Prévisions relatives à l'environnement marin

Les projets sont énumérés par ordre alphabétique par chercheur principal

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Garrett, Chris

Université de Victoria

(258 339 $ sur trois ans, 2003, complété en janvier 2007)

Projet : Analyse et paramétrage du déferlement des vagues en mer

Le déferlement des vagues, qui produit les crêtes d'écume, est étroitement lié à un grand nombre de processus et d'interactions air-mer qui revêtent une grande importance sur le plan scientifique, technologique et opérationnel. Le déferlement des vagues limite la croissance de ces dernières et joue un rôle clé dans les échanges d'énergie, de chaleur et de gaz entre l'atmosphère et l'océan, et dans le brassage au niveau de la couche supérieure des océans. Ce projet visait à établir le lien entre la probabilité et l'échelle du déferlement des vagues et le champ de vagues sous-jacent. L'analyse des données existantes et l'interprétation des résultats, guidées par des études de modélisation complémentaires de l'évolution du champ de vagues, ont eu des applications étendues pour les prévisions météorologiques marines, l'étude du climat, l'évaluation des déversements d’hydrocarbures et les prévisions des vagues.

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Greatbatch, Richard

Université Dalhousie

(206 000 $ sur trois ans, 2001, complété en septembre 2004)

Projet : Conception d'un système de modélisation à couplage atmosphère-océan s'appliquant à la transition extratropicale des ouragans de l'Atlantique

Chaque année, l'Est du Canada est touché par plusieurs ouragans de l'Atlantique. Ces phénomènes sont associés à de fortes pluies, à des vents forts et à des ondes de tempête le long de la côte. Les orages qui subissent une transition extratropicale connaissent une rapide réintensification lors de leur déplacement vers le nord. Cette recherche a permis de mieux prédire les transitions extratropicales et leurs effets environnementaux, et par conséquent de mieux planifier les mesures d'atténuation visant à réduire les dégâts. On a produit un système couplé de modélisation atmosphère/océan qui servira dans le cadre d'un système de prévision des conditions environnementales marines. Ce système a facilité l’étude de la transition extratropicale des ouragans de l'Atlantique.

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Gyakum, John

Université McGill

(213 000 $ sur trois ans, 2001, complété en juillet 2005)

Projet : Analyses diagnostiques de la vapeur d'eau et de son impact dynamique sur les transitions extratropicales touchant l'Est du Canada

Les ouragans constituent un des systèmes météorologiques les plus destructifs. Ils touchent le Canada en se déplaçant vers le nord; on les appelle alors transitions extratropicales (TE). Il arrive qu'une TE s'affaiblisse pour ensuite reprendre de la force, causant des vents violents, des pluies torrentielles et des inondations dans les régions côtières des provinces de l'Atlantique ou même à l'intérieur des terres. Pour mieux prédire les TE, il faut en comprendre les mécanismes physiques sous-jacents. Ce projet prévoyait la réalisation d'études diagnostiques et d'expériences de sensibilité pour déterminer les paramètres qui influencent l'intensité et la transition des ouragans. Les recherches étaient axées sur la vapeur d'eau, qui est la source d'énergie essentielle pour ces dangereux systèmes, et sur la manière dont elle affecte la structure et la dynamique des TE. On a également analysé des données conventionnelles et des données prélevées sur le terrain, et procédé à la modélisation des TE.

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Hillaire-Marcel, Claude

Université du Québec à Montréal

(417 000 $ sur trois ans, 2001, complété en juillet 2005)

Projet : Oscillation de la couverture glaciaire dans la mer Arctique : le facteur de l'échelle millénaire régissant les taux de formation d'eau en couche intermédiaire et en couche profonde dans l'Atlantique Nord

Des expériences prédisent que le réchauffement climatique causera l'effondrement dans un proche avenir du processus de formation d'eau en couche intermédiaire/profonde dans la mer du Labrador. Le processus de formation d'eau dans la mer du Labrador joue un important rôle de pompe, qui actionne la circulation océanique mondiale; son effondrement aurait des conséquences importantes sur le système climatique. Ce projet a été entrepris afin de vérifier l'hypothèse voulant que le taux de formation de ces eaux dans la mer du Labrador soit corrélé aux conditions de la glace de mer dans l'océan Arctique et au cheminement vers l'Atlantique Nord des eaux douces ainsi formées. Des archives géologiques ont servi à étudier l'oscillation de 1 500 ans du système océan-climat dans le Nord, et à déterminer les tendances climatiques naturelles. On a reconstitué les conditions hydrographiques caractérisant les périodes chaudes antérieures dans le Nord, durant lesquelles le processus de formation d'eau dans la mer du Labrador était inopérant ou atténué. Ces reconstitutions représentent des outils importants pour la validation des modèles océaniques.

