NORMALES CLIMATOLOGIQUES DES ÉCODISTRICTS CANADIENS 1961-1990

Décembre 1997 (révisé)

Aperçu

On peut avoir accès à la base de données des normales climatologiques, présentées en format SIG, de tous les écodistricts du Canada, qui comprend également les normales mensuelles de 1961 à 1990. Les limites des écodistricts correspondent à celles de la version 2.2 des Pédo-paysages du Canada (sans les lacs). Les données des normales climatologiques proviennent des stations météorologiques d'Environnement Canada (1994).

Les données sont présentées dans des fichiers Dbase, et peuvent être consultées à partir de la base de données ou à l'aide d'un tableur électronique tel que FoxPro, QuattroPro ou Lotus 1-2-3. Chaque fichier de données d'une variable comprend le champ principal DISTRICT, qui est le numéro d'identification de l'écodistrict. Ce champ constitue le lien avec la couverture SIG de l'ÉCODISTRICT accessible sur le site. Cette couverture peut également être vue à partir du fichier shape ARCVIEW, qui se trouve plus bas sur la page. Les données sont donc accessibles au moyen de la version ARCVIEW 3.0 ou d'une version SIG similaire.

Température et précipitations

Les données de température et de précipitations pour la période de 1961 à 1990 proviennent uniquement des stations dont les moyennes reposent sur plus de 19 ans d'enregistrements. On a aussi utilisé des données d'autres stations qui avaient des normales de température et de précipitations pour la période de 1951 à 1980 afin d'avoir une densité maximale des stations, mais ces normales ont d'abord été rajustées à la période 1961-1990 au moyen de comparaisons avec des stations proches.

Les variables mensuelles de la température de l'air et des précipitations (TMAX, TMIN, TMEAN, RAIN, SNOW et TOTALP) ont été interpolées à l'aide de la méthode des polygones de Thiessen (et générées au moyen du module GRASS GIS V.GEOM). Les polygones des écodistricts ont été superposés aux polygones de Thiessen, et l'on a généré une valeur à pondération surfacique pour chaque écodistrict. (Les superpositions de polygones à pondération surfacique ont été faites au moyen de méthodes basées sur le SIG ARCINFO développées par AAC et Pole Star Geomatics et appelées PARS.) On a éliminé de la procédure de pondération les données des stations situées à plus de 350 m au-dessus du point le plus bas de chaque écodistrict, pour éviter d'utiliser les données de stations de montagne (comme en Colombie-Britannique) qui n'étaient pas jugées représentatives des terres agricoles. Dans les quelques cas où il n'existait aucune station représentative, on a indiqué comme manquantes les données de ces écodistricts (on a inscrit -999 dans le champ des données). La quantité de données manquantes varie selon les variables et les mois, mais cette situation ne concerne au plus que 16 écodistricts sur 1021. Des couvertures de Thiessen distinctes ont été faites pour la température et les précipitations pour chaque mois, afin d'utiliser toutes les données de stations disponibles.

Variable	Définition	Tableau de données
TMIN	Température minimale quotidienne moyenne de l'air (oC)	dt_temp.dbf
TMAX	Température maximale quotidienne moyenne de l'air (oC)
TMEAN	Température quotidienne moyenne de l'air (oC)
RAIN	Quantité totale de pluie (mm)	dt_prec.dbf
SNOW	Quantité totale de neige (cm)
TOTALP	Quantité totale de précipitations (mm)

Autres variables mesurées

Pour les autres variables climatologiques observées, telles que le vent, le rayonnement solaire, la pression de vapeur, etc., on a extrait les valeurs mensuelles pour les années disponibles, puis on en a calculé la moyenne. Seules les stations pour lesquelles on avait 8 ans ou plus de données ont été utilisées (on a fait dans ces cas des compromis sur la période d'enregistrement de façon à avoir une densité de stations suffisante).

Les variables climatologiques observées (VP, WI, SH, SR et DP, définies au tableau ci-dessous) ont été interpolées à l'aide de méthodes d'interpolation sur surface maillée, la faible densité des stations climatologiques ne permettant généralement pas l'utilisation de l'approche de Thiessen. On a développé un quadrillage de 1,5 minute en latitude et en longitude, en utilisant la méthode de distance inverse, pour pondérer les quatre stations les plus proches de chaque maille de la grille (au moyen du module GRASS GIS R.SURF.IDW2). Pour les variables extrapolées par cette méthode, chaque variable mensuelle a une valeur maximale, une valeur minimale et une valeur moyenne, déterminée pour chaque écodistrict (c.-à-d. que la première est la plus élevée, la deuxième la plus basse et la troisième la moyenne de toutes les valeurs aux points de grille trouvés sur le district).

