2.0 qualité de l`air, climat et changement climatique

Vérification environnementale des T.N.-O.
Rapport sur l’état de l’environnement
Qualité de l’air, climat et changement climatique
2.0
QUALITÉ DE L’AIR, CLIMAT ET CHANGEMENT CLIMATIQUE
2.1
INTRODUCTION À LA QUALITÉ DE L’AIR ET AU CHANGEMENT CLIMATIQUE
L’Évaluation de l’impact du changement climatique dans l’Arctique (EICCA, ou ACIA en
anglais) est une évaluation exhaustive, indépendante et solidement documentée du changement
climatique et de ses impacts sur la région et sur le monde. Le rapport-synthèse intitulé Impacts of
a Warming Arctic (novembre 2004) concluait entre autres ce qui suit :
« On observe dans l’Arctique certains des changements climatiques les plus rapides et les plus
alarmants de toute la planète. Dans les 100 prochaines années, on s’attend à ce que le
changement climatique s’accélère et entraîne des changements physiques, écologiques, sociaux
et économiques importants, dont beaucoup ont déjà commencé. Les changements climatiques
dans l’Arctique auront aussi une incidence sur le reste de la planète, du fait de l’élévation de la
température moyenne et du niveau de la mer. » (traduction libre)
On discute beaucoup de la variabilité du climat planétaire depuis une dizaine d’années, en fait
depuis qu’il a été remarqué que les émissions de polluants atmosphériques (gaz à effet de serre et
substances appauvrissant la couche d’ozone) anthropiques (produits par l’homme) ont eu un effet
observable sur la composition chimique de l’atmosphère terrestre. Selon certains, ce changement
d’ordre chimique aurait déjà induit dans l’atmosphère des changements physiques simultanés de
variables météorologiques comme la température, les précipitations et la couverture nuageuse et
que des changements encore plus importants sont à prévoir au cours du prochain siècle avec la
poursuite de la hausse des concentrations ou charges atmosphériques dues aux émissions
anthropiques.
La pollution de l’air, qui résulte de sources d’émission tant naturelles qu’anthropiques, se définit
comme la présence dans l’atmosphère de substances qui sont toxiques, irritantes ou autrement
nuisibles pour l’homme ou qui causent des dommages aux végétaux, aux animaux ou aux biens.
Elle se manifeste à diverses échelles spatiales : régionale et locale, avec le smog et les
précipitations acides, continentale, avec le transport des produits toxiques persistants (p. ex., le
mercure et les BPC), et planétaire, avec le changement climatique et l’appauvrissement de la
couche d’ozone.
L’utilisation de combustibles pour produire de la chaleur et/ou de l’énergie est une source
majeure de pollution. Parmi les principales sources d’émission anthropique figurent :
•
le transport;
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•
•
•
Qualité de l’air, climat et changement climatique
la combustion par les sources fixes (p. ex., les centrales électriques, le chauffage
industriel et domestique);
les procédés industriels (p. ex., l’extraction minière, pétrolière et gazière, l’emploi de
solvants);
les autres sources (p. ex., les feux de forêt, l’agriculture).
Il existe trois types de sources, qui présentent chacun des caractéristiques particulières de
dispersion dans l’air :
• les sources ponctuelles (les émissions provenant des cheminées, bouches d’évacuation ou
évents des usines ou des centrales électriques);
• les sources linéaires (les émissions des véhicules sur une route);
• les sources diffuses ou de volume (les émissions qui proviennent d’une région
relativement grande, comme les poussières soulevées par le vent, les émissions des
appareils de chauffage d’un secteur résidentiel).
Différents facteurs influent sur la concentration des polluants dans l’air :
•
•
•
la configuration géométrique (p. ex., le type de sources, ponctuelles, linéaires ou diffuses)
et le relief à proximité du lieu d’émission (p. ex., présence de lacs, de vallées);
la quantité totale de polluants émis;
les conditions météorologiques.
La qualité de l’air dépend des concentrations de polluants présentes dans l’atmosphère, qui sont
elles-mêmes régies par les phénomènes de dispersion des polluants à partir de leurs sources. Les
sources d’émission peuvent être de nature primaire ou secondaire, les sources primaires étant par
exemple les émissions de cheminée et la volatilisation des composés à partir de l’équipement, et
les sources secondaires habituellement la réémission des contaminants issus des gros réservoirs
environnementaux. Les sources secondaires jouent un rôle très important en ce qui concerne
les POP (polluants organiques persistants) « hérités », comme les BPC, et aident à expliquer
pourquoi nous les retrouverons dans le milieu longtemps après que leur production aura cessé.
Les conditions météorologiques influent beaucoup sur la dispersion des polluants
atmosphériques. La météorologie est essentielle pour prévoir la qualité de l’air actuelle et pour
élaborer les stratégies visant à améliorer la situation à long terme. La vitesse et la direction du
vent de même que la stabilité de l’atmosphère sont des paramètres de première importance.
L’ensoleillement influe lui aussi directement sur la production photochimique des polluants
secondaires.
Les problèmes de qualité de l’air, comme le smog et les précipitations acides à l’échelle
régionale, et l’accumulation des substances polluantes dangereuses dans les basses couches de
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l’atmosphère, sont liés au climat, par l’entremise de la température, des précipitations, de
l’humidité, du rayonnement solaire, de la nébulosité et des flux atmosphériques de grande
échelle qui modifient la distribution des polluants de l’air via le transport à distance.
Les sections suivantes traiteront de la qualité de l’air, du climat et du changement climatique
dans les Territoires du Nord-Ouest, et tout particulièrement des aspects suivants :
•
•
•
les données actuelles et les programmes de surveillance et de recherche en cours;
les tendances exprimées par les données et la signification de ces tendances;
les lacunes des informations et les activités supplémentaires de surveillance et de
recherche recommandées.
2.2
QUALITÉ DE L’AIR
2.2.1
Introduction aux polluants atmosphériques
Les polluants atmosphériques ont des effets sur l’environnement et la santé parce qu’ils causent
des problèmes comme le smog et les pluies acides. Le smog est un mélange nocif de polluants
atmosphériques (vapeurs, gaz et particules), qui crée souvent une sorte de brume sèche dans l’air.
Les deux principaux composants du smog qui nuisent à la santé sont l’ozone troposphérique et
les particules fines en suspension dans l’air. L’ozone troposphérique est un gaz incolore et très
irritant qui se forme dans la basse atmosphère. Il s’agit d’un polluant « secondaire » parce qu’il
résulte de la réaction de deux polluants primaires, les oxydes d’azote (NOx) et les composés
organiques volatils (COV), sous l’effet de la lumière par un processus de nature photochimique.
Les poussières aéroportées sont des particules solides et liquides microscopiques qui restent en
suspension dans l’air plus ou moins longtemps. Les particules primaires proviennent surtout de la
combustion des matières combustibles, des procédés industriels, de même que de processus
naturels, comme la poussière soulevée par le vent. Les particules secondaires proviennent de la
conversion en particules de composés émis dans l’atmosphère sous forme gazeuse.
Le dioxyde de soufre (SO2) est un gaz incolore qui peut se transformer chimiquement en
polluants acides comme l’acide sulfurique et les sulfates (les sulfates sont des constituants
importants des particules fines). Les grandes sources de SO2 atmosphérique sont les centrales
électriques au charbon et les fonderies de minerais non ferreux. Le dioxyde de soufre est
également l’une des principales causes des pluies acides, qui peuvent endommager les cultures,
les forêts et des écosystèmes entiers.
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Les oxydes d’azote (NOx) sont des composés d’azote et d’oxygène qui incluent le monoxyde
d’azote (NO) et le dioxyde d’azote (NO2). Le NO2 est un gaz toxique et irritant qui provient de
tous les types de combustion; c’est à la fois un composant du smog et un polluant qui contribue à
la formation de l’ozone troposphérique et des matières particulaires. Lorsqu’il réagit avec l’eau,
le NO2 se transforme en acide nitrique, un des constituants des pluies acides.
Les composés organiques volatils (COV) sont des gaz et des vapeurs contenant du carbone
comme les vapeurs d’essence, les principales exceptions étant le dioxyde de carbone, le
monoxyde de carbone, le méthane et les chlorofluorocarbures. Les sources anthropiques de COV
sont essentiellement la combustion des combustibles et l’évaporation des combustibles liquides
et des solvants. Le monoxyde de carbone (CO) est un gaz incolore et inodore issu d’une
combustion incomplète.
Le Service de protection de l’environnement (SPE) du ministère des Ressources, de la Faune et
du Développement économique (MRFDE, devenu le ministère de l’Environnement et des
Ressources naturelles ou MERN) surveille la qualité de l’air dans les T.N.-O. Le réseau
comprend quatre stations de surveillance situées à Yellowknife, Fort Liard, Norman Wells et
Inuvik. En 2003, le réseau de surveillance de la qualité de l’air des T.N.-O. a été modernisé et
élargi de façon importante. À Yellowknife et à Fort Liard, l’équipement a été installé dans des
roulottes à ambiance contrôlée, des instruments vétustes ont été remplacés et de nouveaux
appareils ont été ajoutés pour mesurer d’autres polluants et paramètres météorologiques. De
nouvelles stations ont été aménagées à Norman Wells et à Inuvik, dans des roulottes à ambiance
contrôlée, et dotées de dispositifs de surveillance en continu ultramodernes. Les polluants
mesurés varient d’une station à l’autre, mais ils incluent le dioxyde de soufre (SO2), le sulfure
d’hydrogène (H2S), les particules fines (PM2.5), l’ozone troposphérique (O3), le monoxyde de
carbone (CO) et les oxydes d’azote (NOx), ainsi que la vitesse et la direction du vent et la
température (GTNO, 2004).
Le gouvernement des T.N.-O. a adopté des seuils de concentration pour la protection de la
qualité de l’air ambiant, et publié un document indiquant les limites fixées pour le SO2, l’ozone
troposphérique, les particules totales en suspension (PTS) et les PM2.5 (Guideline for Ambient Air
Quality Standards in the Northwest Territories) [MRFDE, 2002]. Ces normes sont appliquées
pour évaluer les données de surveillance de la qualité de l’air et pour établir l’acceptabilité des
émissions d’installations existantes ou proposées. Lorsque les T.N.-O. ne disposent pas de norme
pour un polluant particulier, les objectifs nationaux du Canada en matière de qualité de l’air
ambiant (Environnement Canada, 1981) ou les limites en vigueur dans d’autres territoires ou
provinces sont appliqués.
Le rapport de 2002-2003 sur la qualité de l’air dans les Territoires du Nord-Ouest (2002/2003
Northwest Territories Air Quality Report) [GTNO, 2004] conclut que la qualité de l’air dans les
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T.N.-O. reste bonne dans l’ensemble. Comme le développement s’intensifie, il importe de
continuer la surveillance afin d’éviter tout impact négatif sur la qualité de l’air. Le MRFDE
continue d’explorer les possibilités de moderniser et d’élargir son programme actuel de qualité
de l’air.
2.2.2
Indicateurs de la qualité de l’air
Les indicateurs clés de la qualité de l’air analysés dans ce premier rapport sur l’état de
l’environnement sont présentés au tableau 2.2-1, accompagnés des raisons de leur choix.
TABLEAU 2.2-1
JUSTIFICATION DU CHOIX DES INDICATEURS
DE LA COMPOSANTE VALORISÉE DE LA QUALITÉ DE L’AIR
Composante
valorisée
Indicateurs clés*
Justification
•
•
Concentrations
de matières
particulaires
•
•
•
•
Qualité de l’air
•
Concentrations
de SO2/NOx
•
•
•
Paramètre important de la qualité de l’air contribuant aux
problèmes de santé locaux
Émissions locales
Paramètre surveillé par le GTNO et des entreprises à divers
endroits
Émissions et mesures locales
Effets possibles sur la santé et sur l’écosystème à l’échelle
locale
Substances provenant également du transport à distance
Substances qui réagissent dans l’air pour former les pluies
acides
Précurseurs de l’ozone troposphérique
*les indicateurs clés sont écrits en caractères gras.
2.2.2.1 Matières particulaires
Les matières particulaires aéroportées sont des particules de diamètres allant de 0,005 à 100 μm.