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Hsieh, William

Université de la Colombie-Britannique

(227 500 $ sur trois ans, 2001, complété en mai 2005)

Projet : Modèles couplés équatoriaux

Le Pacifique équatorial joue un rôle crucial dans le climat planétaire, en raison du phénomène de l'Oscillation australe El Niño (ENSO). Malgré la grande distance qui sépare le Canada du Pacifique équatorial, le plus fort signal dans les anomalies du climat hivernal du Canada demeure le signal ENSO, qui influence la température de l'air et les précipitations au Canada, de même que la récolte de blé dans les Prairies ainsi que la survie et la migration du saumon. Ce projet a permis de concevoir des modèles de couplage dynamiques et hybrides, permettant une assimilation avancée des données relatives au Pacifique équatorial. On pourra ainsi faire de meilleures prévisions saisonnières, qui permettront au Centre météorologique canadien et au Centre canadien de modélisation et d'analyse climatiques de faire des prévisions à deux niveaux du climat saisonnier canadien. Cela pourrait aider les modélisateurs de l'Institut des sciences océaniques à mieux modéliser et prédire les conditions climatiques du Pacifique extratropical.

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Karsten, Richard

Université Acadia

(164 750 $ sur trois ans, 2003)

Projet : Analyse des données des bouées Argo pour examiner la formation de l'eau intermédiaire antarctique

L'eau intermédiaire antarctique est la plus grande des masses d'eau de faible salinité située à des profondeurs de 1 000 à 2 000 mètres dans la plupart des océans. Cette eau n'est pas en contact avec l'atmosphère. Grâce à sa température relativement constante, à sa teneur en sel et à sa concentration en gaz dissous, elle joue le rôle de puits pour le dioxyde de carbone et d'autres gaz à effet de serre (GES). Des découvertes montrent que la couche d'eau intermédiaire antarctique se réchauffe, se dessale et s'amincit, ce qui pourrait provoquer la libération désastreuse des GES jusqu'ici piégés dans cette eau. Ce projet de recherche explore le processus de formation de l'eau intermédiaire antarctique en examinant les données fournies par six bouées Argo déployées au large des côtes du Chili en décembre 2002. Les résultats obtenus ont influé de façon importante sur les prévisions du rôle de l'eau intermédiaire antarctique sur les changements climatiques.

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Kelley, Dan

Université Dalhousie

Projet : Ondes internes dans l’environnement estuarien : de la production au brassage

(285 000 $ sur 3 ans, 2006) 

Sous la surface de la mer, les ondes peuvent se déplacer le long de l’interface entre les eaux profondes plus denses et les eaux supérieures plus légères. Ces ondes internes peuvent causer un brassage de l’eau dans l’océan, lequel influe de façon importante sur la circulation, la dispersion des polluants et la dynamique des écosystèmes. Malheureusement, ce brassage ne peut pas être simulé adéquatement par les modèles numériques, ce qui constitue un problème pour l’élaboration de politiques concernant l’environnement marin à l’aide de ces modèles. La première étape en vue de l’inclusion du brassage par les ondes internes dans les modèles est l’acquisition d’une meilleure compréhension de la dynamique du processus. Ce projet s’y attaque en étudiant la formation des ondes internes, leur propagation et leur destruction à des sites d’étude situés dans l’estuaire du Saint-Laurent et le fjord du Saguenay. Son objectif est d’accroître la fiabilité des prévisions concernant l’environnement marin de la région.

Kelley, Dan

Université Dalhousie

(155 500 $ sur trois ans, 2002, complété en avril 2006)

Projet : Brassage de l'eau : les ondes internes à proximité de topographie escarpée

Les systèmes d'ondes internes sont importants parce qu'ils fournissent un mécanisme de transport vertical dans l'océan pour les flux de chaleur et de nutriments dans les écosystèmes régionaux et mondiaux. Ce projet a permis d'examiner le mélange d'ondes internes à proximité d'une région topographique abrupte de l'océan.

Kelley, Dan

Université Dalhousie

(285 000 $ sur 3 ans)

Projet : Ondes internes dans l’environnement estuarien : de la production au brassage

Sous la surface de la mer, les ondes peuvent se déplacer le long de l’interface entre les eaux profondes plus denses et les eaux supérieures plus légères. Ces ondes internes peuvent causer un brassage de l’eau dans l’océan, lequel influe de façon importante sur la circulation, la dispersion des polluants et la dynamique des écosystèmes. Malheureusement, ce brassage ne peut pas être simulé adéquatement par les modèles numériques, ce qui constitue un problème pour l’élaboration de politiques concernant l’environnement marin à l’aide de ces modèles. La première étape en vue de l’inclusion du brassage par les ondes internes dans les modèles est l’acquisition d’une meilleure compréhension de la dynamique du processus. Ce projet s’y attaque en étudiant la formation des ondes internes, leur propagation et leur destruction à des sites d’étude situés dans l’estuaire du Saint-Laurent et le fjord du Saguenay. Son objectif est d’accroître la fiabilité des prévisions concernant l’environnement marin de la région.

