Changements climatiques en Beauce - première partie


Comme plusieurs, je suis préoccupé par les changements climatiques. Il est difficile de différencier les aléas de la météo des changements climatiques observés sur le long terme. Les discussions sur les changements climatiques portent habituellement sur le futur mais déjà aujourd’hui ils nous affectent.

Je suis curieux de savoir quels ont été les effets des changements climatiques dans la région de la Beauce jusqu’à maintenant. Venant d’une famille d’acériculteurs en Beauce, je me préoccupe en particulier des effets des changements climatiques au printemps, lors de la saison des sucres. Je vais analyser les données pour déterminer jusqu’à quel point la Beauce s’est réchauffée et pour savoir sur la saison des sucres commence plus tôt ou plus tard et si est-elle plus courte ou plus longue qu’auparavant.

Je commence dans ce premier texte par décrire les données, ce qui est un peu fastidieux mais tout de même intéressant. Je vais poursuivre avec un deuxième article avec une analyse statistique des températures. Finalement, dans un troisième article, je vais analyser les températures au printemps spécifiquement pour voir comment les changements climatiques ont affecté la période des sucres.

Je me concentre dans cette série sur les températures. Plus tard, je vais peut-être regarder comment les changements climatiques affectent les précipitations et la saisonnalité en Beauce.

Données

Les données ont été collectées à partir de la base de Données climatiques historiques du Gouvernement du Canada pour des stations météo à Beauceville, St Georges, St Éphrem et St Prosper.

Sommaire des données

Le Tableau 1 présente la période couverte par les données et un sommaire des températures moyennes. Bien que chaque station ait une couverture différente, les données donnent des mesures de température en Beauce pratiquement sans interruptions entre Août 1913 et Décembre 2019. La colonne N donne le nombre d’observations à chacune des stations.

Les températures moyennes journalières rapportées sont les points médians entre les minimums et les maximums journaliers. Dans le tableau ci-dessous, la colonne Moyenne donne la température moyenne à chacune des stations durant la période couverte à chaque station météo. Les moyennes ne correspondent pas exactement aux températures annuelles moyennes puisque les données à chaque station ne couvrent pas des années entières. Par exemple, les données à la station Beauceville 1 commencent en Août mais se terminent en Janvier. La colonne Minimum est la température minimum moyenne observée à chaque station et la colonne Maximum est la température maximum moyenne observée à chaque station.

Tableau 1: Sommaire des températures moyennes
Station Début Fin N Moyenne Minimum Maximum
Beauceville 1 1913-08-01 1985-01-31 25,612 4,23 -37,20 29,75
Beauceville 2 1994-07-28 2019-12-31 9,198 4,68 -30,05 27,20
Saint Éphrem 1929-02-07 2019-08-31 26,807 4,06 -31,75 28,90
Saint Georges 1963-01-07 2019-08-31 19,217 4,50 -32,00 28,25
Saint Prosper 1963-02-01 2019-08-31 18,469 3,67 -32,00 27,50

Le Tableau 2 présente un sommaire des températures extrêmes à chaque station. La colonne Minimum (max) est le minimum des températures maximales journalières et la colonne Maximum (max) est le maximum des températures maximales journalières. Les colonnes Minimum (min) et Maximum (min) sont définies de manières similaires. Ce qui veut dire, qu’il y a une journée à la station Beauceville 1 où la température maximale observée a été de -34,4 degré celcius et une autre journée où la température maximale observée a été de 26,7 degré celcius.

Tableau 2: Sommaire des températures extrêmes
Station Moyenne Minimum (max) Maximum (max) Minimum (min) Maximum (min)
Beauceville 1 4,23 -34,4 37,0 -41,1 26,7
Beauceville 2 4,68 -26,0 33,9 -38,9 21,2
Saint Éphrem 4,06 -30,0 35,6 -41,7 26,7
Saint Georges 4,50 -28,0 35,0 -41,7 23,0
Saint Prosper 3,67 -29,0 34,4 -41,5 22,5

Visualization des données

Dans cette section, je présente un sommaire visuel des données. Les figures permettent d’identifier des tendances et de possibles problèmes dans les données.

