Observations des rétroactions entre les processus climatiques continentaux

En milieu continental, des acteurs clés dans les bilans d’énergie et de matière sont le pergélisol (permafrost en anglais), la végétation et la neige. Ces trois composantes interagissent fortement et sont probablement à l’origine de rétroactions climatiques qui restent à identifier et quantifier. Par exemple, la croissance de la végétation induite par le réchauffement préserve la neige de l’érosion éolienne, limite sa densification, favorise le développement de givre de profondeur à faible conductivité thermique aux dépends de croutes de neige ventées à forte conductivité thermique. Ceci limite le refroidissement hivernal du sol et accélère donc le dégel du pergélisol (voir Gouttevin et al., 2012, JGR, G02020). La possibilité que cela débouche sur une augmentation des émissions de GES par le pergélisol est grande, et il existe donc probablement une boucle de rétroaction positive pergélisol-végétation-neige-climat. Des aspects chimiques et biochimiques viennent sans doute renforcer cette boucle. La plus grande activité microbienne liée au réchauffement du sol remobilise des nutriments qui peuvent encore accélérer la croissance de la végétation. Afin de contribuer à évaluer ces processus, nous développons dans l’Arctique canadien un programme de mise en place de systèmes de mesure des propriétés physiques de la neige (conductivité thermique, hauteur, température), du sol (conductivité et diffusivité thermique, humidité, température) et des variables atmosphériques (température, vent, radiation, humidité) afin d’établir le bilan énergétique de la neige et du sol. Ces mesures automatiques seront couplées à des campagnes de mesures régulières de la neige, du sol et de la végétation pour étudier les variables qui aujourd’hui ne peuvent pas faire l’objet d’un suivi automatisé, comme la distribution et les propriétés des assemblages végétaux, la densité de la neige et les propriétés hydroliques du sol. Pour l’instant, des déploiements ont commencé à Umiujaq (Nord du Québec, 56°N, sur la côte Est de la baie d’Hudson) et vont se poursuivre à l’Ile Bylot (Nord de Baffin, 73°N) et à d’autres sites selon les financements. Compléter ces observations par des mesures chimiques et biochimiques serait idéal afin d’aboutir à une approche intégrée permettant de décrire les flux de matière, d’énergie, d’espèces chimiques, et la dynamique de la végétation et des microorganismes. Les données pourront alimenter une modélisation ayant pour objectif la quantification des rétroactions climatiques décrites plus haut, et une meilleure prévision de l’évolution des écosystèmes et cryosystèmes arctiques continentaux.