Mesure et modélisation de la neige dans les biomes de la toundra et de la taïga arctiques : Un reportage photo
– Par Georgina Woolley –
Image 1 : Équipe de terrain de mars 2022. En mars 2022, nous avons passé trois semaines dans la toundra canadienne à Trail Valley Creek (TVC), un site de recherche situé au nord d’Inuvik (Territoires du Nord-Ouest, T.N.-O). Notre équipe était composée de chercheurs de l’Université Northumbria, de l’Université d’Édimbourg, de l’Université Wilfred Laurier, de l’Université de Montréal et d’Environnement et Changement climatique Canada. Nous avons tous travaillé ensemble pour étudier la variabilité spatiale des propriétés du manteau neigeux dans la région et les émissions de carbone sous la neige. Pendant notre séjour à TVC, nous avons travaillé et dormi par des températures de -30⁰C.
Image 2 : Sites de recherche. Les propriétés du manteau neigeux, telles que la profondeur et la densité, varient dans l’Arctique canadien en raison des différences de topographie, de végétation et de vent. La TVC donne accès à un environnement de toundra (image de gauche) où il y a peu de végétation (petits arbustes, lichens et mousses) et des zones exposées à l’action du vent. À quelques kilomètres au sud, l’environnement passe de la toundra à la taïga (image de droite) où la densité de la végétation est plus importante, composée d’épicéas noirs à feuilles aiguës persistantes. Notre objectif était de prendre des mesures dans des zones qui capturent ces changements dans la microtopographie. Nous avons choisi des sites de recherche dans les environnements de toundra et de taïga, ainsi que des sites reflétant la transition entre les deux.
Image 3 : Motoneiges. L’accès à nos sites de terrain a nécessité l’utilisation de motoneiges qui nous ont aidés à transporter notre équipement et à effectuer des mesures sur une zone de 40 km, ce qui nous a permis d’obtenir un ensemble de données vaste et diversifié sur le plan spatial.
Image 4 : Mesures des propriétés du manteau neigeux. À chaque site de recherche, nous creusons des puits de neige. Dans ces puits, nous mesurons la profondeur, la densité, la surface spécifique, la température et les différentes couches du manteau neigeux. L’équipement que nous utilisons comprend une fraise à densité et une balance, un IceCube (illustré sur l’image ci-dessous), une sonde de température et une règle. Ces mesures nous donnent des renseignements détaillés sur les propriétés et la structure de la neige. Nous pouvons comparer ces mesures entre différents sites pour comprendre comment des facteurs tels que le vent et la végétation peuvent les influencer.
Image 5 : Mesures des émissions de carbone. En plus de mesurer les propriétés du manteau neigeux, nous capturons les flux de CO2 qui sortent du sol, traversent le manteau neigeux et se retrouvent dans l’air. Pour ce faire, nous plaçons des capteurs de gaz peu coûteux dans le manteau neigeux à différents niveaux ou extrayons des échantillons de gaz du manteau neigeux au moyen d’une seringue.
Image 6 : Mesures et modélisation météorologiques. Nous effectuons ce travail de terrain afin de pouvoir comprendre la distribution des propriétés du manteau neigeux et les émissions de carbone sous la neige. Cependant, nous avons aussi pour objectif secondaire d’utiliser ces mesures pour évaluer la capacité des modèles de surface terrestre à simuler ces mêmes critères. La TVC abrite trois stations météorologiques (la station Wilfred Laurier et les stations du Service météorologique du Canada présentées ci-dessous). Nous utilisons les données météorologiques pour simuler les émissions de neige et de CO2 pendant l’hiver arctique.
Image 7 : Aurores boréales. Pendant notre séjour à TVC, nous avons eu la chance de voir des aurores boréales! L’emplacement éloigné et la haute latitude de ce site de recherche permettent de vivre régulièrement cette expérience spectaculaire.
Georgina Woolley est étudiante en doctorat à l’université de Northumbria. Son travail vise à limiter les incertitudes dans les simulations de modèles de surface terrestre des propriétés du manteau neigeux de l’Arctique dans les biomes de la toundra et de la taïga. Avant son doctorat, Georgina a obtenu un BSC en géographie physique et un MSC en surveillance, modélisation et reconstruction de l’environnement à l’université de Northumbria.