Pour faciliter les évaluations de la qualité de l’air et la réglementation, on divise habituellement
les différentes grosseurs de particules en plusieurs classes distinctes. Il y a les particules totales
en suspension (PTS), qui comprennent toutes les particules de moins de 30 μm de diamètre
moyen, les particules inhalables (PM10), dont le diamètre moyen est inférieur à 10 μm, et les
fines (PM2.5), de moins de 2,5 μm de diamètre moyen. Les différentes classes granulométriques
reflètent l’évolution de la réglementation des matières particulaires depuis une trentaine
d’années, des fractions plus grossières aux plus fines.
Il est important de surveiller les concentrations de matières particulaires inhalables (PM10) parce
qu’elles peuvent aggraver l’asthme et les autres problèmes respiratoires ou cardiaques, causer
des dommages aux plantes et entraîner la corrosion et la salissure des immeubles et des
véhicules. Les particules fines (PM2.5) sont les particules solides ou liquides dont le diamètre est
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inférieur ou égal à 2,5 micromètres (1 micromètre = 1 millionième de mètre). Elles peuvent
pénétrer profondément dans les poumons, et ce sont elles qui sont les plus dangereuses pour la
santé humaine.
i)
Quels sont les paramètres mesurés?
Les PTS, les PM10 (depuis 2000) et les PM2.5 (depuis 1999) sont mesurées à Yellowknife. À la
mi-novembre 2003, un appareil à atténuation bêta (BAM) a été installé à Fort Liard afin de
permettre la surveillance en continu des PM2.5. Un instrument semblable a été placé à Inuvik en
décembre 2003.
ii)
Que constate-t-on?
La figure 2.2-1 illustre la tendance des concentrations annuelles moyennes de PTS à Yellowknife
depuis une dizaine d’années. On constate une tendance à la baisse, avec une légère augmentation
en 2003, quoique la mesure de 31 µg/m3 se situe bien en deçà de la norme sur un an de 60 µg/m3
en vigueur dans les T.N.-O. La ligne noire indique le nombre annuel de dépassements de la
norme de 24 heures pour les PTS (120 µg/m3). La tendance à la baisse du nombre de cas s’est
poursuivie en 2003, alors qu’un seul des 52 échantillons analysés a dépassé la norme de
24 heures.
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FIGURE 2.2-1
MOYENNE ANNUELLE DES PTS À YELLOWKNIFE
ET NOMBRE DE DÉPASSEMENTS DE LA NORME DE 24 HEURES
Yellowknife Annual TSP
(ug/m3)
70
14
60
12
50
10
40
8
30
6
20
4
10
2
0
0
94
95
96
97
98
99
00
01
02
03
Annual Average (Y1)
Number of Daily Exceedances per Year (Y2)
Source : Figure 1 du rapport de 2002-2003 sur la qualité de l’air dans les Territoires du Nord-Ouest (Veale, 2005).
Concentrations annuelles de PTS à Yellowknife
Moyenne annuelle
Dépassements quotidiens
Moyenne annuelle (A1)
Nombre de dépassements quotidiens par année (A2)
Les concentrations maximales de PM10 sur 24 heures coïncident avec les taux élevés de PTS du
mois d’avril, ce qui confirme la forte dépendance de ce paramètre à l’égard des poussières de
route. Les concentrations de PM10 tombent durant l’hiver lorsque la couverture de neige empêche
le vent de soulever les poussières.
La moyenne annuelle des PM2.5 à Yellowknife est restée généralement faible, allant de 3 à
5 µg/m3 depuis le début de la surveillance en 1999. En 2003, les valeurs des PM2.5 sur 24 heures
ont culminé entre le 25 juillet et le 6 août, lors des feux de forêt survenus au sud du Grand lac
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des Esclaves. L’échantillonnage limité effectué à Fort Liard et à Inuvik en 2003 a révélé que les
concentrations de PM2.5 étaient très faibles.
iii)
Quelles en sont les causes?
Depuis les années 1990, les épisodes de poussière ont diminué à Yellowknife, surtout grâce aux
efforts de la ville pour nettoyer les routes au printemps et durant l’été, ainsi que de la poursuite
du revêtement des routes gravelées.
iv)
Qu’est-ce que cela signifie?
Les poussières de route, surtout celles produites au printemps, constituent la principale source de
PTS à Yellowknife. Les feux de forêt, les activités minières et les produits de la combustion
provenant des véhicules, des installations de chauffage et de la production d’électricité y
contribuent également. Les concentrations de PM10 dépendent elles aussi beaucoup des
poussières de route. Les taux de PM2.5 demeurent habituellement bas, sauf par brefs intervalles,
surtout lors des feux de forêt et des fortes périodes de poussière du printemps.
v)
Quelles sont les mesures prises?
Les données soulignent la nécessité pour la ville de Yellowknife d’effectuer rapidement et
fréquemment le balayage des routes au printemps pour réduire la production des poussière. Il
importe également de continuer l’entretien des routes (p. ex., balayage et revêtement des chemins
de terre) et la lutte contre la poussière dans les zones exposées durant l’été.
Comme les particules fines affectent la santé, des appareils de mesure des PM2.5 ont été installés
à Yellowknife, à Fort Liard et à Inuvik. Un quatrième a été mis en place à Norman Wells en
2004. Les concentrations de PM10 sont mesurées uniquement à Yellowknife. Il serait souhaitable
d’élargir aux PM10 la surveillance des particules fines actuellement en cours dans les autres
stations afin d’échantillonner la fraction supérieure des fines, qui est associée à des sources et à
des effets différents.
À l’échelon national, le Conseil canadien des ministres de l’environnement (CCME) a adopté les
Standards pancanadiens (SP) relatifs à l’ozone troposphérique et aux particules fines (PM2.5) en
2000. Ces standards établissent pour les concentrations ambiantes des objectifs à atteindre d’ici
2010. Les particules un peu plus grosses, c’est-à-dire les particules de diamètre inférieur ou égal
à 10 micromètres (PM10), ont été ajoutées à la Liste des substances toxiques de la Loi canadienne
de 1999 sur la protection de l’environnement. (Environnement Canada http://www.ec.gc.ca/soerree/Francais/Indicator_series/default.cfm)
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vi)
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Quelles sont les lacunes en matière de données?
Les données de surveillance actuelles (recueillies dans les quatre stations en exploitation)
fourniront une bonne base de référence sur la qualité de l’air dans les T.N.-O. pour les projets
futurs d’exploitation pétrolière et gazière et dans d’autres secteurs industriels. Les quatre stations
permanentes sont très éloignées les unes des autres. Il y aurait lieu d’en installer une cinquième à
proximité de Fort Simpson-Wrigley afin de suivre les effets potentiels sur la qualité de l’air des
pipelines et des stations de compression qui s’y trouvent.
Le réseau de surveillance de la qualité de l’air du GTNO vise à assurer la protection de la santé des
collectivités. Les projets industriels qui ne se déroulent pas sur les terres communautaires ne
relèvent pas de sa compétence, et il ne peut intervenir directement si ces projets affectent la qualité
de l’air.
2.2.2.2 Concentrations de SO2 et de NOx
Le dioxyde de soufre (SO2) peut causer des difficultés respiratoires, il est toxique pour la
végétation et c’est un précurseur des pluies acides responsables de l’acidification des
écosystèmes naturels et de la détérioration des immeubles. Il est important de mesurer les teneurs
en dioxyde de soufre (SO2) en raison des effets sur la santé d’une exposition à ce gaz. Il y a en
effet un lien entre les teneurs en SO2 et une hausse des hospitalisations journalières pour des
problèmes respiratoires et de la mortalité d’origine cardiorespiratoire.
Les oxydes d’azote sont toxiques pour les plantes, et le dioxyde d’azote peut causer des
difficultés respiratoires chez l’homme. Les oxydes d’azote sont parmi les principaux précurseurs
de l’ozone troposphérique, qui affecte également la fonction respiratoire et endommage les
cultures et la végétation. Les dépôts d’azote oxydé causent l’acidification et l’eutrophisation.
i)
Quels sont les paramètres mesurés?
On surveille les concentrations de SO2 à Yellowknife depuis 1992. Les grands projets
d’exploitation pétrolière et gazière dans la région de Fort Liard ont conduit à la mise sur pied
d’un programme de surveillance de la qualité de l’air en 2000. Des analyseurs de SO2 et de H2S
ont été installés en mars et en octobre, respectivement. En mars 2003, les deux analyseurs ont été
placés dans une roulotte à ambiance contrôlée pour améliorer leurs conditions de
fonctionnement. En février 2003, une roulotte à ambiance contrôlée abritant des analyseurs de
SO2 et de H2S en continu a été aménagée à Norman Wells. Une station semblable a été activée
en septembre 2003 à Inuvik.
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Un analyseur de NOx a été installé à Yellowknife en novembre 2003. La station d’Inuvik s’est
enrichie d’un analyseur de NOx à la mi-octobre 2003.
ii)
Que constate-t-on?
La figure 2.2-2 présente la tendance des concentrations annuelles de SO2 mesurées sur une
période de dix ans à Yellowknife. La ligne noire indique le nombre annuel de dépassements de la
norme horaire des T.N.-O. (450 µg/m3), qui est tombé à zéro depuis la fermeture de la mine
Giant en 1999. Les moyennes annuelles indiquent que l’air ambiant de la région de Yellowknife
ne renferme que des niveaux de fond de SO2.
Les concentrations de SO2 mesurées à Fort Liard se situent dans la fourchette prévue des valeurs
de fond, et il semble que les projets de mise en valeur des hydrocarbures n’affectent pas la
qualité de l’air locale pour le moment. Les concentrations de SO2 mesurées à Norman Wells et à
Inuvik en 2003 étaient également en deçà des normes de qualité des T.N.-O.
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FIGURE 2.2-2
MOYENNE ANNUELLE DES TENEURS DE SO2 À YELLOWKNIFE
ET NOMBRE DE DÉPASSEMENTS DE LA NORME HORAIRE
Yello w knife S u lph u r Dio xid e
(ug/ m 3)
20
80
15
60
10
40
5
20
0
0
94
95
96
97
98
99
00
01
02
03
An nual Av e (Y1)
# o f H our ly Ex c eedan ces (Y2)
Source : Figure 10 du rapport de 2002-2003 sur la qualité de l’air dans les Territoires du Nord-Ouest (Veale, 2005).
Concentrations de dioxyde de soufre à Yellowknife
(ug/m3)
Moyenne annuelle
Dépassement de la norme horaire
Moyenne annuelle (A1)
Nombre de dépassements de la norme horaire (A2)
Les données restreintes sur les NOx recueillies en 2003 indiquent que les limites acceptables
nationales pour une heure (400 µg/m3) et pour 24 heures (400 µg/m3) ont été respectées. On
devrait obtenir de l’information et une analyse plus détaillées dans le rapport sur la qualité de
l’air de 2003-2004, qui devrait paraître en juin 2005.
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iii)
Qualité de l’air, climat et changement climatique
Quelles en sont les causes?
Après la fermeture de la mine Giant à la fin d’octobre 1999, les teneurs en SO2 à Yellowknife
ont diminué de façon significative. Les concentrations mesurées en 2003 reflètent le niveau
naturel de SO2, qui se situe habituellement entre 3 et 4 µg/m3, et les petites quantités issues de la
combustion des combustibles fossiles. On a relevé des valeurs de fond semblables à Fort Liard,
Norman Wells et Inuvik.
iv)
Qu’est-ce que cela signifie?
Les concentrations actuelles de SO2 mesurées aux quatre stations des T.N.-O. révèlent la
présence de teneurs de fond (d’origine naturelle) de SO2. Les premières mesures faites par les
analyseurs de NOx ont indiqué des teneurs de fond semblables. Il faudra disposer
d’enregistrements à plus long terme pour établir les tendances de ce paramètre. Ces stations
permettront de déceler les effets possibles sur la qualité de l’air des projets industriels
actuellement proposés et qui se réaliseront dans le futur.
v)
Quelles sont les mesures prises?
Le SPE a fait l’acquisition d’un système informatisé de gestion et de stockage des données, qui
permettra de télécharger automatiquement les données du réseau de surveillance toutes les
heures, d’effectuer une série de contrôles de validité, d’établir les meilleures périodes de
moyennage et de conserver les données. Le système peut également afficher les moyennes sur
une page Web; on peut ainsi avoir accès presque instantanément aux données sur la qualité de
l’air recueillies à chaque station de surveillance (GTNO, 2004).
