Normales climatiques des glaces de lac pour les Grands Lacs de 1991 à 2020

Préface

La base de données des cartes régionales des glaces du Service canadien des glaces (SCG) (archives des glaces SCG) contient plus de 50 ans de renseignements sur la glace pour :

• l’Arctique de l’Ouest (de 1968 à aujourd’hui)
• l’Arctique de l’Est (de 1968 à aujourd’hui)
• la baie d’Hudson (de 1971 à aujourd’hui)
• la côte Est (de 1968 à aujourd’hui)
• les Grands Lacs (de 1972 à aujourd’hui)

Dans ces normales climatiques du Service canadien des glaces, des cartes régionales hebdomadaires présentant la concentration et le stade de formation de la glace de lac ont été utilisées pour calculer un ensemble de normales climatiques types sur 30 ans pour les saisons des glaces de novembre 1990-1991 jusqu’à juin 2019-2020. En temps normal, la glace de lac dans les Grands Lacs commence à se former en novembre, puis elle fond au printemps de l’année suivante. La présente publication pour les eaux des Grands Lacs fait suite à deux précédentes normales sur 30 ans couvrant les périodes de 1973 à 2002 et de 1981 à 2010; ces années correspondent aux années de fin des saisons hivernales des glaces.

Les normales climatiques sur 30 ans du SCG sont élaborés conformément aux lignes directrices de l’Organisation météorologique mondiale (OMM). Les cartes climatiques des glaces de lac ci-incluses illustrent les conditions glacielles normales d’une semaine à l’autre au cours de chaque hiver : emplacement, disposition, étendue, épaisseur et variabilité. Elles servent de référence pour le calcul des produits de l’écart par rapport aux concentrations de glace normales et fournissent des renseignements utiles pour la planification d’opérations sûres dans les eaux canadiennes envahies par les glaces.

Caractéristiques dignes de mention de cette édition

Fiabilité des données des cartes : Les normales climatiques de 1991 à 2020 sont les premières de la série des normales sur 30 ans du SCG dont la majorité (approximativement 80 %) des données des cartes utilisées ont été produites : a) par voie numérique, au moyen du système d’information géographique (SIG) lancé en 1995; et b) principalement au moyen d’images de radars à synthèse d’ouverture (RSO) à haute résolution (approximativement 50 m à 100 m) depuis le lancement du satellite Radarsat-1 en 1995. La production des cartes des glaces au moyen du logiciel de SIG a permis de réduire le taux d’erreurs associées à la numérisation des cartes papier, et l’utilisation de l’imagerie de RSO a considérablement réduit les incertitudes liées à l’analyse (p. ex., les incertitudes dues à la contamination par les nuages) et a grandement amélioré le processus d’identification de la vieille glace.

Les normales climatiques sont accessible sur le site Web du Service canadien des glaces.

Référence recommandée : Service canadien des glaces. 2021. Normales climatique des glaces de lac pour les Grands Lacs de 1991-2020.

1. Cartes régionales des glaces du Service Canadien des glaces : méthode de production et contrôle de la qualité

1.1 Préparation des cartes : imagerie satellitaire et observations supplémentaires utilisées

Les données utilisées aux fins de production des normales climatiques sont tirées des cartes des glaces régionales hebdomadaires du Service canadien des glaces (SCG) (Figures 1.1 et 1.2), qui sont créées au moyen de données de télédétection ainsi que d’observations effectuées par des spécialistes du service des glaces à bord d’aéronefs spécialisés et de navires de la Garde côtière canadienne (GCC).

Entre 1991 et 1996, grâce au lancement du satellite RADARSAT-1 de l’Agence spatiale canadienne (ASC), la proportion des eaux canadiennes couvertes par des données satellites pouvant servir à la production de cartes régionales des glaces est passée d’environ 50 % à quelque 80 %. Avant 1996, la surveillance aérienne (à la fois visuelle et au moyen d’un radar aéroporté à antenne latérale [RAAL]) était la principale source de données, à laquelle s’ajoutaient l’imagerie optique du satellite Landsat-4 du service géologique des États-Unis (USGS), des données du radar à synthèse d’ouverture (RSO) du satellite ERS-1 de l’agence spatiale européenne (ASE), des images dans le visible et l’infrarouge du radiomètre perfectionné à très haute résolution (AVHRR) del’agence américaine d’observation océanique et atmosphérique(NOAA) ainsi que des données hyperfréquences passives des capteurs SSM/I de l’administration nationale de l'espace et de l'aéronautique(NASA). À partir de 1996, les données de RSO à haute résolution obtenues dans le cadre des missions des satellites RADARSAT de l’ASC sont rapidement devenues la principale source d’images satellites utilisées pour la préparation des cartes des glaces. Ces normales climatiques sont les premières sur 30 ans du SCG à être produit principalement au moyen de cartes fondées sur des données de RSO (supérieur ou égal à 80 %).

