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Interactions vagues-glace dans l'estuaire et le golfe du Saint-Laurent

Bismuth, Eliott (2014). Interactions vagues-glace dans l'estuaire et le golfe du Saint-Laurent. Mémoire. Rimouski, Québec, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski, 94 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: Avec les changements climatiques, le couvert de glace du St-Laurent tend à diminuer, laissant son littoral de plus en plus exposé à l'action des vagues, qui sont le principal facteur d'érosion côtière. La banquise a en effet un rôle protecteur en hiver, puisqu'elle atténue l'énergie des vagues et réduit le fetch disponible pour la génération de vagues par le vent. C’est pourquoi l’évaluation du climat de vagues à long terme dans l’estuaire et le golfe du Saint-Laurent nécessite de prendre en compte la réduction projetée de cette protection par la glace. La première partie de ce mémoire propose une méthode simple pour estimer l’évolution du couvert de glace jusqu’en 2100. Elle est basée sur de nouvelles équations empiriques entre le nombre de degré-jour de gel et les caractéristiques de la saison de glace (début, couverture maximale, durée), qui ont été définies pour le passé récent et qui sont appliquées à un ensemble de simulations climatiques de la température de l’air. L’effet du couvert de glace sur le régime de vagues durant le 21e siècle est ensuite estimé en appliquant aux hauteurs de vagues un coefficient d’atténuation calculé à partir du couvert de glace. Les résultats indiquent une réduction de l’atténuation des vagues d’environ 80% pour la période 2071-2100 par rapport aux trente dernières années (1981-2010). Dans la seconde partie du mémoire, motivé par le désir de mieux représenter les processus physiques en jeu, un modèle spectral unidimensionnel de vagues prenant en compte les interactions vagues-glace et la génération par le vent est développé et utilisé pour étudier les effets de la compétition entre ces processus sur le spectre de vagues. Les résultats montrent que la répartition spatiale de la glace affecte significativement la forme et l’énergie du spectre pour des concentrations partielles entre 20% et 60% de glace. -- Mot(s) clé(s) en français : climat de vague, glace de mer, interactions vagues-glace, modèle spectral de vagues, changements climatiques, estuaire et golfe du St Laurent. -- ABSTRACT: With climate change, the ice cover of the St. Lawrence tends to decrease, leaving its shoreline more exposed to the action of waves, which are the main factor of coastal erosion. Sea ice indeed has a protective role in winter, because it attenuates the wave energy and reduces the distance of open water available for the generation of waves by wind. Therefore, the evaluation of long-term wave climate in the estuary and the gulf of St. Lawrence requires taking into account the projected reduction of the ice protection. The first part of this thesis proposes a simple method to project the evolution of the ice cover until 2100. It is based on new empirical equations between the number of freezing degree-days and the characteristics of the ice season (start, maximum cover, length), which were defined using the recent past and applied on a set of climate simulations of the air temperature. The effect of the ice cover on the wave regime during the 21st century is then estimated by applying on the wave heights an attenuation coefficient computed from the ice cover. Results show a decrease of 80% of wave attenuation for the 2071-2100 period compared to the last thirty years (1981-2010). In the second part of this thesis a one-dimensional spectral wave model that takes into account wave-ice interactions and wave generation by wind is developed and used to study the competition between those processes on the wave spectrum. Results show that the spatial ice distribution significantly affects the shape and the energy of the spectrum for partial ice concentrations between 20% and 60%. Lastly, the feeling underlying this work is the hope that we may turn our personal transformations into veritable cultural revolutions. -- Mot(s) clé(s) en anglais : wave climate, sea ice, spectral wave model, climate change, Estuary and Gulf of St. Lawrence.

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 Glace Mer Interaction Estuaire Golfe Saint-laurent Changement Climat
Départements et unités départementales: Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Déposé par: DIUQAR UQAR
Date de dépôt: 09 févr. 2017 18:11
Dernière modification: 08 mars 2017 20:46
URI: http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1088

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