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Utilisation d'un modèle paramétrique pour l'évaluation du climat de vagues de l'estuaire et du golfe du Saint-Laurent et son évolution future dans un contexte de changements climatiques

Ruest, Benoit (2014). Utilisation d'un modèle paramétrique pour l'évaluation du climat de vagues de l'estuaire et du golfe du Saint-Laurent et son évolution future dans un contexte de changements climatiques. Mémoire. Rimouski, Québec, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER), 127 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: Ce mémoire de maîtrise a pour objectif principal de mieux caractériser le climat de vagues de l'estuaire et du golfe du Saint-Laurent (EGSL) et d'évaluer comment il pourrait évoluer au cours du 21e siècle dans un contexte de changements climatiques en utilisant un modèle paramétrique de vagues (GENER). Des formules de fetch supplémentaires sont d'abord ajoutées à GENER et un nouvel algorithme est développé afin de permettre le forçage de ce modèle par des données de vents bidimensionnelles issues de modèles atmosphériques. Les vents de la réanalyse MERRA, préalablement ajustés pour mieux correspondre aux conditions de vents dans l'EGSL, sont ensuite utilisés pour simuler les vagues avec GENER à des sites de mesures de vagues afin d'évaluer les performances du modèle par rapport aux mesures. Les comparaisons sont faites pour les hauteurs de vagues significatives (Rs) en insistant sur les événements extrêmes. De manière générale, la plupart des formules de fetch ont des performances satisfaisantes, sauf pour celle du Shore Protection Manual de 1984. Celle du Coastal Engineering Manual est sélectionnée pour les simulations subséquentes avec GENER. L'évaluation du climat de vagues récent de l'EGSL est réalisée en à partir des Rs simulées en forçant GENER avec les vents ajustés de la réanalyse MERRA sur la période 1981-2010. Une méthode empirique d'atténuation des vagues par la glace en post-traitement permet également de prendre en considération la présence d'un couvert de glace saisonnier dans l'évaluation du climat de vagues. La même approche est réutilisée, mais avec les vents de deux simulations climatiques du Modèle Régional Canadien du Climat (aev et ahj) sur la période 1981-2100. Ces simulations sont forcées par un scénario élevé d'émissions de gaz à effet de serre (A2). La comparaison des climats de vagues des périodes 1981-2010 et 2071-2100 permet de constater que l'incidence des changements climatiques sur le régime des vents devrait avoir un impact minimal sur le climat de vagues de l'EGSL. Par contre, la réduction de la couverture saisonnière de glace devrait provoquer une augmentation significative des Rs extêmes dans la région au cours du 21e siècle (5-10% en moyenne). -- Mots clés: vagues, changements climatiques, modèle de vagues, estuaire et golfe du Saint-Laurent, GENER, glace de mer, analyse des valeurs extrêmes. -- ABSTRACT: The main goal of this master's thesis is to achieve a better characterization of the wave climate in the Estuary and Gulf of St. Lawrence (EGSL) and to evaluate how it could evolve during the 21st century with climate change by using a parametric wave model (GENER). Additional wind-fetch formulas are added to GENER and a new algorithrn is developed to allow the forcing of the model by bidimensional wind data from atmospheric models. Wind data from the reanalysis MERRA is adjusted to better correspond to wind conditions in the EGSL. It is then used to simulate waves with GENER at wave monitoring sites. The model performance is evaluated relatively to significant wave height (Hs ) measurements, especially for extreme events. Globally, most wind-fetch formulas give fair performances except for the one from the Shore Protection Manual (1984). The formula from the Coastal Engineering Manual is preferred for the following simulations with GENER. Evaluation of the wave climate of the EGSL is performed by analysing wave time-series produced by forcing GENER with the adjusted MERRA wind data on the 1981-2010 period. An empirical method allowing the consideration of wave attenuation by the seasonal sea ice for the wave climate evaluation is used in post-processing. The same approach is also used with wind data from two climate simulations from the Canadian Regional Climate Model (aev and ahj) on the 1981-2100 period. These simulations are forced by a high greenhouse gas emission scenario (A2). Comparisons of wave climates computed for two 30-yr time-slices (1981-2010 and 2071-2100) show that the effect of climate change on wind regimes should have a minimal impact on the wave climate of the EGSL. However, the reduction of the seasonal sea ice coyer should induce a significant increase of extreme H s in the region during the 21st century (5-10% on average). -- Keywords : waves, climate change, wave model, Estuary and Gulf of St. Lawrence, GENER, sea ice, extreme value analysis.

Type de document: Thèse ou Mémoire (Mémoire)
Directeur de mémoire/thèse: Neumeier, Urs
Co-directeur(s) de mémoire/thèse: Dumont, Dany
Informations complémentaires: Mémoire présenté dans le cadre du programme de maîtrise en océanographie en vue de l'obtention du grade de maître ès sciences.
Mots-clés: Vague Estuaire Golfe Saint-Laurent Modele Parametrique Effet Impact Changement Climat
Départements et unités départementales: Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Déposé par: DIUQAR UQAR
Date de dépôt: 15 juin 2015 18:33
Dernière modification: 15 juin 2015 18:33
URI: http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1009

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