Depuis 1996, les images de RSO, dont la résolution est habituellement de 50 m à 100 m, proviennent principalement du satellite RADARSAT-1 (de 1996 à 2013), du satellite RADARSAT-2 (de 2008 à 2020) et des satellites de la mission Constellation RADARSAT (de 2020 à aujourd’hui) de l’ASC. Au fil des ans, diverses sources d’images optiques et hyperfréquences passives ainsi que d’images de RSO supplémentaires se sont ajoutées à ces données. Les principales sources d’images de RSO supplémentaires sont les satellites ERS-1 et ERS-2 (de 1991 à 2010), Envisat (de 2002 à 2012) et Sentinel-1A et 1B (de 2015 à aujourd’hui) de l’Agence spatiale européenne (ASE). Les principales sources d’images optiques utilisées par le SCG (visibles, infrarouge proche et infrarouge), dont la résolution est habituellement de 250 m à 1 km, proviennent des capteurs AVHRR de la NOAA (de 1981 à aujourd’hui), MODIS de la NASA (de 2000 à aujourd’hui), VIIRS de la NOAA (de 2012 à aujourd’hui) et, plus récemment, GOES-16 de la NASA (de 2017 à aujourd’hui). L’imagerie hyperfréquence passive est seulement utilisée lorsque les autres types d’imagerie ne sont pas disponibles. Elle offre une résolution allant de 12,5 km à 25 km et les données proviennent des capteurs SSM/I et SSMIS (de 1987 à aujourd’hui) et AMSR-E (de 2002 à 2011) de la NASA ainsi que du capteur AMSR2 de l’agence japonaise d'exploration spatiale (JAXA) (de 2012 à aujourd’hui).

Le principal avantage des données de RSO est qu’elles ne dépendent pas de l’exposition à la lumière du soleil ni de la couverture nuageuse. Lorsque le temps est froid, l’imagerie de RSO permet également de distinguer très nettement la glace saisonnière de la glace de plusieurs années : cette dernière présente une teinte plus claire en raison d’une concentration beaucoup plus importante de bulles d’air, d’une salinité moindre et d’une surface généralement plus inégale. À eux seuls, ces deux facteurs permettent d’éliminer une grande part d’incertitude lors de la production des cartes des glaces du SCG.

L’imagerie de RSO comporte également certains désavantages; lorsque cela pose problème, l’imagerie optique et parfois l’imagerie hyperfréquence passive peuvent fournir de précieux renseignements pour la production de cartes des glaces. Comparativement à l’imagerie optique, l’imagerie de RSO présente une largeur d’échantillon bien moindre (des centaines de kilomètres plutôt que des milliers de kilomètres) et un intervalle de survol beaucoup plus long (intervalle de plusieurs jours plutôt que fréquence de plusieurs fois par jour). Dans le cadre de la cartographie des glaces, il est difficile de distinguer la glace très lisse des zones d’eau libre calme sur les images de RSO. L’imagerie optique permet de distinguer très clairement la glace de l’eau; elle est donc utile pour détecter et surveiller les polynies d’eau libre ainsi que les chenaux de séparation dans le pack. Au cours des mois d’été dans l’Arctique, lorsqu’il y a présence de neige mouillée et que les eaux de fonte inondent la surface des floes de glace, l’imagerie de RSO subit une perte de définition entre la glace de première année et la vieille glace, et parfois même entre les zones d’eau libre et les floes de glace en tant que tels. Dans ce cas également, l’imagerie optique subit une perte de détails moindre et offre un complément utile aux données de RSO.

1.2 Préparation des cartes : méthodologie et assurance de la qualité

1.2.1 Méthodologie

En 1996, la production des cartes régionales au SCG est passée à un flux de travail entièrement numérique avec le lancement du Système intégré du Service canadien des glaces (ISIS). Celui-ci a été conçu au moyen de la plateforme du système Erdas Imagine de Leica Geosystems ainsi que du système ArcGIS ArcInfo d’ESRI, qui était toujours en usage en août 2021. Avant 1989, le personnel du SCG dessinait les cartes régionales à la main, sur papier. De 1989 à 1995, les données sources s’affichaient au format numérique, selon une projection et une échelle courantes, dans le Système d’analyse et d’intégration de renseignements sur les glaces (SAIRG). Même si la production numérique de cartes était possible à cette époque, le système était lent et était principalement utilisé comme un outil servant à afficher les données. À des fins climatologiques, toutes les cartes tracées à la main ont été numérisées et ajoutées à l’archive numérique à la fin des années 1990^{Note de bas de page 1} . Il est à noter que l’échelle des cartes régionales des glaces papier originales était de 1:4 000 000. La quantité de détails et l’exactitude des analyses actuelles produites par le SIG sont comparables à celles des cartes originales. Les normales climatiques de 1991 à 2020 sont les premières normales sur 30 ans du SCG qui sont fondé principalement sur des cartes des glaces produites de manière numérique (supérieur ou égal à 80 %), ce qui réduit considérablement les erreurs associées à la numérisation de cartes papier et aux données sources qui ne s’affichent pas selon une échelle ou une projection courante pour la production de cartes.

En ce qui concerne les cartes produites à partir de 1996, les images satellitaires et les cartes des glaces quotidiennes sont importées dans le logiciel de SIG (ISIS) et analysées en fonction du code de l’œuf normalisé de l’Organisation météorologique mondiale (OMM), qui contient des renseignements sur la concentration de la glace, le type de glace et la taille des floes. Afin de déterminer le type de glace (une indication de l’âge et de l’épaisseur de la glace) sur l’imagerie satellitaire, divers indicateurs sont utilisés, comme la clarté, la configuration des fractures et la forme des floes de glace. L’expérience de l’analyste joue un rôle important dans la production des cartes; celui-ci tient compte de facteurs météorologiques et océanographiques comme la température de l’air, les vents, la température de l’eau, la salinité, les courants, les vagues et les marées, de même que la climatologie, afin de compléter les renseignements obtenus grâce à l’imagerie satellitaire et aux cartes des glaces quotidiennes. De plus, il intègre les données de terrain fournies par les spécialistes du service des glaces à bord de navires et d’aéronefs de la GCC lorsque celles-ci sont disponibles. Une différence notable entre les cartes régionales des glaces des Grands Lacs, de la côte Est et de l’Arctique réside dans l’importance des cartes des glaces quotidiennes dans le cadre de leur production. Les cartes régionales des Grands Lacs et de la côte Est sont produites en majeure partie au moyen des cartes des glaces quotidiennes, tandis que les cartes régionales de l’Arctique sont principalement générées au moyen des images satellitaires, les cartes des glaces quotidiennes servant alors de guide.