La Figure 1 montre les données pour chacune des stations. Pour rendre la figure plus lisible, les données quotidiennes sont aggrégées par saison (trimestre). L’ensemble des données permet de couvrir plus de 100 ans, entre 1913 et 2019.

La figure montre des points anormaux à chacune des stations. Ceux-ci sont un artifact des données journalières manquantes plutôt que des erreurs dans les données.

Figure 1: Données saisonnières par station météo

Pour la production des figures qui suivent, j’élimine les données pour une station dans les années où il a moins de 350 observations. Le but est d’enlever les effets sur la saisonnalité que les données manquantes peuvent avoir.

La Figure 2 montre la saisonnalité dans les températures pour les cinq stations météo. Les températures moyennes diffèrent par 2 ou 3 degrés celcius entre les stations mais les différences restent passablement les mêmes au cours des mois. Vous pouvez cliquer sur le nom d’une station pour enlever ou ajouter des données.

Figure 2: Saisonalité par station météo

La Figure 3 montre les moyennes de températures annuelles pour chacune des stations, ainsi que des lignes pour montrer les tendances à long terme. La figure montre des variations assez importantes dans les températures annuelles moyennes. Par exemple, à la station Beauceville 1, la température annuelle moyenne a été sous 2 degré celcius en 1917 et plus de 6 degré celcius en 1953. Sauf pour quelques extrèmes, les températures moyennes annuelles pour la station Beauceville 1 sont entre 4 et 5 degré celcius, avec régularité.

Les tendances montrent une augmentation dans les températures moyennes annuelles à chacune des stations. Les tendances n’apparaissent pas être un phénomène récent puisque les températures ont augmenté à la station Beauceville 1, où les données sont disponibles entre 1913 et 1985. Les tendances pour les stations avec des données plus récentes suggèrent une accélération de l’augmentation des températures moyennes.

Figure 3: Températures moyennes annuelles par station météo

Les températures moyennes ne capturent pas les températures extrèmes qui sont possiblement plus importantes étant donné les désagrément et parfois les domages quelles peuvent causer. La Figure 4 montre les températures anuelles maximales et la Figure 5 montre les températures annuelles minimales. La plus haute température enregistrée par les 5 stations est 37 degrés celcius à Beauceville 1. La plus faible température enregistrée est de -41.5 degrés celcius à Saint Prosper deux fois, en 1993 et 1995.

Figure 4: Températures maximales annuelles par station météo

Les tendances dans la Figure 4 montrent une augmentation des températures maximales à toutes les stations. Par contre, la Figure 5 montre une diminution des températures minimales aux stations Beauceville 1 et Saint Éphrem. Ces deux stations sont les plus vieilles et les tendances négatives s’expliquent possiblement par quelques températures minimales plus élevées enregistrées avant les années 40. Pour les autres stations, les températures minimales annuelles ont tendance à augmenter.

Figure 5: Températures minimales annuelles par station météo

La Figure 6 offre une autre représentation de l’évolution des températures moyennes annuelles. Un modèle de régression linéaire permet de contrôler pour les stations en utilisant des effets fixes par rapport à Saint Georges. La figure montre une tendance au réchauffement. Les températures étaient froides au début du 20e siècle pour ensuite se réchauffer au cours des années 40 et 50. Elles se sont ensuite refroidies pour finalement se réchauffer depuis 2000.

Figure 6: Déviations des températures annuelles par rapport à la moyenne

La Figure 6 montre que les températures moyennes annuelles varient fortement. Pour un simple observateur, les variations annuelles des températures rendent pratiquement impossible d’observer les tendances à long terme. Je vais analyser les tendances à long terme dans une prochaine édition de ce blogue.

Les basses températures observées après le début des années 50 sont observées aussi globalement sur la planète. Elles s’expliquent par les émissions d’aérosols sulfatés par les centrales au charbon, qui ont depuis diminuées. Ces aérosols sulfatés ont contribué aux pluies acides qui ont affectées les forêts québécoises voilà quelques décennies. Pour d’autres raisons, ils ne sont pas une solution retenue pour combattre le réchauffement climatique.