Variable	Définition	Tableau de données
VP	Pression de vapeur horaire moyenne (kilopascals)	dt_vapp.dbf
WI	Vitesse horaire moyenne du vent (km/h)	dt_wind.dbf
SH	Durée totale d'insolation (h)	dt_sunh.dbf
SR	Rayonnement solaire total quotidien moyen (mégajoules/m²/jour)	dt_srad.dbf
DP	Température horaire moyenne du point de rosée (°C)	dt_dewp.dbf

Variables dérivées

L'évapotranspiration potentielle (PE) moyenne mensuelle et annuelle a été estimée à partir des normales climatologiques mensuelles pour chaque écodistrict à l'aide des méthodes de Penman et de Thornthwaite. La technique de Penman est semblable à celle utilisée dans le modèle de simulation de cultures WOFOST (van Diepen et al., 1988), à quelques modifications près. Les valeurs normales quotidiennes des variables climatologiques entrant dans les équations de Penman ont été générées à partir des normales mensuelles à l'aide de la technique d'interpolation sinusoïdale de Brooks (1943). La vitesse du vent a été convertie de la valeur à 10 m en valeur à 2 m à l'aide de la loi de puissance (Jensen, 1973) : U1 = U2*(h1/h2)**0,2, où U1 et U2 sont les vitesses respectives aux hauteurs h1 et h2. Les valeurs de longueur du jour ont été calculées à l'aide d'un sous-programme informatique appelé SOLARR (De Jong, communication personnelle). Les calculs de PE selon la méthode de Penman ont été faits sur une base quotidienne, en supposant une couverture herbeuse avec un albédo de 0,25 quand les températures de l'air étaient supérieures à 0 °C. Quand les températures étaient inférieures à ce seuil, on a pris un albédo de 0,75 pour une couverture de neige, de façon semblable à la technique utilisée dans le calcul de PE de Penman pour la base de données Potentiel des terres (Kirkwood et al., 1989). Les valeurs quotidiennes négatives de PE qui pouvaient être rencontrées en hiver ont été ramenées à zéro. Les valeurs normales quotidiennes de PE ont été additionnées pour fournir des valeurs normales mensuelles et annuelles du PE selon la méthode de Penman.

Les valeurs moyennes mensuelles et annuelles de l'évapotranspiration potentielle (PE) et les déficits hydriques (WD) selon la méthode de Thornthwaite ont été calculées à l'aide de techniques décrites par Thornthwaite et Mather (1957). Les valeurs de WD ont été estimées pour des sols d'une capacité de rétention d'eau de 100, 150, 200 et 250 mm, en utilisant les estimations de Penman ainsi que celles de Thornthwaite. Le déficit/excédent hydrique a été établi en soustrayant les valeurs de PE des précipitations totales (c.-à-d. TOTALP-PE), en utilisant les calculs de Penman ainsi que ceux de Thornthwaite.

Les cumuls annuels de degrés-jours de croissance (GDD) au-dessus des températures de référence de 0 °C, 5 °C, 10 °C et 15 °C (GDD0, GDD5, GDD10 et GDD15) ont été calculés à partir des données sur la température mensuelle moyenne de l'air. La technique d'interpolation de Brooks (1943) a été utilisée pour générer les températures quotidiennes moyennes de l'air à partir des valeurs mensuelles, et les degrés-jours de croissance quotidiens ont été calculés en soustrayant la température de référence de la température quotidienne moyenne (les valeurs négatives étant ramenées à zéro). Les valeurs quotidiennes ont été additionnées pour donner le total annuel. Le calcul des GDD à partir des températures quotidiennes moyennes de l'air entraîne une certaine erreur vers le début et la fin de la période de cumul, puisque les moyennes de température incluent des jours où la température était inférieure à la valeur de référence. Cependant, cette procédure est généralement acceptée comme ayant une précision suffisante (Chapman et Brown, 1966).

Les dates de début (GSS) et de fin (GSE) de la saison de croissance ont été déterminées par le premier et le dernier jour de l'année où la température quotidienne moyenne atteint ou dépasse 5 °C. On considère généralement que cela coïncide avec la période de croissance pour les cultures fourragères vivaces (Chapman et Brown, 1966). La durée de la saison de croissance (GSL) a été calculée comme GSL = GSE-GSS+1, où GSE et GSS sont des jours civils (juliens).

Les degrés-jours de croissance effectifs (EGDD) sont les degrés-jours de croissance (GDD) au-dessus de 5 °C, ajustés en fonction des longueurs du jour et de la saison de croissance, et sont utilisés pour évaluer l'adéquation des terres à la culture des petites céréales de printemps au Canada (Pettapiece, 1995). Les EGDD ont été calculés à partir des normales mensuelles de la température à l'aide des techniques définies par Pettapiece (1995), avec les modifications suivantes : i) comme des valeurs observées de dates moyennes de premier gel à l'automne n'étaient pas disponibles dans la base de données, on a utilisé une technique décrite par Sly et al. (1971) pour estimer ces dates, auxquelles on arrêtait le cumul des EGDD pour la saison; ii) une équation mathématique a été ajustée au graphique de la figure A.1, page 67 du rapport de Pettapiece (1995), puis utilisée pour calculer le facteur de longueur du jour (DLF). Les EGDD sont déterminés en multipliant le cumul saisonnier des GDD par la DLF, qui varie de 1,0 aux latitudes inférieures ou égales à 49° N jusqu'à 1,18 aux latitudes supérieures ou égales à 61° N.
 

