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Le suivi du volume des glaciers se fait grâce au bilan de masse, qui calcule les pertes et les gains en eau. La plupart des modèles utilisés pour simuler l’évolution du bilan de masse des glaciers sont des modèles empiriques. Ils sont simples puisqu’ils nécessitent seulement des valeurs de température de l’air et, pour certains, de rayonnement mesuré pour la période étudiée. Ils doivent être calibrés sur des données réelles, et sont donc moins fiables pour prédire l’évolution du bilan de masse dans le futur puisque les valeurs réelles sont inconnues dans l’avenir. Les modèles physiques sont plus couramment utilisés pour faire des projections d’impacts climatiques à l’échelle d’un glacier puisqu’ils sont considérés comme étant plus fiables pour simuler les processus physiques régissant le bilan de masse. Ils utilisent le bilan d’énergie complet de la surface du glacier pour le modéliser. Ce type de modèle nécessite beaucoup de données météorologiques.
L’objectif principal de cette étude est d’évaluer la capacité des modèles empiriques à reproduire le bilan de masse du glacier Saskatchewan en climat futur, tel que simulé par un modèle physique. Cela sera réalisé en comparant quatre modèles empiriques différents aux résultats prédits par le modèle physique. L’objectif secondaire est de tester l’efficacité de trois méthodes de calibration des modèles. Ces différentes méthodes serviront à définir l’impact des erreurs structurelles, des erreurs d’échantillonnage et des erreurs dues au choix de la méthode de calibration spatiale.
Le glacier Saskatchewan est un glacier de montagne. C’est le plus grand effluent du champ de glace Columbia, situé dans les Rocheuses canadiennes, à la frontière entre l’Alberta et la Colombie-Britannique. Le glacier se situe à des altitudes entre 2400 et 3400 m et à une latitude de 52,08˚N. Les précipitations annuelles sur le champ de glace sont en moyenne de 1277 mm. La haute altitude du champ de glace fait en sorte que la plupart des précipitations tombent sous forme solide tout au long de l’année. Durant le 20e siècle, le glacier aurait subi les plus grosses pertes de surface et de masse absolue, en comparaison avec les autres glaciers du même champ de glace. Le bilan de masse du glacier Saskatchewan est suivi par la commission géologique du Canada depuis 2010 à l’aide d’un réseau de balises. Il se situe en amont du bassin versant de la rivière Saskatchewan Nord et c’est une zone importante économiquement en raison du fort achalandage touristique.
Les modèles empiriques seront calibrés sur les sorties d’un modèle physique en climat présent puis forcés avec des scénarios climatiques afin de quantifier leur performance en climat futur par rapport à la simulation de base (modèle physique). Cette méthode sera appliquée au glacier Saskatchewan puisqu’un modèle physique récent a déjà été appliqué à ce glacier. Ce dernier a été forcé avec des réanalyses climatiques (1979 à 2016), puis pour différents scénarios climatiques d’évolution de la température (entre 0 à 8ºC) et des précipitations (de -20 à 20%). Ce modèle a été validé avec les observations terrain (balises d’ablations de 2012 à 2016 et bilan géodésique de 1979 à 2015). Cela permettra également de tester la sensibilité des modèles empiriques à la stratégie de calibration utilisée (longueur de la période de calibration, nombre de balises utilisées, etc.).