Cadre écologique national pour le Canada (16 de 23)

Température et précipitation

Les données de température et de précipitation couvrant les années 1961 à 1990 incluaient seulement les stations avec des moyennes basées sur plus de 19 années de données (Annexe 1). Les données de d'autres stations qui avaient des températures et des précipitations normales pour la période 1951-1980 ont également été utilisées pour fournir le maximum de densité des stations, mais ces normales ont tout d'abord été ajustées à la période 1961-1990 en comparaison avec des stations à proximité.

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. 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. Afin d'utiliser toutes les données de stations disponibles, chaque mois des couvertures de Thiessen distinctes ont été faites pour la température et les précipitations.
 

Pression de vapeur, vitesse du vent, insolation, rayonnement solaire, point de rosee

Pour les autres variables climatologiques observées, telles que le vent, le rayonnement solaire, la pression de vapeur, l'insolation ainsi que le point de rosée, on a extrait les valeurs mensuelles pour les années disponibles, puis on en a calculé la moyenne (Annexe 1). 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-dessus) 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 (Annexe 3) (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).

Évapotranspiration potentielle et pénurie d'eau

L'évapotranspiration potentielle (PE) moyenne mensuelle et annuelle a été estimée à partir des normales climatologiques mensuelles pour chaque écodistrict (Annexe 1) 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.

Degrés-jours de croissance

Les cumuls annuels de degrés-jours de croissance (GDD) au-dessus des températures de référence de 0, 5, 10 et 15 Celsius (GDD0, GDD5, GDD10 et GDD15) ont été calculés à partir des données sur la température mensuelle moyenne de l'air (Annexe 1). 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).

Début de la saison de croissance, date de fin et durée

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 degrés Celcius. 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).

Degrés-jours de croissance effectifs (EGDD)

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 (Annexe 1) à l'aide des techniques définies par Pettapiece (1995), avec les modifications suivantes :

Consultez l'Annexe 4 pour de plus amples description des procédures.