Depuis que l’Annexe sur les pluies acides a été élaborée dans le cadre du premier Accord sur la
qualité de l’air conclu en 1991 pour réduire les émissions de SO et de NO , les États-Unis et le
Canada ont adopté des mesures importantes pour réduire les pluies acides. Cette Annexe visait
particulièrement les émissions résultant de la production d’électricité, dans le but de maintenir la
visibilité, de prévenir la détérioration de la qualité de l’air dans les zones non polluées et de
surveiller les émissions pour assurer des réductions. Les deux pays ont fixé des objectifs de
limitation ou de réduction des émissions, élaboré des programmes pour atteindre ces objectifs et
établi des échéanciers d’exécution.
2
X
Le 23 juin 1999, le gouvernement fédéral a promulgué un règlement limitant la concentration de
soufre dans l’essence. Depuis 2005, l’essence à faible teneur en soufre (c.-à-d. l’essence ayant
une teneur moyenne en soufre inférieure à 30 mg/kg) est obligatoire dans tout le Canada.
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Entre-temps, à compter de 2002, la teneur en soufre de l’essence ne devait pas dépasser
150 mg/kg. La teneur ultime en soufre de l’essence constituera une réduction de plus de 90 % par
rapport aux teneurs actuelles.
http://www.ec.gc.ca/cleanair-airpur/Reglement_sur_le_soufre_dans_l’essence-WSD7F604F81_Fr.htm
vi)
Quelles sont les lacunes en matière de données?
Les données de surveillance actuelles (obtenues des quatre stations en exploitation) donneront une
bonne base de référence sur la qualité de l’air dans les T.N.-O., pour les projets futurs
d’exploitation pétrolière et gazière et dans d’autres secteurs industriels. Les quatre stations
permanentes sont très éloignées les unes des autres. Il y aurait lieu d’en installer une cinquième à
proximité de Fort Simpson-Wrigley afin de suivre les effets potentiels sur la qualité de l’air des
pipelines et des stations de compression qui s’y trouvent. L’infrastructure de surveillance est déjà
établie. Il faudrait élargir les activités à d’autres contaminants, comme les COV et le méthane
provenant des projets de mise en valeur des hydrocarbures (Veale, 2005).
2.2.3
Autres problèmes de qualité de l’air
Les courants atmosphériques de l’hémisphère Nord poussent l’air vers l’Arctique et transportent
les polluants jusque dans le Nord canadien. Ceux-ci sont par la suite piégés à cause des basses
températures et ils peuvent pénétrer dans la chaîne alimentaire. Les sources locales de pollution
dans les Territoires du Nord-Ouest sont les moteurs diesel servant à produire de l’électricité, les
installations de chauffage domestique et les véhicules à moteur ainsi que les chemins gravelés
(soulèvement de poussière).
2.2.3.1 POP et métaux lourds
Le Programme de lutte contre les contaminants dans le Nord (PLCN) a été mis sur pied à la suite
d’études qui révélaient la présence de contaminants dans l’écosystème arctique. Nombre de ces
contaminants ne proviennent pas de l’Arctique et, pourtant, certains sont présents à des
concentrations élevées chez les animaux du sommet de la chaîne alimentaire et chez l’homme.
Les trois grands groupes de contaminants préoccupants sont les polluants organiques persistants
(POP), les métaux lourds et les radionucléides.
Le PLCN est géré par le ministère des Affaires indiennes et du Nord canadien, en association
avec d’autres ministères fédéraux (Santé, Environnement, Pêches et Océans), les ministères des
trois gouvernements territoriaux, des associations autochtones (Conseil des Premières nations du
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Yukon, Nation dénée, Inuit Tapirisat du Canada, Conférence circumpolaire inuite) et des
chercheurs universitaires.
La Phase I du PLCN (1991-1997) visait à déterminer les principales sources de contaminants,
leurs voies d’entrée et leur devenir dans l’Arctique, ainsi que leur concentration et leur
répartition spatio-temporelle dans les écosystèmes et chez les populations humaines de
l’Arctique. Les résultats ont été utilisés dans les négociations internationales visant à lutter contre
les contaminants. La sensibilisation et la communication d’informations sur les contaminants aux
résidants du Nord occupaient une place importante dans la Phase I, dirigée par les organisations
autochtones. En 1997, un important document d’évaluation, intitulé Rapport de l’évaluation des
contaminants dans l’Arctique canadien (RÉCAC ), a été publié.
La Phase II du PLCN était un programme quinquennal (1998-2003) qui a financé la recherche
sur les contaminants dans le Nord, en plus de soutenir le Centre pour l’alimentation et
l’environnement des peuples autochtones (CAEPA) et la participation des organisations
autochtones au PLCN. Elle visait à étendre la recherche sur la santé humaine, à établir un
dialogue efficace avec les collectivités et à poursuivre les efforts en vue d’ententes
internationales pour limiter les contaminants.
Les responsables du PLCN travaillent en étroite collaboration avec les responsables du
Programme de surveillance et d’évaluation de l’Arctique (PSEA, ou AMAP en anglais) du
Conseil de l’Arctique. Le but de ce programme coopératif réunissant les huit pays de l’Arctique,
des organisations autochtones de l’Arctique et un certain nombre de pays et d’organisations qui
jouent un rôle d’observateur est de surveiller et d’évaluer la pollution anthropique dans
l’Arctique circumpolaire. Les résultats des projets du PLCN représentent la principale
contribution du Canada au PSEA, et ceux de la Phase I du PLCN faisaient partie intégrante du
document exhaustif intitulé AMAP Assessment Report: Arctic Pollution Issues, publié en 1998.
En mars 2003 paraissait le deuxième rapport de l’évaluation des contaminants dans l’Arctique
canadien, portant sur les recherches effectuées dans la Phase II du PLCN. Les résultats de la
Phase II ont également été largement présentés dans la deuxième série de rapports d’évaluation
du PSEA publiés au cours des trois dernières années.
Les résultats du PLCN justifient les appels à l’action en matière de lutte contre les contaminants
à l’échelle internationale. Les protocoles sur les POP et les métaux lourds à la Convention sur la
pollution atmosphérique transfrontalière à longue distance (CPATLD) de la Commission
économique des Nations Unies pour l’Europe (CEE-ONU) ont été signés par 36 pays, dont le
Canada, depuis le 5 juin 1998. Les négociations entourant la création d’un instrument global
juridiquement contraignant sur les POP, dans le cadre du Programme des Nations Unies pour
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l’environnement, sont maintenant terminées et ont conduit également à la signature de la
convention sur les POP à Stockholm (Suède), le 23 mai 2001. Ces deux conventions sont entrées
en vigueur en 2004.
i)
Synthèse du deuxième rapport d’évaluation des contaminants dans l’Arctique
canadien
En général, l’atmosphère du Nord canadien contient de plus faibles teneurs en POP et en métaux
lourds que celle de la plupart des autres pays de la région circumpolaire. Les concentrations de la
plupart des contaminants diminuent lentement dans l’ensemble de l’Arctique circumpolaire.
Cependant, il est encore trop tôt pour dire si les quantités de mercure augmentent ou diminuent.
La plupart des POP sont à la baisse dans l’atmosphère du Nord canadien, sauf la dieldrine et
l’endosulfan. Les diminutions des hexachlorocyclohexanes (HCH) et du toxaphène sont
certainement attribuables aux limitations internationales imposées à leur utilisation. Le lindane
devrait continuer à migrer vers le nord durant quelques années en raison des résidus présents au
Canada, en France et en Chine.
On trouve maintenant dans l’atmosphère du Nord canadien plusieurs nouveaux contaminants que
le PLCN n’avait pas étudiés auparavant, mais il est encore trop tôt pour dire s’ils sont en
progression. Il s’agit des ignifuges bromés, des paraffines chlorées et des chlorophénols. Les
ignifuges sont largement utilisés et pourraient devenir préoccupants, car ils pénètrent facilement
dans le réseau alimentaire. Il faudra mener d’autres recherches de ce côté.
Le gouvernement fédéral accorde maintenant une attention particulière aux façons dont les
enfants autochtones du Nord sont exposés aux contaminants, dans quelles concentrations et quels
en sont les effets sur leur santé. Le PLCN continue d’orienter les initiatives prises par le fédéral
et dans le cadre de l’ALENA et d’y participer directement. Les recherches du PLCN ont
beaucoup joué dans l’établissement d’un accord intérieur en vue de l’arrêt volontaire de
l’utilisation du lindane.
Le groupe des Canadian Arctic Indigenous Peoples against POPs (CAIPAP) a été créé en 1997
pour influer sur la position du Canada dans les négociations relatives à la CPATLD/CEE-ONU et
à l’accord mondial du PNUE sur les POP. Les partenaires autochtones du PLCN ont constitué
le CAIPAP, qui a participé activement et avec beaucoup de succès aux négociations relatives à
l’accord sur les POP, en partie grâce à l’appui du PLCN.
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Résumé des recommandations
•
•
•
•
•
•
•
•
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•
•
•
•
Il est important de surveiller les concentrations des nouveaux POP dans le milieu
physique, p. ex. les ignifuges bromés, les paraffines chlorées et les chlorophénols.
La poursuite de la recherche sur les propriétés des contaminants aidera à déterminer
lesquels sont le plus susceptibles de migrer vers le Nord canadien à partir de sources du
Sud.
Il convient de continuer à surveiller les POP connus dans l’atmosphère, car les données
sont encore insuffisantes pour déterminer les tendances à long terme.
Il faut pousser la recherche sur les voies suivies par les métaux lourds (surtout le
mercure) vers le Nord canadien.
Il faut continuer la recherche pour évaluer l’importance et la nature des épisodes de
diminution du mercure.
Il faudrait poursuivre les études sur les concentrations des contaminants dans l’eau et les
sédiments lacustres, très sensibles aux variations des apports provenant de l’atmosphère,
de l’eau de ruissellement et des cours d’eau.
Des recherches sont nécessaires pour mieux comprendre l’importance des microbes pour
éliminer les contaminants du milieu physique.
Il convient de continuer à surveiller les POP dans l’eau de mer, car les courants
océaniques constituent des voies de transport plus importantes qu’on ne l’avait cru.
Il faut mieux comprendre le rôle de la glace de mer dans le déplacement des
contaminants d’une partie de l’environnement à une autre – d’autant plus que les
changements climatiques peuvent modifier les régimes des glaces.
La recherche faisant appel aux radionucléides pour « suivre » les courants océaniques
livrera peut-être des renseignements sur les voies des contaminants dans l’eau de mer
jusqu’à l’Arctique.
D’autres recherches sur les propriétés des contaminants apporteront des renseignements
utiles sur leur devenir probable une fois qu’ils auront atteint le Nord canadien.
On sait que la neige joue un rôle important dans le dépôt des contaminants sur la surface,
mais il faut mieux comprendre comment cela se passe et ce qui arrive aux contaminants
une fois qu’ils atteignent la surface.
On s’attend à ce que les changements climatiques aient de profondes répercussions sur le
Nord canadien, et il faut pousser la recherche pour mieux en comprendre les effets sur
les contaminants.
Il faudrait étudier comment la fonte du pergélisol modifiera le flux des contaminants.
Il est important d’examiner de près les liens entre le comportement humain dans le
monde entier (consommation énergétique, politiques internationales, etc.) et les
contaminants présents dans le Nord canadien.
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Création d’inventaires sur grilles régionales et planétaires des émissions de certains
pesticides organochlorés, comme les HCH et le toxaphène. Les baisses de l’utilisation et des
émissions mondiales des HCH techniques concordent avec les baisses observées d’α-HCH et de
β-HCH dans l’air de l’Arctique, résultats qui aident à améliorer les modèles de bilan massique
planétaire. Ces résultats démontrent également clairement que l’action internationale visant à
réduire l’utilisation mondiale des POP peut avoir un impact direct sur les concentrations
mesurées dans l’Arctique.
Tendances atmosphériques à la baisse pour la plupart des polluants organiques persistants
(POP) « hérités » au cours des cinq à dix dernières années. On note une baisse des
concentrations dans l’atmosphère de l’Arctique de la plupart des POP étudiés dans le
premier RÉCAC, et qui ont fait l’objet d’une attention internationale par l’intermédiaire des
Nations Unies. Les échantillons prélevés aux stations de l’Arctique, particulièrement à Alert, au
Nunavut, ont confirmé cette tendance en ce qui concerne des POP comme les BPC, le DDT, le
chlordane et les HCH.