Variable	Définition		Tableau de données
P-PE	Excédent/déficit pluviométrique (mm)	selon la méthode de Penman	dt_ppe_p.dbf
		selon la méthode Thornthwaite	dt_ppe_t.dbf
PE et WD	Évapotranspiration potentielle et déficit hydrique (mm)	PE selon la méthode de Penman	dt_pewdp.dbf
		PE selon la méthode de Thornthwaite	dt_pewdt.dbf
GDD0	Degrés-jours de croissance au-dessus de 0  °C		dt_gdd.dbf
GDD5	Degrés-jours de croissance au-dessus de 5 °C
GDD10	Degrés-jours de croissance au-dessus de 10 °C
GDD15	Degrés-jours de croissance au-dessus de 15 °C
GSS	Début de la saison de croissance (jour civil ou julien)
GSE	Fin de la saison de croissance (jour civil ou julien)
GSL	Durée de la saison de croissance (jours)
EGDD	Degrés-jours de croissance effectifs		dt_egdd.dbf

Données connexes

Nom du fichier	Définition
district.zip	Le fichier projet ArcView et les fichiers Shape connexes nécessaires à l'affichage des données climatologiques (district.apr district.shp district.shx district.sbn district.sbx; projection géographique en degré décimal). Ce fichier contient également des exemplaires de toutes les données climatologiques se trouvant dans des fichiers distincts .dbf sur cette page. Pour extraire ces données, cliquez ici et suivez les instructions indiquées .
district.dbf	Ce fichier comprend les altitudes minimales, maximales et les altitudes moyennes mesurées par région pour chaque écodistrict :   ELEV_MIN Altitude minimale de l'écodistrict (m)  ELEV_MAX Altitude maximale de l'écodistrict (m)  ELEV_MEAN Altitude moyenne de l'écodistrict (basée sur la moyenne régionale) (m)
dt_coord.dbf	Ce fichier contient la latitude et la longitude en degrés décimaux à partir du centre de l'écodistrict.

NOTES

Bien que chacune des étapes de l'élaboration de la base de données ait fait l'objet d'une validation minutieuse, il se peut que la base de données comporte des données « aberrantes ». Les utilisateurs des données sont invités à signaler aux auteurs toutes les valeurs douteuses générées par les méthodes utilisées. Il convient également de noter que la fiabilité des données interpolées peut être plus faible dans les régions du pays comptant un nombre peu élevé de stations météorologiques (p. ex. certaines régions du Grand Nord).

RÉFÉRENCES

Brooks, C.E.P. 1943. Interpolation tables for daily values of meteorological elements. Quart. J. Royal Meteorol. Soc. 69 (300): 160-162.

Chapman, L.J. et D.M. Brown. 11966. Les climats du Canada et l'agriculture. Inventaire des terres du Canada, Rapport no 3, Environnement Canada, Direction générale des terres, Ottawa. 24pp. + cartes.

Environment Canada. 1994. Canadian Monthly Climate Data and 1961-1990 Normals on CD-ROM. Environment Canada, Atmospheric Environment Service, Downsview, Ontario.

Jensen, M.E. (ed.) 1973. Consumptive use of water and irrigation requirements. Amer. Soc. Civil Engineers, New York, N.Y.

Kirkwood, V., Dumanski, J., Bootsma, A., Stewart, R.B. and Muma, R. 1989. The land potential data base for Canada - User's handbook. Agriculture Canada, Research Branch, Land Resource Research Centre, Tech. Bull. 1983-4E. 53 pp.

Pettapiece, W.W. (éd.) 1995. Système de classification des terres selon leurs aptitudes pour les cultures : rapport technique. 1. La production des céréales de printemps. Agriculture et Agroalimentaire Canada, Direction générale de la recherche, Centre de recherches sur les terres et les ressources bioogiques. Bulletin technique 1995-6F, 94 pp. + cartes.

Sly, W., Robertson, G.W. and Coligado, M.C. 1971.  Estimation of probable dates of temperatures near freezing from monthly temperature normals, station elevation, and astronomical data.  Canada Department of Agriculture, Research Branch, Plant Research Institute, Agrometeorology Section, Ottawa, Tech. Bull. 79, 21 pp.

Thornthwaite, C.W. and Mather, J.R. 1957. Instructions and tables for computing potential evapotranspiration and the water balance. Drexel Institute of Technology, Publications in Climatology Vol X, No. 3, Centerton, New Jersey. 311 pp.

van Diepen, C.A., Rappoldt, C., Wolf, J. and van Keulen, H. 1988. CWFS Crop Growth Simulation Model WOFOST Documentation, Version 4.1. Centre for World Food Studies, Wageningen, The Netherlands. 299 pp.

REMERCIEMENTS

Source : Agriculture et Agroalimentaire Canada a confié la réalisation de ces travaux à Pole Star Geomatics Inc. (PSG).
Personne-ressource : Andrew Bootsma
Dernière mise à jour : 16 décembre 1999