1.2.2. Assurance de la qualité

Le processus d’assurance de la qualité suivi dans le cadre de la préparation des cartes régionales des glaces comporte à la fois des étapes automatisées et des étapes manuelles. Les vérifications automatisées sont effectuées au moyen de scripts du SIG visant à repérer : a) les erreurs lors de la programmation des concentrations partielles et de la taille des floes; et b) les incohérences entre les zones de régions adjacentes qui se chevauchent entre les cartes (Figure 1.1). Les vérifications manuelles effectuées pendant la production visent à confirmer que l’analyse est cohérente selon : a) le climat habituel pour la région et la période de l’année en question; et b) l’épaisseur attendue de la glace selon les degrés-jours de gel (DJG) cumulatifs pendant la période d’englacement et la saison hivernale. Après la production, le chef d’équipe ou une autre personne responsable des opérations inspecte manuellement chacune des cartes des glaces afin d’y repérer toute erreur ou incohérence avant la distribution, l’archivage et la publication en ligne de la carte. Les erreurs dans les cartes qui sont repérées à l’interne, au sein des opérations du SCG, après l’émission d’une carte, sont corrigées, puis une carte portant la mention « modifiée » ou « corrigée » est diffusée, archivée et publiée le plus rapidement possible.

1.3 Archive de cartes régionales : contrôle de la qualité et homogénéisation

1.3.1 Dates de la carte : dates d’origine de la carte et « dates historiques »

1.3.1.1 Dates d’origine

Les cartes régionales des glaces sont actuellement produites chaque semaine tout au long de la saison des glaces hivernale pour les Grands Lacs.

Même si la date précisée sur les cartes est le lundi de chaque semaine, elles représentent les conditions glacielles approximatives pour la période de sept jours centrée sur cette journée et sont finalisées et émises le mercredi de cette semaine. L’imagerie satellitaire jusqu’à 2 à 3 jours avant ou après le lundi peut être consultée lors la production d’une carte régionale, mais les images de 2 à 3 jours avant et jusqu’à un jour après le lundi sont préférées. 

1.3.1.2 Dates historiques

Puisque le lundi d’une semaine donnée n’est pas le même jour chaque année, on assigne une « date historique » aux cartes de la base de données pour assurer une cohérence d’une année à l’autre. Les dates historiques (DH), une par semaine, sont tous les sept jours à compter du 1^er janvier.  La date attribuée à la carte est la date historique la plus près.

Il y a deux exceptions à cette progression de sept jours des DH:

1. la période de huit jours entre le 26 février et le 5 mars lors des années bissextiles
2. la période de huit jours entre le 26 novembre et le 4 décembre, qui permet de refléter le fait que les années comptent 365 jours, et non 364.

La semaine du 26 novembre a été retenue pour compter 8 jours puisqu’elle est une semaine après la saison de navigation dans les eaux du nord, mais avant que la formation de glace dans les eaux du sud n’affecte la navigation.

1.3.2 Cartes manquantes

L’Organisation météorologique mondiale (OMM) recommande que :

• les normales climatiques soient calculées quand les données sont disponibles pour au moins 80 pour cent des années dans une période de moyennage de 30 ans
• lorsque des données sont manquantes, elles ne devraient pas l’être pour plus de trois années consécutives (OMM, 2011 : Guide des pratiques climatologiques [WMO-No.100], Genève).

Les cartes régionales hebdomadaires des glaces du SCG sont parfois manquantes dans les archives si:

1. une carte au format papier de l’époque des cartes tracées à la main n’a pas été numérisée
2. les données d’une carte n’ont pas été envoyées pour archivage
3. elle n’a pas été produite.

Pour l’actuelle période de 30 ans, toutes les cartes manquantes liées aux deux premiers cas de figure ont été retrouvées et renumérisées et réintégrées à la base de données. Les cartes manquantes liées au troisième cas ont été remplacées par des cartes analogues plutôt que par interpolation, comme expliqué ci-dessous. 

Souvent, quand une carte est manquante pour une DH parce qu’elle n’a pas été produite, c’est au début ou à la fin de la saison des glaces, car la production des cartes pour l’hiver a commencé après que la formation des glaces ait déjà commencé ou a cessé avant que toute la glace n’ait fondu. C’était plus courant avant l’arrivée de l’imagerie satellitaire de RSO haute résolution; les statistiques principalement touchées sont celles pour certaines baies des Grands Lacs et des régions côtières du Labrador. Lorsque des cartes sont manquantes au début ou à la fin d’une saison des glaces, il n’est pas possible d’interpoler les données à partir des semaines adjacentes. À la place, des remplacements analogues sont choisis en examinant le début et la fin de la saison des glaces en question, et toute carte manquante est remplacée par une carte d’une année présentant des schémas analogues pour la formation et la fonte des glaces.

1.3.3 Codage de la carte et Erreurs de polygones

Parfois, malgré les étapes d’assurance de la qualité de la production des cartes régionales des glaces, des erreurs se glissent dans le codage des glaces (p. ex., de la glace de lac très épaisse « 1. » pourrait être accidentellement codée comme de la nouvelle glace de lac « 1 »).  De plus, lors de la numérisation des cartes papier datant d’avant 1996-1997, des erreurs ont été commises dans la transcription des codes des glaces ainsi que dans l’interprétation des limites des polygones.   

