Campus de Sherbrooke
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Université de Sherbrooke
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Les changements climatiques se traduisent par une augmentation de l’occurrence des évènements extrêmes hivernaux, en particulier la pluie-sur-neige (PSN). Ce type d’évènement, relié à une température anormalement chaude dans les climats normalement froids, a un impact significatif sur la dynamique du manteau neigeux. Spécifiquement, l’effet de ces évènements sur la distribution et la dynamique du risque d’avalanche en montagne est peu connu, mais cause à chaque année beaucoup de problèmes tant au niveau de la prédiction, qu’au niveau de la sécurité publique. Une augmentation de ces évènements en terrain avalancheux mènera à une augmentation d’avalanches mouillées tel qu’actuellement observé dans plusieurs régions au Canada. La gestion de ce risque doit donc être considérée par les instances de sécurité publique dans le contexte de réchauffement climatique. Le modèle thermodynamique de neige SNOWPACK a été développé en Suisse pour l'évaluation des propriétés géophysiques de la neige à des fins de prévention du risque d'avalanche. Cependant, peu de recherches ont été effectuées pour l’évaluation des risques reliés aux PSN, encore moins dans un contexte canadien. La détection ces évènements et le comportement du manteau neigeux aux épisodes de PSN par le modèle SNOWPACK devient donc nécessaire pour la gestion du risque d'avalanche amenée par ce phénomène.
L’objectif principal du projet de thèse est l’amélioration du schéma de percolation de SNOWPACK dans un contexte opérationnel canadien. Spécifiquement, nous voulons: 1) utiliser les instruments de haute précision disponibles dans notre groupe de recherche afin de détecter les couches de hautes densités et de neige mouillée sur le terrain avalancheux issus des PSN; 2) Valider le potentiel de SNOWPACK pour simuler les propriétés affectant la stabilité de la neige en condition de PSN (schéma de percolation); 3) Évaluer l'impact sur la stabilité du manteau neigeux en utilisant des mesures terrains ainsi que des simulations SNOWPACK conduites à l'aide de données de stations météorologiques locales et 4) Caractériser le potentiel du modèle SNOWPACK pour la prédiction du risque d'avalanche et de stabilité avec une implémentation de détection et de traitement de PSN opérationnelle.
Les activités de recherche se concentreront sur trois sites différents: dans la réserve faunique des Chics-Chocs, QC, dans le Parc National des Glaciers, BC ainsi que qu’à Weissfluhjoch, Davos, Suisse. Des mesures terrains de la microstructure sont prévues pour chacun des sites au cours des trois années du projet. Les données seront recueillies de deux façons différentes: prise de données ‘sommaire’, et ‘détaillée’. Le mode de mesure ‘sommaire’ permettra de caractériser rapidement la variabilité des couches affectées par les évènements de PSN à contrario du mode ‘détaillé’ où de nombreux tests de stabilité supplémentaires permettront d'avoir des informations précises sur la microstructure du manteau neigeux en condition de PSN. Chacun des sites contient une ou plusieurs stations météorologiques permettant l'utilisation du modèle SNOWPACK. Celui-ci sera donc utilisé pour simuler les propriétés géophysiques ainsi que la stabilité de la neige et les données recueillies lors des campagnes de terrain permettront sa validation.
Laliberté, J., Langlois, A., Royer, A., Madore, J.-B., Gauthier, F., 2022. Retrieving dry snow stratigraphy using a versatile low-cost frequency modulated continuous wave (FMCW) K-band radar. Physical Geography, 43(3): 308-332. DOI: 10.1080/02723646.2021.2008104.
Mavrovic, A., Madore, J.-B., Langlois, A., Royer, A., Roy, A.R., 2020. Snow liquid water content measurement using an open-ended coaxial probe (OECP). Cold Regions Science and Technology, 171, 102958. DOI: 10.1016/j.coldregions.2019.102958.
Pomerleau, P., Royer, A., Langlois, A., Cliche, P., Courtemanche, B., Madore, J.-B., Picard, G., Lefebvre, É., 2020. Low cost and compact FMCW 24 GHz radar applications for snowpack and ice thickness measurements. Sensors, 20(14), 3909. DOI: 10.3390/s20143909 .
Domine, F., Picard, G., Morin, S., Barrère, M., Madore, J.-B., Langlois, A., 2019. Major issues in simulating some arctic snowpack properties using current detailed snow physics models: consequences for the thermal regime and water budget of permafrost. Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 11(1): 34-33. DOI: 10.1029/2018MS001445.
Madore, J.-B., Langlois, A., Côté, K., 2018. Evaluation of the SNOWPACK model’s metamorphism and microstructure in Canada: a case study. Physical Geography, 39(5): 406-427. DOI: 10.1080/02723646.2018.1472984.
Côté, K., Madore, J.-B., Langlois, A., 2017. Uncertainties in the SNOWPACK multilayer snow model for a Canadian avalanche context: Sensitivity to climatic forcing data. Physical Geography, 38(2): 124-142. DOI: 10.1080/02723646.2016.1277935.