Observation de « substances chimiques nouvelles » dans l’environnement abiotique de
l’Arctique. Une nouvelle génération de POP ont été mesurés dans l’air, l’eau de mer et les
sédiments dulcicoles de l’Arctique; ce sont des ignifuges bromés (particulièrement des
polybromodiphényléthers ou PBDE), des composés d’alcanes perfluorés, des chloroparaffines à
chaîne courte (CPCC) et des polychloronaphthalènes (PCN). La présence d’endosulfan, de
trifluraline et de méthoxychlore, pesticides actuellement en usage dans les pays circumpolaires, a
également été constatée. Les concentrations de certains PBDE sont en hausse. Contrairement à la
plupart des autres pesticides organochlorés, les concentrations d’endosulfan dans l’air de
l’Arctique n’ont pas diminué dans les sept dernières années.
Stabilité relative des concentrations atmosphériques de métaux lourds anthropiques, dont
le cuivre, le plomb et le zinc. Les concentrations hebdomadaires moyennes de métaux sur une
période de 20 ans (exception faite du mercure) dans l’air de l’Arctique ne révèlent aucune
augmentation ni diminution significative pour ce qui est des tendances relatives aux métaux de
source anthropique.
ii)
Mercure
Le mercure figure sur la liste des substances toxiques de la Loi canadienne sur la protection de
l’environnement. Une fois volatilisé dans l’air, ce métal lourd liquide peut faire le tour de la
planète. Au Canada, les émissions atmosphériques de mercure proviennent surtout de centrales
au charbon des États-Unis et de fonderies de métaux communs et des incinérateurs situés au
Canada.
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Les chercheurs ont conclu que le mercure présent au Canada et aux États-Unis provient de
sources tant intérieures qu’extérieures et se dépose dans les écosystèmes vulnérables. On trouve
du mercure dans de nombreux lacs, cours d’eau, forêts et champs. Ce métal peut se transformer
en une forme très toxique et bioaccumulative appelée méthylmercure, qui peut affecter l’homme
et les espèces sauvages. Par exemple, les teneurs en méthylmercure des aliments traditionnels du
Nord canadien dépassent celles jugées admissibles par l’Organisation mondiale de la santé.
On trouvera des informations sur les mesures prises par le Canada face au mercure à l’adresse
http://www.ec.gc.ca/MERCURY/FR/index.cfm? :
a. signature et ratification d’un protocole international des Nations Unies, le Protocole sur
les métaux lourds à la Convention sur la pollution atmosphérique transfrontalière à
longue distance (CPATLD) de la Commission économique pour l’Europe des Nations
Unies, qui oblige le Canada à réduire ses émissions de mercure, de cadmium et de plomb
provenant de sources fixes importantes et dans certains produits;
b. signature de la phase II du Plan d’action régional nord-américain sur le mercure par le
Canada, les États-Unis et le Mexique sous les auspices de la Commission
nord-américaine de coopération environnementale, le 12 juin 2000. Le Plan témoigne de
l’engagement des nations d’Amérique du Nord de réduire les rejets de mercure et de
démontrer aux autres pays qu’une coopération mondiale s’impose pour lutter contre le
transport à distance des polluants atmosphériques;
c. accord intervenu entre les gouvernements fédéral, provinciaux et territoriaux, lors de la
rencontre du Conseil canadien des ministres de l’environnement à Québec, les 5 et
6 juin 2000, pour ratifier les Standards pancanadiens relatifs au mercure, parallèlement à
des mesures semblables prises aux États-Unis pour réduire les risques liés à la présence
de mercure dans les émissions atmosphériques et les produits. Un accord de principe est
également intervenu sur des standards visant à réduire les émissions de mercure dans les
lampes fluorescentes et les résidus d’amalgames dentaires.
Le Canada poursuit la mise en œuvre de mesures de gestion du mercure en application de la
Stratégie binationale sur les produits toxiques dans les Grands Lacs, qui vise la quasi-élimination
des rejets de mercure anthropique dans les Grands Lacs.
2.2.3.2 Ozone stratosphérique
L’appauvrissement de la couche d’ozone stratosphérique au cours des vingt dernières années est
surtout attribuable à la hausse des émissions de composés chlorés et bromés comme les
chlorofluorocarbures (CFC), les bromofluorocarbures (halons), les hydrochlorofluorocarbures
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(HCFC), le tétrachlorure de carbone, le méthylchloroforme et le méthylbromure. Par ailleurs, les
émissions de gaz comme le méthane (CH4), l’hémioxyde de diazote (N2O) et le dioxyde de
carbone (CO2) peuvent avoir des effets directs et indirects sur la couche d’ozone. Comme
celle-ci joue un rôle essentiel dans l’absorption du rayonnement solaire UV-B, les tendances à
long terme prévues de la baisse des concentrations d’ozone dans l’atmosphère ont conduit à
s’inquiéter de l’augmentation possible des cancers de la peau et des cataractes, de même que des
effets écologiques comme une baisse de la production primaire dans les écosystèmes terrestres,
et une modification de la composition en espèces végétales et des processus chimiques
secondaires, se répercutant sur les herbivores, la décomposition de la litière et les cycles
biogéochimiques (Caldwell et Flint, 1994)
En 2000, le Canada a signé l’Annexe sur l’ozone à l’Accord Canada-États-Unis sur la qualité de
l’air (1991), dont l’objectif est de réduire la circulation des polluants atmosphériques à travers la
frontière canado-américaine. Afin de respecter cet engagement, le gouvernement du Canada a
annoncé qu’il investira 120 millions de dollars sur quatre ans dans le cadre d’un programme
décennal d’investissement dans de nouvelles mesures destinées à accélérer l’assainissement de
l’air en mettant l’accent sur les véhicules et carburants moins polluants, l’adoption de mesures
initiales visant à réduire les émissions industrielles responsables du smog, la bonification du
réseau bilatéral de surveillance de la pollution de l’air et l’élargissement des exigences de
déclaration des émissions polluantes par l’industrie.
2.2.3.3 Dépôts acides
Les dépôts acides comprennent les dépôts secs de composés acides (sous forme gazeuse ou de
particules), ainsi que les dépôts humides de composés acides dans l’eau de pluie, le brouillard et
la neige. Depuis 1989, le MRFDE exploite une station du Réseau canadien de surveillance de
l’air et des précipitations (RCSAP) sur le site hydroélectrique de la NWT Power Corporation à
Snare Rapids.
Les émissions de SO2 et de NOx peuvent provoquer une hausse des composés acides dans
l’atmosphère, souvent dans des zones très éloignées des sources d’émission. Le lessivage de ces
composés soufrés et azotés entraîne une augmentation de l’acidité (baisse du pH) des
précipitations. Les ions calcium et magnésium, surtout ceux de sources naturelles, agissent pour
neutraliser l’acidité des précipitations. On évalue habituellement l’importance des pluies acides
par la quantité déposée sur une unité de surface pendant une période donnée (p. ex., nombre de
kilogrammes par hectare par année, kg/ha/an) [GTNO, 2004].
La figure 2.2-3 indique les taux de dépôt de certains ions mesurés dans les précipitations à la
station de Snare Rapids entre 1993 et 2003. Les taux de dépôt des ions calcium et magnésium
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sont restés à peu près constants, mais ceux des sulfates et des nitrates ont augmenté en 2003. Ces
valeurs se situent cependant dans les limites passées et présentent la variation annuelle déjà
observée précédemment. Les taux de dépôt de sulfates et de nitrates restent bien en deçà des
teneurs susceptibles d’endommager les écosystèmes vulnérables (GTNO, 2004).
Il se peut que le GTNO ne renouvelle pas les fonds alloués à cette station pour le prochain exercice
financier, faute d’argent. Il s’agit de la seule station de surveillance des précipitations acides dans
le Nord canadien, et sa fermeture empêchera de déceler les effets possibles des dépôts acides
provenant des futurs projets d’exploitation des hydrocarbures (Veale, 2005).
FIGURE 2.2-3
DÉPÔTS ACIDES : MOYENNES ANNUELLES À SNARE RAPIDS
S na re R a p ids : A c id D e po s itio n
(k g / h a / y e a r)
1, 4
1, 2
1
0, 8
0, 6
0, 4
0, 2
0
93
94
95
96
97
98
99
00
01
02
03
S u l p h a te
N itr a te
C a lc iu m
M a g n e s iu m
Source : Figure 18 du rapport de 2002-2003 sur la qualité de l’air dans les Territoires du Nord-Ouest (Veale, 2005).
Snare Rapids : Dépôts acides
(kg/ha/an)
Sulfate
Nitrate
Calcium
Magnésium
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4
2.3
CLIMAT
On décrit habituellement le climat à l’aide des termes familiers des conditions météorologiques.
La température et les précipitations en sont les indicateurs essentiels, mais d’autres paramètres
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comme l’ensoleillement, le vent, la nébulosité, la pression atmosphérique, l’humidité et
l’évaporation permettent de dresser un tableau plus complet des conditions climatiques.
2.3.1
Surveillance du climat au Canada
Le réseau national canadien d’observation de l’atmosphère est, dans la pratique, composé de
plusieurs sous-réseaux distincts :
•
•
•
•
•
2.3.2
un réseau d’observation quotidienne de la température et des précipitations, exploité par
des organismes coopérants, des bénévoles et des observateurs contractuels, et comportant
un nombre croissant de stations automatiques;
un réseau principal (observations horaires) de stations, automatiques et avec personnel,
fournissant des données en temps réel destinées à l’établissement des prévisions
météorologiques;
un réseau de stations aérologiques (radiosondage) avec personnel recueillant des données
destinées aux prévisions météorologiques;
des réseaux complémentaires établis dans le but d’obtenir des données d’observation sur
les variables suivantes :
o intensité des précipitations,
o direction et vitesse des vents,
o ozone,
o évaporation (bac),
o température du sol,
o ensoleillement,
o étendue/épaisseur du manteau neigeux,
o rayonnement;
un réseau de surveillance de la qualité de l’air et de la composition chimique des
précipitations.
Indicateurs du climat
Les indicateurs clés du climat analysés dans ce premier rapport sur l’état de l’environnement sont
présentés au tableau 2.3-1, accompagnés des raisons de leur choix.
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TABLEAU 2.3-1
JUSTIFICATION DU CHOIX DES INDICATEURS
DE LA COMPOSANTE VALORISÉE DU CLIMAT
Composante
valorisée
Indicateurs clés*
Justification
•
•
Température
•
Précipitations
Climat
•
•
•
On dispose d’un long enregistrement des températures dans
le Nord (50 ans et plus)
impacts locaux directs sur l’homme et l’écosystème
On dispose d’un enregistrement pluviométrique suffisant
(quoique moins fiable que celui de la température)
impacts locaux directs sur l’homme et l’écosystème
* les indicateurs clés sont écrits en caractères gras.
2.3.2.1 Température
La température près de la surface régit le taux de réaction des contaminants ainsi que la vitesse
d’assèchement de la surface. Si la température est basse, l’humidité présente à la surface peut y
rester ou se transformer en une pellicule de glace qui protège la surface contre les effets de
l’érosion par le vent, ce qui réduit la quantité de poussières soulevées par le vent. La température
près de la surface régit également la composante flottabilité de la turbulence (le déplacement
vertical). La chaleur émise par la surface de la Terre réchauffe l’air situé près du sol, qui s’élève.
Ce mécanisme atteint son maximum au début de l’après-midi, et son minimum un peu avant le
lever du soleil.
i)
Quels sont les paramètres mesurés?
Les enregistrements de la température remontent jusque vers 1930 pour la majeure partie de
l’Arctique canadien (certaines stations ont été ouvertes au XIXe siècle ou au début du XXe siècle,
p. ex. celles de Hay River, Fort Selkirk et Fort Simpson, dans les Territoires du Nord-Ouest). Les
relevés d’explorateurs, de la Compagnie de la Baie d’Hudson et de la ruée vers l’or sont souvent
discontinus, mais ils contiennent de l’information datant de plusieurs siècles (Kahl, 1996). Les
stations des territoires nordiques du Canada pour lesquelles il y a des enregistrements de la
température dans la Base de données climatiques historiques du Canada sont disséminées et
d’espacement irrégulier (SMC, 1999). Les enregistrements de la température de la basse
troposphère au-dessus de l’océan Arctique remontent à 1950 (Kahl, 1996). On recueille
également des données climatiques à toutes les stations des T.N.-O. du Réseau de surveillance et
d’évaluation écologiques (RÉSÉ).
Le programme de surveillance aérologique (exécuté par Environnement Canada depuis 1948)
comporte l’envoi de ballons-sondes météorologiques instrumentés deux fois par jour à partir de
stations d’observation aérologique situées à Fort Smith, Norman Wells et Inuvik; on recueille
ainsi des informations quantitatives sur la structure verticale de l’atmosphère au-dessus des
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T.N.-O. : pression atmosphérique, température, humidité et vents depuis le sol jusqu’à environ
15 km.