Dès la production des normales de 1973 à 2002, des efforts continus ont été déployés au fil des ans pour inspecter et corriger manuellement autant de cartes archivées que possible. D’autres erreurs relevées par des scripts automatisés (p. ex., lorsque des codes de glace de mer ont été utilisés par erreur au lieu des codes de glace de lac) ont été corrigées lors de la production des normales de 1991 à 2020. Bien que la majorité des erreurs de ce type dans l’archive numérique des cartes régionales des glaces sont maintenant corrigées, il pourrait en rester quelques-unes.

1.3.4 Homogénéité temporelle

En plus des changements dans les sources de données et dans la technologie de préparation des cartes au fil des ans (p. ex., passage de l’imagerie optique à l’imagerie satellitaire de RSO, passage de cartes dessinées à la main à des cartes produites à l’aide d’un SIG), il y a aussi eu quelques changements dans les pratiques d’analyse des glaces. Par exemple, en 1982, le code utilisé pour décrire la glace dans chaque polygone est passé d’un code de « ratio » à un code « d’œuf » (pour une description du code de l’œuf, consultez le chapitre 3 du Manuel des normes d’observation des glaces (MANICE). Au même moment environ, le codage de la glace de mer de première année est passé d’une seule catégorie à trois sous-catégories (mince, moyenne et épaisse).

Les changements dans les pratiques d’analyse des glaces qui ont une incidence sur la période des normales actuelle sont décrits ci-dessous, de même que les mesures prises pour corriger les discontinuités dans les données de carte afin de réduire leur incidence sur les produits des normales.

• 1996-1998 : Avec l’adoption des logiciels de SIG, la pratique voulant que plusieurs œufs de glace soient acceptés dans un même grand polygone a été modifiée pour n’accepter qu’un seul œuf de glace par polygone. Afin de compenser cette ancienne pratique, les polygones renfermant de multiples codes de glace ont été divisés en polygones distincts lors de la numérisation des cartes tracées à la main.
• 2004-2005 : Les polygones contenant une banquise côtière peuvent être encodés soit par un œuf de glace, soit par un symbole ponctuel. Avant 2005, les symboles ponctuels pour les banquises côtières étaient génériques, indiquant uniquement que la glace avait une concentration de 10/10 et était en banquise. Depuis 2005, toutefois, les symboles ponctuels pour les banquises côtières se sont vus apposer le stade de formation (SOD) du principal type de glace. Comme ce changement de pratique arrive au milieu de la période de données de 30 ans des normales des glaces de 1991 à 2020, des mesures ont été prises pour compenser cette discontinuité. Des SOD ont été attribués aux valeurs de points génériques des banquises côtières d’avant 2005 selon les degrés-jours de gel accumulés et la climatologie disponible des observations de l’épaisseur de la glace à partir de la rive. La méthodologie correspond à ce qui a été fait pour des normales climatiques de 1981 à 2010. Veuillez noter que, même si cette méthode s’est avérée juste où la glace saisonnière est le principal type de glace de la banquise côtière, elle peut occasionnellement produire des erreurs dans les fiords du nord éloigné de l’île d’Ellesmere, où la banquise est principalement composée de glace de plusieurs années (c.-à-d. aux endroits où elle persiste dans les fiords d’une année à l’autre). Pour cette raison (et d’autres encore – voir la puce Est de l’Arctique à la section 1.3.5 ci-dessous), les zones de l’Extrême-Arctique ont été exclues de normales climatiques.
• 2014-2015 : Avant 2014-2015, les banquises côtières étaient presque toujours considérées comme ayant une concentration de 10/10 (c.-à-d. qu’elles étaient « consolidées »). De la même façon, on a presque toujours supposé que les banquises mobiles, à l’exception des floes vastes ou géants, contenaient des fractures et avaient ainsi une concentration de moins de 10/10. Des améliorations dans la résolution de l’imagerie satellitaire (tant optique que par RSO) nous permettent désormais de plus souvent faire une distinction entre la banquise côtière et la glace consolidée. Ainsi, la banquise côtière est maintenant souvent observée comme « fracturée » lors de la saison de la fonte, et la glace mobile est parfois observée comme « consolidée » en hiver, lorsque la glace mobile a été temporairement compressée en un pack solide. Ce récent changement de pratiques influe sur l’interprétation des produits de concentration médiane de la glace de ces normales.  Auparavant, les zones dont la concentration médiane était de 10/10 servaient d’indicateur pour l’étendue de la banquise côtière au cours de l’année, ce qui est d’un grand intérêt pour la planification communautaire et la planification de la navigation commerciale. La nouvelle pratique fait en sorte que les renseignements climatologiques sur l’étendue de la banquise côtière ne sont plus implicites dans les cartes de la concentration médiane de la glace. Afin de corriger cette discontinuité et d’assurer la cohérence avec les normales précédentes, on a attribué une concentration de 10/10 à toutes les banquises côtières et de moins de 10/10 à toutes les banquises mobiles avant de calculer la concentration médiane. Ces changements dans la concentration de la banquise côtière et mobile ne sont pas des corrections des cartes et paraissent seulement dans les produits des normales. Presque toutes les modifications ont été apportées à des cartes datant d’après 2013 (moins de 25 % des cartes). Pour éviter que ce problème se reproduise à l’avenir, de nouveaux produits de carte propres à la « banquise côtière » non fondés sur les concentrations médianes (« Fréquence de la présence de banquise côtière » et « Dates d’englacement et de déglacement de la banquise côtière ») ont été créés pour les normales.