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Lamb, Kevin

Université de Waterloo

(208 900 dollars répartis sur trois ans, 2005, complété en décembre 2008)

Projet : Paramétrisation des mélanges à l'intérieur des ondes solitaires internes dans les régions océaniques côtières, pour les modèles numériques hydrostatiques

Les recherches du professeur Lamb visaient à mieux comprendre le rôle des ondes dans les mélanges complexes des eaux côtières. Les ondes solitaires haute fréquence constituent un facteur important, bien que mal compris, dans le transport et la dispersion des nutriments et des contaminants océaniques. Les forts courants causés par ces ondes ont un impact sur les structures extracôtières et sur les caractéristiques acoustiques de l'océan. Le professeur Lamb a travaillé à la paramétrisation des effets des ondes solitaires internes pour les modèles hydrostatiques. Ses travaux ont amélioré les prévisions de l'impact des ondes sur les milieux côtiers marins.

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Patterson, Tim

Université Carleton

(598 800 $ sur trois ans, 2001, complété en juillet 2005)

Projet : Données paléoclimatiques et paléocéanographiques à haute résolution de l'Holocène provenant des bassins anoxiques bordant la côte de la Colombie-Britannique

Le climat de la Terre présente une forte variabilité naturelle, qu'on doit comprendre pour prédire avec précision les climats futurs. Ce projet a cerné la nature et le moment des changements passés subis par les conditions atmosphériques et océaniques, depuis 2 000 ans. On a eu recours simultanément à des méthodes océanographiques, sédimentologiques, géochimiques et micropaléontologiques pour détecter et corréler les cycles climatiques à long terme et à court terme. Les résultats ont aidé les décideurs à reconnaître les changements d'origine anthropique et à s'y adapter, et illustrent la façon dont les changements survenus le long du littoral de la Colombie-Britannique ont affecté la productivité et la répartition des stocks de poissons. Une meilleure compréhension des cycles climatiques naturels aidera l'industrie de la pêche commerciale à réagir de façon plus stratégique aux variations naturelles des stocks de poissons.

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Ruddick, Barry

Université Dalhousie

(118 929 $ sur trois ans, 2001, complété en juillet 2005)

Projet : Analyse observationnelle et comparaison des fermetures de turbulence sur la plate-forme Scotian

Les prévisions météorologiques visant les régions côtières peuvent parfois se révéler inexactes parce que les modèles informatisés de prévision atmosphérique reposent sur des modèles incorrects de la turbulence et du brassage océaniques. Les chercheurs ont collaboré avec des collègues de l'Institut océanographique de Bedford pour observer le brassage des couches océaniques supérieures dans un site clé, et utilisé les résultats pour tester des algorithmes informatiques. On a ainsi déterminé les meilleurs algorithmes à employer pour le secteur de la plate-forme Scotian, ce qui facilite la tâche des prévisionnistes.

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Sheng, Jinyu

Université Dalhousie

(116 500 $ sur trois ans, 2001, complété en octobre 2005)

Projet : Modèle emboîté translatable de circulation applicable à la plate-forme de l'est canadien

L'intensification de l'activité commerciale le long du littoral atlantique a pour effet d'accroître la demande d'informations détaillées concernant la circulation et la variabilité sur la plate-forme Scotian, spécialement pour ce qui touche les orages extrêmes. Le projet a permis d'élaborer un modèle de circulation de la plate-forme océanique, en vue d'étudier la circulation générale et la variabilité saisonnière de la plate-forme et de déterminer les courants extrêmes résultant des orages (p. ex. autour de l'île de Sable). Les résultats ont aidé à évaluer les incidences environnementales exercées sur les pêcheries de l'Atlantique, les compagnies d'exploitation du pétrole et du gaz extracôtiers, la Garde côtière canadienne et les autres intervenants du milieu marin.

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Stacey, Michael

Collège militaire royal du Canada

(290 500 $ sur trois ans, 2002, complété en octobre 2006)

Projet : Assimilation des profileurs Argo dans le nord-est de l'océan Pacifique

Les profileurs Argo fournissent aux océanographes un ensemble unique d'observations qui peuvent être ajoutées aux observations terrestres ou marines pour obtenir des prévisions largement améliorées. Le Canada a des profileurs Argo dans les océans Atlantique et Pacifique et plus loin encore. Les scientifiques qui participaient à cette initiative ont évalué les données fournies par les profileurs de l'océan Pacifique, en partenariat avec les chercheurs de l'Institut des sciences de la mer de Sidney (Colombie-Britannique).

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Thompson, Keith

Université Dalhousie

(224 000 $ sur trois ans, 2002, complété en septembre 2006)

Projet : Intégration des données sur la couche supérieure de l'océan à un modèle de l'Atlantique Nord

Le Canada participe au programme international des profileurs Argo qui dérivent avec les courants océaniques du monde. Tous les dix jours, ces profileurs transmettent de l'information par satellite sur les courants, la température et la salinité des océans. Ce projet de recherche comportait l'assimilation et l'analyse de grandes quantités de données hydrographiques fournies par les profileurs. L'information a permis de mettre au point un modèle informatique couplé atmosphère-océan pour les prévisions et les prédictions des conditions dans l'Atlantique Nord.

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