L’Expérience mondiale sur les cycles de l’énergie et de l’eau (GEWEX) est une initiative
internationale du Programme mondial de recherches sur le climat, qui vise à mieux comprendre
et prédire le cycle de l’eau et sa relation au climat. L’un des volets importants de la GEWEX,
l’étude GEWEX du Mackenzie (MAGS), cherche à comprendre et à modéliser les flux d’énergie
et d’eau circulant dans et par les systèmes atmosphériques et hydrologiques du bassin du
Mackenzie. Les activités de collecte de données climatologiques de l’étude GEWEX du
Mackenzie ont pris fin en 1999. Par contre, plusieurs des stations météorologiques à distance ont
été intégrées au réseau de surveillance des conditions météorologiques en surface.
Le programme de surveillance de la foudre (GTNO depuis 1987, Environnement Canada depuis
1998) comporte un réseau de détection de la foudre en temps réel qui a été établi pour localiser
les décharges de foudre dans le cadre de la stratégie de gestion des feux de forêt. Le réseau actuel
de 14 stations est exploité en continu de mai à septembre. Il détecte les champs
électromagnétiques émis par les décharges nuage-sol. La précision de la localisation des données
sur la foudre et l’efficacité du réseau sont entachées de divers degrés d’incertitude (MAINC,
2002).
ii)
Que constate-t-on?
L’information suivante est adaptée d’un article sur les tendances récentes du climat de l’Arctique
canadien, rédigé par J.M. Bullas, de la Région des Prairies et du Nord d’Environnement Canada
(Recent
Climate
Trends
in
the
Canadian
Arctic,
à
http://yukon.taiga.net/knowledge/resources/yellow_bkgd_04.html). Bullas a délimité trois zones
climatiques dans l’Arctique (figure 2.3-1) : une grande région de toundra, une région un peu plus
petite divisée en deux par le fleuve Mackenzie et la région des monts et des fjords de l’extrême
nord-est. Les résultats pour le district du Mackenzie et la toundra de l’Arctique sont applicables
aux T.N.-O.
Les figures 2.3-2 et 2.3-3 montrent la tendance des températures annuelles moyennes dans le
district du Mackenzie et la toundra de l’Arctique, respectivement. Pour le district du Mackenzie,
on constate, à la figure 2.3.4, une nette tendance globale à la hausse (environ 1,5 degré par
siècle), qui présente un faible fléchissement dans les années 1970 suivi d’une tendance au
réchauffement jusqu’en 1999. La toundra de l’Arctique (figure 2.3-5) présente une faible
tendance à la hausse mais, en raison de l’immensité de la région et de la variabilité de ses
influences climatiques, cette tendance ne s’applique sans doute pas à l’ensemble du district.
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FIGURE 2.3-1
RÉGIONS CLIMATIQUES DU CANADA
Source : Bullas, 2000.
Régions climatiques du Canada
Canada atlantique
Grands lacs/Saint-Laurent
Forêt Nord-Est
Forêt Nord-Ouest
Prairies
Montagnes sud C.-B.
Côte du Pacifique
Montagnes nord C.-B./Yukon
District du Mackenzie
Toundra Arctique
Montagnes/fjords arctiques
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FIGURE 2.3-2
TENDANCE DES TEMPÉRATURES ANNUELLES DANS LE DISTRICT DU
MACKENZIE
Source : Bullas, 2000.
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FIGURE 2.3-3
TENDANCE DES TEMPÉRATURES ANNUELLES DANS LA TOUNDRA DE
L’ARCTIQUE
Source : Bullas, 2000.
Dans le district du Mackenzie, le réchauffement s’est surtout produit en hiver et au printemps.
On constate une très faible tendance à la hausse en été, et les températures automnales ont baissé
de façon graduelle. Ailleurs dans les Territoires du Nord-Ouest, aucune variation saisonnière
significative n’est apparente, même si les derniers automnes ont été les plus chauds enregistrés à
ce jour. Les figures 2.3-6 à 2.3-7 illustrent les tendances saisonnières dans le district du
Mackenzie.
Le réchauffement hivernal dans le district du Mackenzie s’est accompagné d’une diminution des
précipitations pendant cette saison; les précipitations estivales sont un peu plus élevées et
semblent plus variables. La hausse des précipitations dans la région de la toundra semble être
répartie relativement également sur l’année.
Pour résumer, avant le milieu des années 1940, l’Arctique canadien comptait peu de stations
d’observation. Depuis 1945, la moitié ouest des Territoires du Nord-Ouest montre une tendance
au réchauffement, surtout en hiver et au printemps. Les données semblent indiquer que cette
tendance daterait de la fin des années 1900 ou avant dans la région du Mackenzie. Les
précipitations sont à la hausse dans la région de la toundra de l’Arctique canadien depuis 1945.
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FIGURE 2.3-4
TENDANCE DES TEMPÉRATURES HIVERNALES DANS LE DISTRICT DU
MACKENZIE
Source : Bullas, 2000.
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FIGURE 2.3-5
TENDANCE DES TEMPÉRATURES PRINTANIÈRES DANS LE DISTRICT DU
MACKENZIE
FIGURE 2.3-6
TENDANCE DES TEMPÉRATURES ESTIVALES DANS LE DISTRICT DU
MACKENZIE
Source : Bullas, 2000.
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FIGURE 2.3-7
TENDANCE DES TEMPÉRATURES AUTOMNALES DANS LE DISTRICT DU
MACKENZIE
Source : Bullas, 2000.
iii)
Quelles en sont les causes?
Il a été prédit que l’augmentation des concentrations atmosphériques de gaz à effet de serre
(GES) anthropiques entraînerait une hausse générale des températures moyennes, et que ce serait
dans les régions polaires que ces changements seraient les plus importants. Les changements de
la température peuvent également provenir de variations climatiques naturelles, comme la baisse
des températures responsable de la période de refroidissement du « petit âge glaciaire » au cours
du XIXe siècle dans la majeure partie de l’hémisphère Nord.
iv)
Qu’est-ce que cela signifie?
Les changements du climat aux échelles planétaire et régionale ont d’importantes répercussions
sur de nombreux aspects de l’environnement. Dans le Nord, le réchauffement peut modifier les
glaces de mer, de lac et de rivière, les conditions d’enneigement, le pergélisol, les habitats de la
flore et de la faune, pour ne nommer que ces aspects. Les collectivités humaines risquent d’être
confrontées à des changements dans la productivité des terres agricoles, les niveaux de chasse
assurant la pérennité de la ressource, la consommation de combustible pour le chauffage et les
modes d’utilisation des terres. Ces effets peuvent être tantôt positifs tantôt négatifs, et varier
d’une région à l’autre.
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v)
Qualité de l’air, climat et changement climatique
Quelles sont les mesures prises?
La variabilité interannuelle des températures moyennes est souvent grande, et il faut disposer
habituellement de séries chronologiques à long terme pour pouvoir dégager les tendances du
climat. Des relevés climatiques à long terme fiables, établis de la même manière pour toute la
période sont essentiels pour qu’on puisse analyser les tendances climatiques et valider les
modèles de changement climatique. En plus de rétablir les enregistrements instrumentaux, les
chercheurs reconstruisent des enregistrements du climat passé de l’Arctique à partir de sédiments
lacustres, des carottes de glace et de cernes de croissance des arbres.
vi)
Quelles sont les lacunes en matière de données?
Plusieurs stations ont été fermées récemment en raison de compressions budgétaires, et on
remplace les stations avec personnel par des stations automatisées, qui ne sont cependant jamais
aussi précises que les premières, par exemple lorsqu’il y a des précipitations mixtes (la machine
enregistre alors les précipitations totales, mais ne peut établir la quantité relative de pluie ou de
neige reçue) ou lorsque la machine enregistre par erreur de la poudrerie comme étant de la
nouvelle neige.
Le rapport sur les CV du PSEC (MAINC, 2005) indique qu’il y a un manque de données pour les
régions suivantes : les monts Mackenzie, la rive est du Mackenzie, le nord du Grand lac de
l’Ours, le bassin de la rivière Coppermine, les secteurs Slave Nord et Slave Sud.
Le vaste réseau climatologique national de stations de mesure des températures et des
précipitations a été fortement amputé depuis une dizaine d’années faute d’argent; il comprend
aujourd’hui 2 147 stations. La répartition géographique de ces stations, illustrée à la figure 2.3-8,
témoigne de la concentration des stations dans les plus basses latitudes et les régions plus
peuplées du Sud.
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FIGURE 2.3-8
RÉSEAU CANADIEN D’OBSERVATION DE LA TEMPÉRATURE ET DES
PRÉCIPITATIONS
Source : http://www.ec.gc.ca/climate/CCAF-FACC/Science/nat2002/toc_f.htm
Des efforts ont récemment été entrepris en vue de réduire l’érosion du réseau et de remédier à la
distribution irrégulière des stations; ces efforts ont conduit à identifier environ 300 stations
climatologiques de référence (SCR) formant un réseau des stations les plus efficaces, qu’on
visera à entretenir à long terme et à améliorer par des moyens comme l’automation, l’ajout de
nouvelles variables et l’addition de nouvelles activités de mesure. Ces efforts demeureront
prioritaires pour la prochaine décennie. La figure 2.3-9 illustre ce réseau SCR.
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FIGURE 2.3-9
RÉSEAU CANADIEN DE STATIONS CLIMATOLOGIQUES DE RÉFÉRENCE
Source : http://www.ec.gc.ca/climate/CCAF-FACC/Science/nat2002/atmosphere_f.htm
2.3.2.2 Précipitations
Les précipitations jouent un rôle à la fois dans la réduction des émissions et dans l’élimination
des polluants atmosphériques. Ainsi, de faibles précipitations laisseront la surface du sol plutôt
sèche et vulnérable à l’érosion éolienne, alors que des précipitations élevées forment une
pellicule de protection en surface. La rosée matinale empêche les poussières de lever. Les
contaminants atmosphériques sont lessivés au sol par les précipitations, et le phénomène croît
avec l’importance des précipitations.
i)
Quels sont les paramètres mesurés?
Environnement Canada a environ 65 pluviomètres répartis sur les Territoires du Nord-Ouest et le
Nunavut (Isaac, 1998); les enregistrements remontent jusqu’à 1893 à Hay River, dans les
Territoires du Nord-Ouest.
ii)
Que constate-t-on?
En raison de la variabilité interannuelle, il est plus difficile de détecter les tendances des
précipitations. Les figures 2.3-10 et 2.3-11 montrent la tendance des précipitations dans les
districts du Mackenzie et de la toundra de l’Arctique. Les précipitations annuelles moyennes ont
augmenté légèrement dans la région de la toundra arctique depuis 1945. Les autres régions des
T.N.-O. n’affichent pas de tendance annuelle nette.
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FIGURE 2.3-10
TENDANCE DES PRÉCIPITATIONS DANS LE DISTRICT DU MACKENZIE
Source : Bullas, 2000.
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FIGURE 2.3-11
TENDANCE DES PRÉCIPITATIONS ANNUELLES DANS LA TOUNDRA ARCTIQUE
Source: Bullas, 2000.
iii)
Quelles en sont les causes?
Il est difficile de détecter des tendances dans les précipitations parce que celles-ci varient
énormément même sur de petites régions géographiques. Bien que les changements soient pour
la plupart non statistiquement significatifs, on a noté une tendance à la hausse dans certains
secteurs des T.N.-O.
iv)
Qu’est-ce que cela signifie?
Si l’on exclut l’activité humaine, les quantités des eaux superficielles et souterraines sont régies
par l’équilibre entre l’apport atmosphérique dû aux précipitations, et les pertes par
évapotranspiration. Les impacts des changements dans la hauteur de précipitations sont décrits
dans d’autres sections du rapport.
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v)
Qualité de l’air, climat et changement climatique
Quelles sont les mesures prises?
Il a été constaté que des erreurs importantes entachaient la mesure des précipitations des saisons
froides. La nature même de la neige (p. ex., sa densité variable et les effets dus aux vents) et de la
couverture de neige (la sublimation, les effets de la couverture terrestre, la métamorphose avec le
temps et la redistribution par le vent) complique la mesure de ce paramètre. La neige constitue de
60 % à 70 % des précipitations annuelles totales dans les T.N.-O., et il peut en tomber n’importe
quel mois de l’année. C’est pourquoi il est important de mesurer précisément les chutes de neige
afin de pouvoir quantifier les ressources hydriques.