1.3.5 Homogénéité spatiale

En plus des changements liés à la technologie et à l’analyse décrits ci-dessus, les côtes figurant sur les cartes des glaces du SCG ont également changé au fil des ans pour les raisons suivantes :

1. un changement des données de référence de NAD27 à WGS84
2. une amélioration des détails géographiques dans certaines zones côtières.

Puisque ces variations côtières sont petites en comparaison à l’échelle de l’analyse dans les cartes régionales, pour compenser les changements spatiotemporels dans les étendues et les détails de la côte lors de la production des cartes des normales, une « côte des normales climatiques » unissant toutes les étendues de la côte au fil du temps a été utilisée. Cette décision pourrait changer les normales climatiques dans les baies et les inlets de très petite taille, mais en raison de l’échelle des cartes des normales, ces problèmes mineurs et à petite échelle ont été jugés insignifiants et acceptables.

Bien que les étendues des cartes des glaces du SCG ont changé pour les régions de la côte Est et de l’Arctique au fil des ans, la région des Grands Lacs n’a pas subi un tel changement (voir la Figure 1.1).

2. Description des statistiques des normales climatique fondées sur les cartes des glaces du SCG

Toutes les statistiques paraissant dans les normales sont décrites ci-dessous. Les définitions mathématiques des différentes statistiques sont présentées à l’Annexe 1 (à venir), et leurs illustrations en termes d’œufs de glace figurent à l’Annexe 2 (à venir).

2.1 Statistiques par date historique

Comme dans les précédents normales du SCG, deux principales statistiques ont été retenues pour décrire les conditions glacielles climatologiques sur 30 ans dans les eaux canadiennes : les médianes et les fréquences. Ces statistiques sont calculées pour divers éléments des cartes des glaces pour chaque semaine (ou date historique) d’une saison ou année glacielle d’une région donnée. Pour bien comprendre les conditions glacielles climatologiques d’un endroit précis à un certain moment de l’année, les produits des normales climatiques pour la médiane et la fréquence devraient être utilisés ensemble.

Conditions glacielles typiques

• Pour des renseignements sur les « conditions glacielles normales ou moyennes », consultez les produits « Médiane de la concentration de glace » et » Médiane du type de glace prédominant** » ensemble
• Pour des renseignements sur les « conditions normales ou moyennes de la vieille glace » (comprend la glace de plusieurs années et la glace de deuxième année), consultez le produit « Médiane de la concentration de vieille glace »
• Pour des renseignements sur « l’étendue normale ou moyenne de la banquise côtière », y compris les principaux emplacements des arches de glace, consultez le produit « Médiane de la concentration de glace », où une concentration de glace de 10/10 est un indicateur de banquise côtière.

Gamme de conditions glacielles

Pour des renseignements sur la gamme des possibles conditions glacielles, consultez les produits sur la fréquence de la présence.

• Pour des renseignements sur la « gamme des étendues des glaces » (concentration glacielle supérieure à 1/10), y compris l’étendue maximale et minimale de la glace, consultez le produit « Fréquence de la présence de glace de mer ».
• Pour des renseignements sur les « conditions glacielles attendues en tenant uniquement compte des années où il y a de la glace », consultez les produits « Fréquence de la présence de glace de mer », « Médiane de la concentration de glace », en présence de glace et « Type de glace prédominant », en présence de glace tous ensemble.
• Pour des renseignements sur la « gamme des étendues de vieille glace », consultez les produits « Fréquence de la présence de vieille glace »(concentration de vieille glace supérieure à 1/10) et « Fréquence de la présence de vieille glace de concentration de 4/10 à 10/10 ».
• Pour des renseignements sur la « gamme des étendues de banquise côtière », consultez le produit « Fréquence de la présence de banquise côtière ».

Moment typique de déglacement et d’englacement

• Pour des renseignements sur le « moment typique du déglacement printanier et de l’englacement automnal », quand la concentration glacielle descend sous 1/10 ou dépasse 1/10, consultez les produits « Date de la première glace » et « Date de la dernière glace »
• Pour des renseignements sur le « moment typique du déglacement printanier » et de « l’englacement automnal », quand la concentration glacielle descend sous 4/10 ou dépasse 4/10, consultez les produits « Date du déglacement » et « Date d’englacement ».

2.1.1 Médianes

Les médianes sont utilisées plutôt que les moyennes en raison des changements quotidiens souvent soudains observés dans les concentrations de glace de mer (p. ex., lors de la fracture et du déglacement des zones de banquise côtière pendant la saison de fonte, ou lorsque des événements de compression de la glace attribuables aux vents sont suivis de dispersions soudaines de la glace lorsqu’une système météorologique traverse la région et que les vents changent de direction). 

À des fins d'illustration, considérons un échantillon de cinq semaines de concentrations de glace dans une zone donnée pendant la période de déglacement avec les valeurs suivantes : 10/10, 10/10, 10/10, 0/10, 0/10.  La concentration moyenne de glace pour cette période est de (10 + 10 + 10 + 0 + 0)/5 = 6/10. Toutefois, les concentrations de glace en banquise lâche (4/10-6/10) n’ont jamais été réellement observées pendant cette période. Bien que la glace ait pu brièvement connaître des concentrations de banquise lâche pendant sa fracture et sa dispersion soudaines, en tant que normale climatologique, ce n’est pas une mesure utile. En revanche, la concentration médiane de glace pour cette période (déterminée en classant les concentrations de la plus faible à la plus forte et en choisissant la valeur centrale) est de 10/10, une situation « normale » réaliste. La médiane est donc considérée comme une représentation ou une mesure plus appropriée des véritables conditions glacielles « normales » sur la période de 30 ans des normales. Veuillez noter que pour les ensembles de valeurs pairs, comme c’est le cas pour les périodes de 30 ans, le SCG utilise la valeur la plus élevée, et non la moyenne, des deux valeurs centrales lors du calcul des médianes. Cela permet d’éviter les valeurs fractionnaires et de privilégier les conditions de glace plus épaisse à des fins de sécurité maritime.

