Rôle des terres dans la modulation des températures et des précipitations extrêmes

Un certain nombre d'études, y compris celles entreprises sous sa direction, suggèrent une augmentation de la fréquence et de l'intensité des températures et des précipitations extrêmes au Canada. Les mécanismes physiques qui sous-tendent ces changements peuvent être liés à des modifications de la circulation à grande échelle et/ou à des changements dans des processus tels que les interactions entre l'humidité du sol et l'atmosphère. Sous la direction du Dr. Sushama, des efforts ont été déployés pour comprendre le rôle de l'état des terres, en particulier de l'humidité du sol, dans la modulation des températures et des précipitations extrêmes au Canada. Cela a permis d'identifier les points chauds du couplage terre-atmosphère dans la région, ainsi que sa variabilité inter-saisonnière et inter-annuelle et les changements projetés dans le climat futur. Ces informations sont cruciales pour l'élaboration de stratégies d'adaptation, en particulier pour le développement d'outils d'alerte précoce et de prévision des températures et des précipitations extrêmes. 

4. Quantification des incertitudes dans un cadre multi-RCM

Les MCR sont associés à diverses sources d'incertitude, notamment (a) l'incertitude structurelle associée à la formulation du modèle, (b) la variabilité interne (déclenchée par des différences dans les conditions initiales), et (c) la dépendance à l'égard du forçage de la frontière (c'est-à-dire le MCG déterminant). Un ensemble multi-RCM est essentiel pour mieux quantifier ces incertitudes. L'article de Monette et al. (2012), qui s'est concentré sur l'évaluation des changements futurs des extrêmes de précipitations sur un et plusieurs jours dans 21 bassins versants sélectionnés du nord-est du Canada, en utilisant l'ensemble multi-RCM du NARCCAP et l'approche de l'analyse des fréquences régionales, a proposé des moyens de quantifier les incertitudes mentionnées ci-dessus. Cette recherche a donc fourni des informations cruciales qui aideront Hydro-Québec dans ses efforts pour mieux planifier et adapter son infrastructure de production d'énergie hydroélectrique dans un climat changeant.

5. L'Hydrologie des régions froides dans un climat changeant

Le changement climatique, induit par l'augmentation des émissions anthropiques de gaz à effet de serre, est particulièrement ressenti dans l'Arctique, où les températures moyennes ont augmenté presque deux fois plus vite que dans le reste du monde au cours des dernières décennies. L'impact du changement climatique sur le pergélisol est très important car il peut modifier considérablement l'hydrologie de la région. La toute première étude réalisée au Canada pour comprendre les changements prévus dans les régimes thermiques et hydriques du sol a été entreprise par Sushama et al. (2006). Bien que le modèle utilisé soit simple, il a permis de dégager des idées importantes sur ce à quoi il faut s'attendre dans un climat changeant. Cette recherche a attiré l'attention de chercheurs nationaux et internationaux et M. Sushama a été invité à donner des conférences à Environnement Canada à Downsview (Toronto), à l'Université de l'Alaska à Fairbanks, au Consortium Ouranos et au GEC3 basé à McGill. Ces travaux ont depuis été étendus à d'autres questions scientifiques telles que l'impact de la phénologie interactive sur le pergélisol et l'hydrologie régionale à l'aide d'expériences RCM.