La capacité des gestionnaires à quantifier les réserves disponibles influe sur les demandes
municipales et industrielles en eau. En outre, les programmes de recherche internationaux,
comme la GEWEX (Expérience mondiale sur les cycles de l’énergie et de l’eau), le PMRC
(Programme mondial de recherches sur le climat) et l’ACSYS (Étude du système climatique de
l’Arctique), reposent sur l’exactitude des mesures des précipitations à long terme. Pour répondre
à ces besoins, le Service météorologique du Canada (SMC) et la Division des ressources
hydriques du ministère des Affaires indiennes et du Nord canadien (MAINC) ont produit des
archives de précipitations corrigées pour certaines stations climatologiques des T.N.-O. Les
méthodes employées pour corriger les archives de précipitations prenaient en compte le vent,
l’humidification et les erreurs dues aux mesures des traces. En outre, on a appliqué des
hypothèses plus précises sur la densité de la neige et la précision de la règle à neige. Les
recherches sur la correction des mesures de précipitation se poursuivent. Les biais connus ont été
pris en compte. Il faut cependant vérifier ces corrections afin de confirmer l’exactitude des
nouvelles archives (Spence, 1997).
vi)
Quelles sont les lacunes en matière de données?
Le site du programme d’échange sur le climat du Nord (http://yukon.taiga.net/matrix/) souligne
le manque important de stations de surveillance des précipitations dans le Nord comparativement
au Sud (p. ex., : une station par 50 000 km2 dans les T.N.-O. comparativement à 12,5 stations par
50 000 km2 dans le reste du Canada) (Lukawesky, 1994). Il y a souvent des erreurs importantes
dans la mesure des précipitations, particulièrement pour les quantités traces, en raison de facteurs
comme le vent et l’humidification.
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2.4
CHANGEMENT CLIMATIQUE
2.4.1
Introduction au changement climatique
Dans le présent rapport, l’expression « changement climatique » a le sens que lui donne la
Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques :
« des changements de climat qui sont attribués directement ou indirectement à
une activité humaine altérant la composition de l’atmosphère mondiale et qui
viennent s’ajouter à la variabilité naturelle du climat observée au cours de
périodes comparables. »
Selon cette définition, les changements climatiques désignent tous les changements anthropiques
qui s’ajoutent à la variabilité naturelle du climat due aux instabilités internes du système
océan-atmosphère ou à des facteurs déclenchants tels que le phénomène El Niño ─ Oscillation
australe, les grandes éruptions volcaniques ou la variabilité de l’activité solaire. On suppose que
les changements du climat causés par l’homme se produisent à des échelles de temps allant des
décennies aux siècles.
Certaines caractéristiques particulières font de l’Arctique un important centre d’intérêt de la
recherche climatologique. Physiquement, les îles de l’Arctique sont complètement recouvertes de
neige pendant plus de la moitié de l’année, et la région comprend des glaciers de montagne, des
calottes glaciaires et de vastes étendues de pergélisol. La majeure partie de l’année, les eaux de
l’océan Arctique sont couvertes de glace de mer. La région connaît des variations extrêmes de
l’ensoleillement, puisque, selon la période de l’année, on va de 24 heures par jour de clarté à
autant d’obscurité. De plus, bien qu’une grande partie de l’Arctique soit essentiellement
désertique, on y trouve de vastes étendues d’eau libre au cours de l’été, ce qui fait de la région
une source importante d’humidité et de nuages. Les cours d’eau qui coulent vers le nord, comme
le Mackenzie, se jettent dans l’océan Arctique et influent sur ses caractéristiques physiques.
L’Arctique est aussi le théâtre d’importants phénomènes climatiques à grande échelle, comme
l’Oscillation arctique, une alternance de maximums et de minimums de pression atmosphérique
qui provoque des fluctuations des régimes météorologiques et climatiques dans l’hémisphère
Nord. Ces facteurs entraînent une interaction complexe entre les processus climatiques de
l’Arctique.
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Qualité de l’air, climat et changement climatique
L’Organisation météorologique mondiale (OMM) et le Programme des Nations Unies pour
l’environnement (PNUE) ont mis sur pied le Groupe d’experts intergouvernemental sur
l’évolution du climat (GIEC) pour qu’il évalue les données scientifiques, techniques et
socioéconomiques pertinentes à la compréhension du changement climatique, de ses impacts
potentiels et des options en matière d’adaptation et d’atténuation.
Pour savoir de quelle manière la composition de l’atmosphère et donc le climat pourraient
changer dans l’avenir, il faut construire des scénarios des émissions de GES et d’aérosols
sulfatés pour les 100 prochaines années et au-delà. Il faut pour cela formuler des hypothèses sur
la façon dont la société évoluera. Ces scénarios d’émissions sont alors appliqués à des modèles
du climat du globe pour simuler son évolution avec le temps. Le GIEC a recommandé une série
de scénarios d’émissions, qui décrivent des changements futurs plausibles dans la composition
de l’atmosphère; il s’agit des scénarios SRES, ainsi désignés d’après le nom anglais (Special
Report on Emissions Scenarios) du rapport spécial du GIEC sur les scénarios d’émissions
(GIEC, 2000).
Les modèles de circulation générale (MCG) et, en particulier, les MCG couplés atmosphèreocéan, sont les principaux outils utilisés pour produire des scénarios planétaires du changement
climatique à grande échelle spatio-temporelle. Même si les MCG se sont beaucoup raffinés au
cours des dernières années, l’exactitude de leurs prédictions demeure incertaine, même en ce qui
a trait aux représentations des conditions climatiques actuelles. En outre, les MCG n’ont pas tous
le même paramétrage interne si bien que, pour un scénario donné, il existe une diversité de
résultats possibles selon le modèle employé. Néanmoins, les MCG actuellement en usage
prévoient une hausse des températures planétaires moyennes due à l’augmentation des
concentrations des GES.
Beaucoup de Canadiens vivent en étroite relation avec la terre, en particulier dans les
collectivités autochtones. La chasse, la pêche et la cueillette de plantes et de baies comestibles
sont pour celles-ci des sources essentielles d’approvisionnement et représentent une part
importante de leur culture. Les peuples autochtones ont accumulé un vaste savoir sur le climat et
l’influence qu’il exerce sur leurs activités traditionnelles et sur l’environnement dans lequel
s’intègrent ces activités (CCME, 2003).
Dans toutes les régions arctiques et subarctiques du Canada, les changements climatiques
constituent une préoccupation majeure, et de nombreuses collectivités enregistrent maintenant
leurs observations sur la façon dont ces changements modifient leur environnement et leur mode
de vie. De façon générale, ces observations concordent avec les tendances enregistrées par des
méthodes scientifiques, même si les enregistrements scientifiques montrent une tendance plus
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marquée au refroidissement dans l’est de l’Arctique que ne le font les registres des observateurs
locaux, qui ont peut-être accordé plus d’importance aux épisodes de chaleur inhabituelle des
dernières années. Pour leur part, les tendances dégagées par les scientifiques couvrent 50 ans et
comptent davantage d’années froides (CCME, 2003).
Le climat nordique évolue et l’approvisionnement en eau douce, en plantes sauvages et en gibier,
ainsi que l’état de la glace et du sol comptent parmi les nombreux éléments touchés par ces
changements. Les peuples autochtones trouvent donc plus difficile de s’appuyer sur les
connaissances et pratiques ancestrales auxquelles, de tout temps, ils ont eu recours pour survivre
dans cette région dominée par le gel durant plus de la moitié de l’année. (CCME, 2003).
Ces dernières années, les Inuits de Kitikmeot ont remarqué des changements considérables dans
leur environnement et dans le climat local. Les hivers se sont adoucis, et les étés réchauffés. Les
glaces de mer et de lac fondent plus tôt au printemps. La prise de la glace – qui se produisait en
août ou en septembre il y a quelques dizaines d’années à peine – ne survient maintenant
généralement qu’en octobre ou en novembre. Le temps est aussi devenu plus variable, et les
températures en dents de scie, synonymes d’épisodes répétés de gel-dégel, sont de plus en plus
fréquentes. Ces variations climatiques compliquent la prévision des conditions météorologiques
et glacielles, ce qui augmente les difficultés et le danger pour les chasseurs et les autres
voyageurs, sur les terres comme sur la glace (CCME, 2003).
Les habitants de la plupart des régions du Nord remarquent maintenant la présence d’oiseaux, de
poissons et d’animaux qu’ils ne rencontraient pas auparavant. Ils notent également une plus
grande fréquence de conditions météorologiques inhabituelles et davantage de tempêtes.
Auparavant très rares dans le Nord, le tonnerre et les éclairs se manifestent désormais plus
souvent et, en 2001, le delta du Mackenzie a connu son tout premier avertissement de tornade
(CCME, 2003). La plupart des collectivités du bassin du Mackenzie ont signalé une élévation
générale des températures, et certaines ont indiqué que les aînés trouvaient éprouvantes les
canicules estivales (CBM, 2004).
Le savoir traditionnel a permis de dresser un tableau général du changement climatique. Outre le
constat de la hausse des températures, d’un climat et de conditions météorologiques plus
variables et imprévisibles, les habitants ont remarqué que l’environnement s’est modifié en
réponse à des changements au climat. Certains des changements environnementaux peuvent
menacer ou modifier les modes de vie axés sur les activités de subsistance (CBM, 2004).
2.4.2 Indicateurs du changement climatique
Le climat de la Terre a toujours été en évolution. Au cours du dernier âge glaciaire, des glaciers
recouvraient la majeure partie du Canada et les températures de l’Arctique étaient beaucoup plus
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Qualité de l’air, climat et changement climatique
basses qu’aujourd’hui. Un réchauffement rapide a suivi cette période glaciaire et les
températures planétaires ont monté de 2 ºC par rapport à celles du début du XXe siècle. Les
indicateurs clés du changement climatique sont présentés au tableau 2.4-1, accompagnés des
raisons de leur choix.
TABLEAU 2.4-1
JUSTIFICATION POUR LE CHOIX DES INDICATEURS
DU CHANGEMENT CLIMATIQUE
Composante
valorisée
Indicateurs clés
•
Changement
climatique
•
Changements
de la température
et des
précipitations
Concentrations
atmosphériques de
CO2
Justification
•
•
•
•
•
•
changements manifestes dans le Nord découlant du changement
climatique
directement lié aux prévisions de changement climatique des modèles
du climat du globe
impacts directs locaux sur l’homme et l’écosystème
mesurées à Alert, dans les T.N.-O. depuis 1976
fortement liées à la hausse des émissions de gaz à effet de serre et
donc à l’effet de serre
hausse considérable des concentrations depuis le début de
l’industrialisation
2.4.2.1 Température et précipitations
Les données provenant d’Inuvik montrent que la température de l’air a également connu des
fluctuations depuis 800 ans (figure 2.4-1). Pendant la période de réchauffement (optimum
médiéval – 1200 à 1300 de notre ère), les températures étaient plus élevées qu’aujourd’hui, puis
il y a eu une période froide, appelée le petit âge glaciaire, qui s’est terminée il y a seulement
environ 100 ans. Ensuite, au cours des 100 dernières années, le climat s’est progressivement
réchauffé, avec des températures moyennes annuelles en hausse de 1,5 ºC dans l’ouest de
l’Arctique (figure 2.4-2).
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FIGURE 2.4-1
HISTORIQUE DES TEMPÉRATURES DE JUILLET À INUVIK
Source : http://adaptation.nrcan.gc.ca/posters/articles/wa_02_fr.asp?Region=wa
Adapté de : Begin, C., Michaud, Y. et Archambault, S., 2000.
Température en juillet à Inuvik
De notre ère
Optimum médiéval
Petit âge glaciaire
Réchauffement du XXe siècle
Température en juillet (ºC)
Températures basées sur les analyses des cernes de croissance des arbres
FIGURE 2.4-2
TEMPÉRATURE ANNUELLE MOYENNE À INUVIK
Source : http://adaptation.nrcan.gc.ca/posters/articles/wa_02_fr.asp?Region=wa .
Température annuelle moyenne à Inuvik
Source : Environnement Canada
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Qualité de l’air, climat et changement climatique
Température annuelle moyenne de l’air
De notre ère
i)
Quels sont les paramètres mesurés?