2.1.1.1 Médiane de la concentration de glace

Ces produits représentent la médiane sur 30 ans de la concentration « totale de glace » à n’importe quel endroit sur la carte pour chaque semaine de la saison ou de l’année glacielle. Dans ces normales climatiques, les zones de concentration médiane de la glace de 10/10 peuvent être utilisées comme des indicateurs de l’étendue de la banquise côtière à n’importe quelle date historique donnée au cours de la période de 30 ans (voir la section 1.3.4 pour les mises en garde). Cet indicateur devrait être utilisé conjointement avec les nouveaux produits de fréquence de présence de la banquise côtière (décrits dans la section 2.1.2.3 ci-dessous) pour obtenir un portrait global plus précis des conditions normales de banquise côtière pour certaines semaines de l’année.

2.1.1.2 Médiane du type de glace prédominant

Ces produits décrivent le type de glace prédominant qui est normalement observé à n’importe quel endroit sur la carte pour une semaine donnée de la saison ou de l’année glacielle. L'eau libre est considérée comme un type de glace dans le calcul du type de glace prédominant médian.  Il s'agit d'un nouveau produit pour les normales climatiques 1991 à 2020.

« Prédominant » est défini comme le type de glace ayant la plus grande concentration partielle, sauf dans le cas où:

• Les concentrations partielles de glace sont équivalentes.
  Si trois types de glace sont signalés et qu’ils ont tous des concentrations partielles égales, on considère alors que le type de glace le plus épais est le type de glace prédominant (pour des raisons de sécurité maritime). Si seulement deux types de glace sont signalés et qu’ils ont des concentrations équivalentes, alors encore une fois le type de glace le plus épais est considéré comme étant le type de glace prédominant. De même, si plus de deux types de glace sont signalés et que les deux types de glace les plus épais ont des concentrations égales, on considère alors que le plus épais des deux est le type de glace prédominant.

Une fois que le type de glace prédominant à un endroit donné a été déterminé pour chaque année pour une date historique donnée, la « médiane du type de glace prédominant» est ensuite calculée en classant les types de glace prédominants du plus mince au plus épais et en sélectionnant leur valeur centrale (voir Annexes 1 et 2).

2.1.1.3 Médiane de la concentration de glace, en présence de glace

Ces produits représentent la médiane de la concentration totale de glace, mais à tout point donné sur la carte, n’utilisent que les années où la glace était présente avec une concentration ≥ 1/10 dans les calculs de la médiane. Si, au cours de l’une des années, il n’y avait que des traces ou pas de glace à un certain endroit pendant la semaine (ou la date historique) en question, la concentration de < 1/10 de cette année-là est omise dans le calcul de la médiane pour l’endroit et la semaine en question. Si, au cours de chacune des années, aucune glace présentant une concentration ≥ 1/10 n’a jamais été présente à l’endroit et durant la semaine en question, une valeur médiane de 0/10 est attribuée pour cet endroit.

Interprétation: La façon la plus appropriée d’interpréter ces cartes est de les visualiser en combinaison avec les cartes de fréquence de présence de la glace de mer sur 30 ans. À des fins d’illustration, supposons que pour une date historique donnée, un point particulier présente une fréquence de présence de la glace de mer comprise entre 34 % et 50 % et une médiane de la concentration de glace, en présence de glace, de 9/10 à 9+/10. Cela signifie que, pour cette date historique, cet endroit a une probabilité de 34 % à 50 % de connaître de la glace de mer et que, lorsque de la glace est présente, elle a « normalement » une concentration de 9/10 à 9+/10.

Important: Contrairement aux produits « Médiane de la concentration de glace », les zones de concentration médiane de la glace de 10/10 dans les produits « Médiane de la concentration de glace, en présence de glace » ne servent pas d’indicateur fiable pour les étendues de banquise côtière, particulièrement dans les environs des marges de banquise côtière pendant la période de déglacement du printemps or de l’été. En raison de la nature du calcul, à ces moments et à ces endroits, les zones de concentration médiane de la glace « en présence de glace » de 10/10 sont susceptibles d’apparaître discontinues et fracturées, ce qui n’est pas une situation « normale » réaliste. 

2.1.1.4 Médiane du type de glace prédominant, en présence de glace

Ces produits décrivent le type de glace prédominant qui est normalement observé lorsque de la glace est présente à n’importe quel endroit sur la carte pour une semaine donnée de la saison ou de l’année glacielle.

« Prédominant » est défini dans le section 2.1.1.2.

Une fois que le type de glace prédominant à un endroit donné a été déterminé pour chaque année pour une date historique donnée, la « médiane du type de glace prédominant, en présence de glace » est ensuite calculée en classant les types de glace prédominants du plus mince au plus épais et en sélectionnant leur valeur centrale (voir Annexes 1 et 2).

Interprétation : Comme pour les produits cartographiques des normales « Médiane de la concentration de glace, en présence de glace », la façon la plus appropriée d’interpréter ces cartes est de les visualiser en combinaison avec les cartes de fréquence de présence de la glace de mer. Par exemple, si, à un endroit donné, la fréquence de présence de la glace de mer sur 30 ans est de l’ordre de 34 % à 50 % et que la médiane du type de glace prédominant, en présence de glace, est de la glace mince de première année, alors, à cet endroit, il y a 34 % à 50 % de probabilité de rencontrer de la glace de mer et, en présence de glace, elle consiste « normalement » en de la glace mince de première année.

2.1.2 Fréquences

Les fréquences (exprimées en pourcentages) sont déterminées en additionnant le nombre d’observations d’une occurrence ou d’un événement (p. ex., la présence de glace de mer pendant une semaine précise de l’année) au cours de la période des normales de 1991 à 2020, puis en divisant par trente, le nombre total d’années de la période (voir Annexes 1 et 2).

Ces produits peuvent être interprétés comme la probabilité que la glace de mer, ou la glace de mer d’une concentration et d'un type précis, soient présentes à un endroit donné à une date historique donnée, en fonction de la normale pour la période de 1991 à 2020. Les cartes peuvent également être utilisées comme indicateurs de l’étendue maximale et minimale de la glace. La ligne de 0 % sur les cartes représente l’étendue maximale de la glace, au-delà de laquelle aucune glace du type et de la concentration spécifiés n’a été signalée au cours de la période de 30 ans pour cette date historique. La ligne de 100 % représente l’étendue minimale de la glace, à l’intérieur de laquelle il y a toujours eu de la glace de ce type et de cette concentration signalés pendant la période de 30 ans pour cette date historique. Entre ces deux lignes, les zones dont les fréquences sont comprises entre 1 et 33 % représentent une étendue supérieure à la normale. Les zones dont les fréquences sont comprises entre 34 % et 66 % représentent une étendue près de la normale. Les zones, dont les fréquences, sont comprises entre 67 % et 99 % représentent une étendue inférieure à la normale et peuvent également être interprétées comme des régions où le type et la concentration de glace spécifiés sont constamment présents, même pendant les années où l’étendue de glace est inférieure à la normale.

2.1.2.1 Fréquence de la présence de glace de mer (%)

Ces produits décrivent la probabilité d’observer des concentrations totales de glace supérieures ou égales à 1/10 à tout endroit et à toute date historique au cours de la période de 30 ans. Par exemple, si, à un point particulier sur la carte pour une date historique donnée, la fréquence de présence de la glace de mer sur 30 ans se situe dans la catégorie des 34 % à 50 %, alors pour cette semaine de l’année et à cet endroit, il y a de 34 % à 50 % de probabilité d’observer de la glace de mer avec une concentration supérieur ou égal à 1/10. De plus, pour cette date historique, toute glace observée à cet endroit se situe près de la limite normale de la glace avec des concentrations totales supérieur ou égal à 1/10. 

2.1.2.2 Fréquence de la présence de banquise côtière

Ces produits sur 30 ans sont un nouvel ajout au normales climatiques de 1991 à 2020. Ils décrivent la probabilité (sur une base hebdomadaire) que la glace soit de type « banquise côtière » à tout moment pendant la saison ou l’année glacielle. Par exemple, si, à un point particulier d’une date historique donnée, la fréquence sur 30 ans de la présence de banquise côtière est de l’ordre de 67 % à 84 %, alors, à cette période de l’année et à cet endroit, il y a de 67 % à 84 % de probabilité d’observer de la glace de type « banquise côtière ». De plus, pour cette date historique, toute glace observée à cet endroit se situe bien en dessous de la limite normale de la banquise côtière sur 30 ans.

2.2 Dates d’englacement et de déglacement

2.2.1 Dates d’englacement et de déglacement – Toute glace

Les cartes « Date de la première glace »  , « Date de la dernière glace », « Dates d’englacement » et « Dates de déglacement » (dérivées de la médiane des produits de concentration de glace) résument l’évolution de l’étendue de la glace toutes les deux semaines pendant les périodes d’englacement et de déglacement. 

Pour créer ces produits sommaires, on consulte la médiane de la concentration de glace pour une date historique sur deux dans la période d’englacement qui s’étend du 11 décembre au 26 février et dans la période de déglacement qui s’étend du 5 mars au 30 avril. À l’extérieur de la banquise arctique permanente, la date de la première glace et la date d’englacement à tout endroit est définie comme la première occurrence d’une médiane de la concentration de glace de 1/10 ou plus et de 4/10 ou plus dans l’ensemble des dates d’englacement ci-dessus. La date de la dernière glace à tout endroit est définie comme la dernière occurrence d’une médiane de la concentration de glace de 1/10 ou plus dans l’ensemble des dates de déglacement ci-dessus. De même, la date de déglacement à tout endroit est définie comme la première occurrence d’une médiane de la concentration de glace inférieure à 4/10 dans l’ensemble des dates de déglacement ci-dessus. 

Veuillez noter que pour les Grands Lacs, certaines années, la nouvelle glace peut commencer à se former à la fin novembre (avant le début de la période d’englacement considérée ci-dessus), et certaines années, la glace persistera dans la région de la baie Thunder du lac Supérieur jusqu’en mai (après la dernière date de déglacement définie ci-dessus). Toutefois, il s’agit d’années extrêmes qui ne sont pas prises en compte lorsque les concentrations médianes sont calculées.

2.2.2 Dates d’englacement et de déglacement – Banquise côtière

Les cartes « Dates d’englacement de la banquise côtière » et « Dates de déglacement de la banquise côtière » résument les changements dans l’étendue de la banquise côtière aux deux semaines pendant les saisons d’englacement et de déglacement. Contrairement aux dates d’englacement/de déglacement calculées pour l’ensemble de la glace, ce calcul est basé sur la fréquence de la présence de la banquise côtière et non sur la concentration médiane de la glace (car les concentrations médianes de la glace de 10/10 ne sont qu’un indicateur de l’étendue de la banquise côtière – voir la section 2.1.1.1). Les dates d’englacement de la banquise côtière sont définies comme la première semaine où la fréquence de la banquise côtière à un endroit donné est ≥ 50 %, tandis que les dates de déglacement sont définies comme la première semaine où la fréquence de la banquise côtière est < 50 %.