Les observations de l’atmosphère sont indispensables pour surveiller le climat, en détecter et
expliquer les changements, améliorer notre compréhension de la dynamique du système
climatique et de sa variabilité naturelle, et alimenter les modèles du climat. Plusieurs réseaux
mondiaux d’observation ont déjà été identifiés en rapport avec la composante atmosphérique du
Système d’observation initial (SOI) du Système mondial d’observation du climat (SMOC). En
particulier, un Réseau de stations d’observation en altitude (GUAN) du SMOC a été établi, un
Réseau d’observation terrestre (GSN) du SMOC a été défini et le programme Veille de
l’atmosphère du globe (VAG) est maintenant considéré comme faisant partie du SMOC. La
nécessité d’établir de nouveaux réseaux a aussi été reconnue pour la mesure d’autres variables,
tout comme le fait que les observations par satellite peuvent représenter une contribution
importante aux activités du SMOC. (Source :
http://www.ec.gc.ca/climate/CCAF-FACC/Science/nat2002/atmosphere_f.htm)
Il faut disposer d’observations systématiques des constituants de l’atmosphère pour pouvoir
simuler le système climatique, initialiser et évaluer les modèles du climat, et vérifier l’efficacité
des mesures de réduction des émissions. Le programme VAG, établi en 1989, vise à répondre à
ces besoins; il coordonne en effet un réseau de stations régionales et mondiales, avec les
infrastructures correspondantes. Le Canada exploite actuellement 43 stations VAG. Parmi elles,
la station d’Alert, au Nunavut, a été désignée Station mondiale VAG de première ligne. À Alert,
le programme de base comprend la mesure des valeurs de référence des gaz traces pour les GES
(CO2, CH4, CFC-11 et I2, O3, N2O), ainsi que des aérosols de carbone noir, des noyaux de
condensation et de la chimie des aérosols.
Deux autres programmes canadiens fournissent aussi des mesures des constituants de
l’atmosphère, les programmes CORE et RCSAP. Le réseau CORE, qui comprend six stations, a
été mis sur pied dans le but de fournir, à long terme, des données d’observation de grande qualité
sur la composition de l’atmosphère et le rayonnement, pour des emplacements qui soient
représentatifs des principaux régimes atmosphériques et des grandes régions géopolitiques.
Le Réseau canadien de surveillance de l’air et des précipitations, qui comporte 22 stations, a été
créé pour étudier les régimes et tendances régionaux des dépôts acides au Canada; il fait
officiellement partie du réseau VAG.
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Qualité de l’air, climat et changement climatique
Le réseau de surveillance et d’information climatologiques du passé dans le Nord canadien se
compose des éléments suivants :
•
•
•
•
•
les plus anciennes stations climatologiques, dont les premiers relevés de base remontent à
la fin du XIXe siècle;
la vaste base de données climatologiques de la mer de Beaufort et de la vallée du
Mackenzie, qui remonte aux années 1940;
les stations du réseau d’alerte avancée (réseau DEW) qui recueillent des données sur la
température, le vent et les précipitations depuis la fin des années 1950;
les stations de surveillance du centre des Territoires du Nord-Ouest, qui ont été installées
lors des activités d’exploration minière dans les années 1970 (Lukawesky, 1994);
quelques stations de l’Est, dont les premiers relevés remontent jusqu’aux années 1920 et
1930 (Fox, 2000).
Les observations locales sur le changement climatique s’accumulent dans l’ensemble du Nord
canadien. Par exemple :
•
•
•
une vidéo sur les observations des Inuits à l’égard du changement climatique et de ses
impacts (île Banks, Territoires du Nord-Ouest) [Riedlinger, 1999];
un recueil/recensement du savoir traditionnel sur les impacts du changement climatique
sur l’île de Baffin (Fox, 2000);
d’autres projets comme l’Étude d’impact sur le bassin du Mackenzie ou l’Étude sur la
baie d’Hudson et les bassins du Nord intègrent le savoir traditionnel (GeoNorth Ltd.,
2000).
Le RÉSÉ-Nord compte quatre stations dans les T.N.-O. : Yellowknife, lac Daring, delta du
Mackenzie et parc national Nahanni. La Coopérative du savoir écologique de l’Arctic
Borderlands est également située en partie dans les T.N.-O. Des activités de surveillance
écologique à long terme de l’avifaune, de la faune terrestre, de la végétation, de la qualité et de la
quantité des eaux, de la neige, du pergélisol et du climat se déroulent à divers degrés à un ou
plusieurs de ces endroits.
ii)
Que constate-t-on?
Dans les 40 dernières années, les températures annuelles dans l’ouest de l’Arctique se sont
élevées de 1,5 °C. La température moyenne dans l’Arctique a monté presque deux fois plus vite
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que celle du reste de la planète dans les récentes décennies. Les changements climatiques
planétaires devraient entraîner des hausses de température plus fortes au nord qu’au sud et en
hiver qu’en été. De récents modèles du climat utilisés par Environnement Canada indiquent que,
d’ici 2100, l’Arctique pourrait connaître des hausses de température annuelle supérieures à 5 °C.
La figure 2.4-3 illustre l’évolution des températures canadiennes comparativement à la période
de normales climatologiques de 1961-1990. Les enregistrements des températures dans le Nord
sont moins longs que ceux du Sud du Canada, ce qui explique que la tendance est plus longue
pour les régions au sud de 60° N.
Dans le bassin du Mackenzie, les précipitations hivernales ont augmenté dans la majeure partie
du nord du bassin, mais diminué dans sa portion sud-ouest. Par contre, les précipitations estivales
sont en hausse dans le Sud, et un peu en baisse dans l’Extrême-Nord. Ces changements, s’ils se
prolongent, pourraient avoir des effets considérables sur les écosystèmes terrestres et aquatiques
du bassin (SOAER-CBM, 2003).
La fonte généralisée des glaciers et de la glace de mer et le raccourcissement de la saison nivale
sont autant d’indications supplémentaires du réchauffement de l’Arctique. L’augmentation des
précipitations, le raccourcissement et le réchauffement des hivers, la diminution significative des
couvertures nivale ou glacielle sont des changements qui devraient très probablement persister
pendant plusieurs siècles. (EICCA, 2005)
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FIGURE 2.4-3
TEMPÉRATURES ANNUELLES MOYENNES AU CANADA
ET À L’ÉCHELLE MONDIALE
Source : http://www.ec.gc.ca/soer-ree/Francais/Indicator_series/new_issues.cfm?issue_id=4&tech_id=15#graph4
iii)
Quelles en sont les causes?
L’augmentation généralisée des concentrations atmosphériques de gaz carbonique et des autres
GES due aux activités humaines, en premier lieu la combustion des ressources fossiles, devrait
contribuer à un réchauffement supplémentaire de l’Arctique de l’ordre de 4 à 7 ºC dans les cent
prochaines années. (EICCA, 2005)
iv)
Qu’est-ce que cela signifie?
Les scientifiques utilisent des modèles de circulation générale (MCG) pour prédire le climat
futur. La figure 2.4-4 montre le réchauffement annuel moyen prévu pour le milieu du XXIe siècle
par rapport à celui des 30 dernières années du XXe siècle. Selon le modèle du Centre canadien de
modélisation et d’analyse du climat, les températures moyennes de l’air dans l’ouest de
l’Arctique connaîtront une hausse de 2 à 5 ºC.
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FIGURE 2.4-4
ÉLÉVATION PRÉVISIBLE DES TEMPÉRATURES ANNUELLES MOYENNES
DANS LE NORD CANADIEN D’ICI 2050
Source : Carte basée sur les données du MCG du Centre canadien de modélisation et d’analyse du climat.
http://adaptation.nrcan.gc.ca/posters/articles/wa_02_fr.asp?Region=wa
Élévation de la température annuelle moyenne de l’air
v)
Quelles sont les mesures prises?
L’Évaluation de l’impact du changement climatique dans l’Arctique (EICCA) est un projet
international du Conseil de l’Arctique et du Comité scientifique international de l’Arctique
(IASC), qui vise à évaluer et à synthétiser les connaissances sur la variabilité et le changement
du climat, sur l’augmentation du rayonnement ultraviolet et sur leurs conséquences dans
l’Arctique circumpolaire. Il s’agit de fournir des informations utiles et fiables aux
gouvernements ainsi qu’aux peuples de la région et à leurs organisations.
Le gouvernement du Canada a mis sur pied le Fonds d’action pour le changement climatique
(FACC) en 1998 (http://www.ec.gc.ca/climate/CCAF-FACC/Science/fact/arctic_f.htm).
Le FACC a identifié le système climatique de l’Arctique comme secteur d’étude prioritaire. À la
suite d’un atelier national qui a eu lieu en 1999 dans le but de préciser les questions
climatologiques propres à l’Arctique, le FACC a financé plusieurs projets de recherche dans les
deux grands secteurs suivants :
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•
•
Qualité de l’air, climat et changement climatique
l’avancement de notre connaissance du système climatique (océan, atmosphère, terres et
cryosphère – surtout la glace sous toutes ses formes, la neige et le pergélisol) de
l’Arctique canadien;
la sauvegarde et le maintien d’ensembles de données à long terme essentiels pour
déterminer les variations du climat dans l’Arctique canadien.
Plusieurs études financées par le FACC avaient pour but de sauvegarder et d’archiver des séries
de données climatologiques pertinentes. Les chercheurs auront maintenant accès à ces données
pour les études à venir.
•
•
Des chercheurs ont dressé un inventaire de données de l’Extrême-Arctique, y compris de
l’emplacement dans les îles de plus de 600 camps temporaires, sites pétroliers,
expéditions historiques et sites de collecte automatique de données. Grâce aux séries de
données, on obtient un instantané du climat en des endroits et à des moments non
couverts par le réseau d’observation permanent.
On peut maintenant accéder à plusieurs bases de données importantes pour l’étude des
changements climatiques, comme celles portant sur le pergélisol et les tourbières, grâce à
la Base de données géoscientifiques nationale de l’Arctique en ligne, qui contient des
informations sur l’évolution des systèmes climatiques de l’Arctique canadien au cours
des derniers millénaires.
Depuis la fin des années 1980, des chercheurs recueillent des données d’ordre climatologique
(comme l’information sur les cernes de croissance) dans un réseau de quelque 70 stations
réparties sur le Nord québécois. Dans le cadre de cette étude, on a mis en place une méthode de
transfert des données brutes recueillies en divers endroits vers une base de données interactive.
Parmi les différentes activités auxquelles collaborent les ministères fédéraux, les universités
canadiennes et les organismes provinciaux et territoriaux figurent :
•
•
•
l’accroissement de la contribution du Canada à la surveillance de l’atmosphère dans le
cadre du réseau de surveillance terrestre du Système mondial d’observation du climat, en
particulier dans le Nord;
le déploiement d’une série de flotteurs océaniques qui mesureront la température et la
salinité des eaux canadiennes et d’une série de marégraphes dans les eaux de l’Arctique
canadien;
l’amélioration ou la mise sur pied de systèmes canadiens de surveillance de la neige, du
pergélisol, des glaciers et des glaces d’eaux salées et douces.
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La deuxième phase du FACC, actuellement en cours, inclut un soutien aux travaux
d’amélioration continue des modèles du climat et de la représentation du système climatique de
l’Arctique. L’aide financière du FACC va aussi à des projets traitant de certains aspects mal
connus du système climatique de l’Arctique, y compris les aspects liés à la dynamique de la
glace de mer et des eaux de l’océan Arctique, aux nuages et aux aérosols, ainsi qu’aux terres
enneigées.
Le groupe d’échange sur le climat du Nord (Northern Climate Exchange ou NCE) est un centre
situé au Yukon, qui sert de lieu d’échange pour les études du changement climatique dans le
Nord circumpolaire. Ce programme vise à mener des activités de recherches et d’éducation sur
les impacts du changement climatique dans le Nord et sur les mesures d’adaptation à celui-ci, et
à faciliter les échanges sur les connaissances, les technologies et les compétences scientifiques,
traditionnelles et locales.
Le Programme de surveillance et d’évaluation de l’Arctique (PSEA), mis sur pied en 1991 par le
Conseil de l’Arctique, est chargé de surveiller les concentrations de polluants anthropiques dans
tous les secteurs de l’environnement arctique et d’en évaluer les effets, y compris chez l’homme.
Le changement climatique reste l’une des grandes préoccupations actuelles du PSEA.
De nombreux programmes ont été amorcés dans l’ensemble du Canada afin d’étudier le
changement climatique et d’élaborer des plans pour réduire les émissions canadiennes de GES.