3. Régimes régionaux des glaces et influences

3.1 Notes régionales

Informations régionales sur les glaces – grands lacs (PDF)

Facteurs influençant l’étendue et l’épaisseur de la glace des Grands Lacs

Températures de l’air

La glace se forme et s’épaissit lorsque la température de l’air chute sous le point de congélation et que la température de l’eau baisse. Bien que les températures de l’air puissent fluctuer considérablement en raison des tempêtes hivernales, les lacs du nord sont plus susceptibles de connaître des températures constamment basses pendant les mois d’hiver. Ainsi, il est plus probable d’observer une glace épaisse dans les régions nordiques à la fin de la saison, et la dernière glace à fondre se trouve généralement dans les baies du nord du lac Supérieur et le chenal nord du lac Huron.

Profondeur de l’eau

Comme les eaux peu profondes refroidissent plus rapidement que les eaux profondes, la glace se forme d’abord dans les zones côtières; c’est habituellement là où la glace est la plus épaisse. Le lac Érié, très peu profond, est souvent complètement couvert de glace au milieu de l’hiver. Les parties centrales des lacs dont les bassins sont plus profonds restent souvent libres de glace.

Vents et tempêtes

Les vents et les tempêtes hivernales transitoires modifient la répartition et la forme de la glace. L’air chaud provenant du sud peut faire fondre les zones de glace minces. Les grosses vagues peuvent briser les zones de glace en petits floes. Lorsque les vents éloignent la glace de la rive, elle se disperse et des chenaux d’eau libre peuvent se former. Lorsque les vents poussent la glace contre la rive, elle devient compacte et peut s’empiler en crêtes.

La saison de navigation médiane est définie comme la période où les concentrations médianes de glace sont ≥ 1/10.

Lac Supérieur

Saison de glace médiane : de fin novembre à mi-mai

Dernière présence de glace : début juin

Couverture glacielle maximale : mi-mars (37 %)

Variabilité de la couverture maximale :10 % à 98 %

Épaisseur de la glace : 45 à 85 cm (le long de la côte)

Épaisseur maximale : ~ 25 m (crêtes de pression)

Caractéristiques particulières de la glace :dans la baie Whitefish, l’eau peu profonde et la canalisation des vents du nord-ouest entraînent la formation de crêtes et une compression de la glace de lac en hiver. La glace a tendance à être plus épaisse que le reste de la glace mobile du lac Supérieur.

Lac Michigan et baie Green

Saison de glace médiane : de début décembre à mi-avril

Dernière présence de glace : début mai

Couverture glacielle maximale : mi-février (20 %) [baie Green 100 %]

Variabilité de la couverture maximale :12 % à 88 %

Épaisseur de la glace : 45 à 75 cm (ports et baies côtiers)

Épaisseur maximale : 25 à 35 m (crêtes dans le détroit de Mackinac)

Caractéristiques particulières de la glace :en raison des vents dominants d’ouest, le détroit de Mackinac devient souvent un point de congestion pour la glace de lac, la glace convergeant fréquemment pour former des crêtes, ce qui donne lieu à des glaces parmi les plus épaisses des Grands Lacs.

Lac Huron et baie Georgienne

Saison des glaces médiane : de début décembre à fin avril

Dernière présence de glace : mi-mai

Couverture glacielle maximale : mi-février (43 %) [baie Géorgienne : fin février 85 %]

Variabilité de la couverture maximale :25 % à 98 %

Épaisseur de la glace : 45 à 75 cm (le long de la côte)

Épaisseur maximale : jusqu’à 18 m (crêtes de pression)

Caractéristiques particulières de la glace :la glace de lac dans la rivière Ste-Marie et le chenal Nord devient une banquise côtière en hiver. La débâcle de la glace dans ces zones au printemps est influencée par les opérations de déglaçage, qui accélèrent le processus de fonte et de débâcle.

Lac Érié et lac Sainte-Claire

Saison des glaces médiane : de mi-décembre à mi-avril

Dernière présence de glace : début mai

Couverture glacielle maximale : mi-février (85 %) [lac Sainte-Claire 100 %]

Variabilité de la couverture maximale :8 % à 100 %

Épaisseur de la glace : 25 à 45 cm (dans les baies côtières) 

Épaisseur maximale : jusqu’à 20 m (crêtes de pression)

Caractéristiques particulières de la glace :en raison du profil peu profond du lac, la température de l’eau peut changer assez rapidement. Ainsi, la glace de lac se forme et fond beaucoup plus rapidement que dans les autres Grands Lacs. La variation de la température atmosphérique au-dessus et au-dessous du point de congélation peut entraîner de grandes fluctuations dans la couverture glacielle sur le lac.

Lac Ontario

Saison des glaces médiane : de fin décembre à début avril

Dernière présence de glace : fin avril

Couverture glacielle maximale : mi-février (14 %)

Variabilité de la couverture maximale :≤ 10 % à 65 %

Épaisseur de la glace : 20 à 60 cm (dans les baies)

Épaisseur maximale : considérablement > 60 cm (crêtes de pression)

Caractéristiques particulières de la glace : ce lac a la couverture glacielle maximale la plus faible de tous les Grands Lacs en raison de sa profondeur et de ses hivers relativement chauds comparativement aux autres lacs.