Par exemple, l’Étude d’impact sur le bassin du Mackenzie visait à évaluer l’impact potentiel du
changement climatique sur les terres, les eaux et les collectivités du bassin.
vi)
Quelles sont les lacunes en matière de données?
À l’échelle planétaire, le climat de l’Arctique est régi par la circulation générale de l’atmosphère
et l’apport de chaleur par l’océan. Il est généralement accepté que les fluctuations de la haute
atmosphère déterminent ou influencent les conditions à la surface. Les facteurs qui agissent sur
les flux énergétiques des latitudes polaires, dont l’Oscillation arctique (OA), sont des questions
de science pure auxquelles il faudra répondre (http://www.ec.gc.ca/climate/CCAFFACC/Science/reports/arctic_f.htm).
L’ampleur, la fréquence et les causes des extrêmes des conditions météorologiques de l’Arctique,
des débits, des glaces de lac et de mer, de couverture nivale et d’autres variables d’ordre
climatologique doivent faire l’objet d’une étude poussée pour qu’on puisse interpréter et
comprendre correctement les tendances de l’évolution du climat à l’échelle planétaire. La
compréhension de l’ampleur et de la vitesse des changements climatiques passés et actuels dans
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l’Arctique devra également être améliorée par une observation continue et l’analyse des séries
chronologiques existantes de données.
2.4.2.2 CO2 atmosphérique
Quelques gaz à effet de serre, principalement le dioxyde de carbone, le méthane, l’hémioxyde
d’azote et la vapeur d’eau, contribuent à régulariser le climat de la Terre en emprisonnant
l’énergie solaire réfléchie sous forme de chaleur par la surface de la planète. Les émissions
attribuables aux activités humaines amplifient ce processus naturel. Or, depuis l’industrialisation,
les activités humaines, notamment l’utilisation de combustibles fossiles, ont fait croître la
quantité de GES rejetée dans l’atmosphère. On considère donc généralement que l’augmentation
des émissions a accentué l’effet de serre, provoquant un réchauffement de l’atmosphère et un
changement climatique.
Depuis la révolution industrielle, à la fin des années 1700, les concentrations atmosphériques de
dioxyde de carbone se sont accrues de 31 %, celles de méthane de 151 %, et celles d’hémioxyde
d’azote de 17 %. Les hausses de CO2 ont été particulièrement marquées dans les
cinquante dernières années (CBM, 2004).
i)
Quels sont les paramètres mesurés?
On mesure les concentrations de dioxyde de carbone à l’échelle planétaire depuis le milieu des
années 1950. Des échantillonnages par flacons de dioxyde de carbone sont effectués chaque
semaine à quatre stations au Canada (dont une dans l’Arctique) depuis le début des prélèvements
sur le territoire canadien, entre 1975 et 1979. La station d’Alert, au Nunavut, a commencé la
prise de mesures plus vastes en continu en 1988. Ces données se comparent à celles mesurées à
Hawaï (la station la plus ancienne et la plus crédible du monde pour la mesure du dioxyde de
carbone) (McIlveen, N., et R. Desjardins, 1998; Welch, 2000). On a déterminé les concentrations
de dioxyde de carbone, de méthane et d’hémioxyde d’azote des millénaires passés à l’aide de
méthodes d’étude telles que l’analyse des carottes de glace.
ii)
Que constate-t-on?
La hausse des émissions de dioxyde de carbone se reflète dans les concentrations atmosphériques
mondiales de ce gaz, qui se sont accrues de 33 % depuis le début de l’ère industrielle
(figure 2.4-5). Comme il s’agit d’un gaz bien mélangé dans l’atmosphère, on peut considérer que
les mesures prises en un point quelconque du globe sont représentatives du reste de la planète.
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FIGURE 2.4-5
ÉVOLUTION DES TENEURS ATMOSPHÉRIQUES DE DIOXYDE DE CARBONE
AUX STATIONS DE SURVEILLANCE D’HAWAÏ ET DU NUNAVUT
Source : http://www.ec.gc.ca/soer-ree/Francais/Indicator_series/new_issues.cfm?tech_id=15&issue_id=4.
iii)
Quelles en sont les causes?
À l’échelle planétaire, les émissions de dioxyde de carbone issues de la consommation d’énergie
ont quadruplé depuis 1950. En 1998, le Canada produisait environ 2 % des émissions mondiales.
Les émissions canadiennes des six GES les plus importants ont augmenté de 20 % depuis 1990.
iv)
Qu’est-ce que cela signifie?
Malgré l’absence de preuves scientifiques concluantes quant au lien entre les phénomènes
météorologiques extrêmes et le changement climatique dû aux gaz à effet de serre, il est
indéniable que les Canadiens ont connu récemment des changements dans les régimes
météorologiques et constaté une augmentation substantielle du nombre de catastrophes d’ordre
météorologique.
v)
Quelles sont les mesures prises?
En 1992, le Canada a ratifié la Convention-cadre des Nations Unies sur les changements
climatiques, qui établit un plan d’action pour limiter les émissions de GES. En 2002, le Canada a
ratifié le Protocole de Kyoto à la Convention, s’engageant ainsi à ramener ses émissions de GES
à 6 % sous les niveaux de 1990 d’ici 2008-2012.
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En 2001, la NWT Greenhouse Gas Strategy (stratégie des T.N.-O. sur les gaz à effet de serre) a
été élaborée afin de définir et de coordonner les mesures prises dans la région pour commencer à
réduire les GES, et pour aider à formuler et à inclure une perspective nordique dans la Stratégie
nationale de mise en œuvre sur le changement climatique du Canada. La stratégie des T.N.-O. ne
précise pas d’objectifs ni de cibles en matière de réduction des GES. Les émissions de CO2 dans
le Nord atteignent environ 30 tonnes par personne, comparativement à la moyenne nationale de
21 tonnes par personne. Cette quantité plus élevée d’émissions par habitant est en partie
attribuable aux demandes supérieures liées au chauffage des bâtiments et à d’autres dispositifs
énergivores permettant de faire face aux températures plus basses. Les grandes distances entre
les collectivités des T.N.-O. créent également une dépendance à l’égard des moyens de transport
et des produits pétroliers raffinés. Les émissions de CO2 et le nombre d’habitants dans les
T.N.-O. croissent également plus rapidement que la moyenne nationale. Les émissions actuelles
de GES dans les T.N.-O. sont de l’ordre de 1 600 kilotonnes d’équivalent CO2 par année. Si on
compare ce chiffre au total canadien de 731 000 kilotonnes d’équivalent CO2 en 2002, les
T.N.-O. contribuent cependant pour moins de 0,5 % aux émissions canadiennes totales de GES.
Le GTNO a organisé un atelier au printemps de 2005 afin d’évaluer les progrès accomplis et de
trouver d’autres mesures pour réduire ses émissions de GES (Sparling, 2005).
Il est important de signaler que la réduction des émissions dues à la combustion de combustibles
fossiles permettra, en plus de diminuer les GES, d’améliorer la qualité de l’air aux échelles
locale et régionale en réduisant directement les émissions de dioxyde de soufre, d’oxydes d’azote
et de COV et indirectement les concentrations d’ozone troposphérique et de particules
respirables qui se forment dans l’atmosphère. La réduction des émissions de dioxyde de soufre et
d’oxydes d’azote devrait également faire diminuer les pluies acides.
vi)
Quelles sont les lacunes en matière de données?
On dispose pour la température d’une meilleure connaissance et d’une plus grande confiance à
l’égard de l’information de base et des changements prévus que pour les autres aspects du climat
comme la pluie, la neige et les phénomènes extrêmes.
La prochaine étape du volet Arctique du FACC devrait inclure le développement de meilleurs
modèles couplés de l’atmosphère, la validation de ces modèles à la lumière des ensembles de
données en séries chronologiques, tant actuelles que passées, ainsi que l’identification et la
compréhension de la variabilité régionale dans le contexte du changement climatique dans
l’Arctique. Ce dernier point peut être abordé en poursuivant les études sur les glaces de mer et
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les réponses des écosystèmes terrestres nordiques, et en observant les principales variables
cryosphériques influencées par le climat.
2.4.3 Autres questions liées au changement climatique
2.4.3.1 Effet de la variabilité du climat sur les trajectoires des contaminants
Le climat de l’Arctique a subi au cours des années 1990 de très grands changements qui ont
touché notamment les régimes des vents et des conditions météorologiques, la couverture de
glace, l’épaisseur de la glace, les dérives des glaces, le pergélisol, l’hydrologie, les courants
océaniques, les précipitations et les températures. Ces changements ont eu des conséquences
importantes pour les voies de transport des contaminants. Les voies physiques ont été modifiées.
Ainsi, l’apport d’eau des fleuves de Russie dans le bassin Canada a été détourné à travers
l’archipel, ce qui modifie les trajectoires de dérive de la glace dans l’Arctique. D’autres
répercussions encore plus graves sont également probables sur les voies d’amplification des
contaminants, y compris la cryoconcentration, la fixation à des particules organiques et la
bioamplification dans le réseau alimentaire. Compte tenu des changements que subit la structure
de l’écosystème et des glaces de l’Arctique, il faudra faire preuve d’une grande prudence en
interprétant les données sur les tendances des contaminants qui ont été recueillies au cours des
deux dernières décennies. (Source : Synthèse du deuxième rapport de l’évaluation des
contaminants dans l’Arctique canadien).
2.4.3.2 Couche d’ozone au-dessus de l’Arctique
Dans les années 1990, l’ozone de l’Arctique a connu des pertes considérables, et l’on craint que,
dans les 10 ou 20 prochaines années, les épisodes de grave appauvrissement ne deviennent
encore plus fréquents. En effet, au cours de cette période, les concentrations de substances
destructrices de l’ozone atteindront leur maximum ou en seront proches, et les changements de la
stratosphère arctique causés par le réchauffement planétaire pourraient rendre les conditions plus
favorables aux processus d’appauvrissement.
Les importantes pertes observées tant dans l’Arctique qu’en Antarctique sont le résultat de
conditions particulières qui se produisent dans les régions polaires en hiver et au début du
printemps. Dans chaque hémisphère, lorsque l’hiver arrive, il apparaît autour du pôle un vortex
de vents qui isole la stratosphère polaire. Sans apport d’air plus doux des latitudes plus basses et
en l’absence de lumière solaire, l’air du vortex devient très froid. À des températures de -80 °C
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ou moins, des nuages composés de glace, d’acide nitrique et d’acide sulfurique commencent à se
former dans la stratosphère. Dans ces nuages stratosphériques polaires (ou PSC) prennent place
une série de réactions chimiques qui détruisent l’ozone beaucoup plus efficacement que celles
qui interviennent dans de l’air plus chaud. La destruction de l’ozone commence avec le retour de
la lumière solaire au printemps et se poursuit rapidement jusqu’à ce que le vortex se dissipe et
que des températures plus élevées empêchent la formation de PSC.
L’appauvrissement de l’ozone dans l’Arctique pourrait cependant s’aggraver dans les prochaines
décennies, du fait de l’accroissement des concentrations de GES dans l’atmosphère. Bien que
l’accumulation de ces gaz cause un réchauffement à la surface de la Terre, elle contribue aussi au
refroidissement de la stratosphère. Comme les températures de la stratosphère arctique se situent
souvent à quelques degrés seulement du seuil de formation des PSC, si elle se refroidit
davantage, les PSC pourraient être plus fréquents, d’où des pertes d’ozone encore plus graves.
Les études préliminaires effectuées avec des modèles de l’atmosphère suggèrent que ce
phénomène pourrait retarder de dix ans ou plus le rétablissement de la couche d’ozone de
l’Arctique.
Il est essentiel de poursuivre les efforts de recherche et de surveillance pour réduire les
incertitudes qui pèsent sur notre compréhension des processus d’appauvrissement et améliorer
notre capacité de prédire comment la couche d’ozone réagira à l’évolution future des stress et des
conditions atmosphériques. L’avenir de la couche d’ozone de l’Arctique dépendra
essentiellement du succès que nous connaîtrons pour débarrasser l’atmosphère des substances
destructrices de l’ozone, mais aussi de notre capacité de limiter les émissions de GES. Ces
problèmes sont si étroitement liés que nous ne pouvons pas les traiter indépendamment. Au
contraire, cette situation montre à quel point il est important d’élaborer une stratégie globale
visant
à
atténuer
l’impact
des
activités
humaines
sur
l’atmosphère.
(http://www.ec.gc.ca/press/arctoz_b_f.htm).
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