Sources de données et méthodes

Méthode canadienne de l'indice Forêt-Météo (IFM)

Sources de données et méthodes pour les cartes quotidiennes

Les intrants faisant partie de la méthode IFM comprennent l'alitude ainsi que des données météorologiques provenant d'une diversité de sources. Un logiciel de systèmes d'information géographique (SIG) est utilisé pour interpoler les données météorologiques entre les stations afin de générer des cartes météorologiques quadrillées. Les composantes de la méthode IFM sont ensuite calculées pour chacune des cellules selon les équations de Van Wagner et Pickett (1985) afin de produire les cartes IFM.

Altitude  (consultez la carte d'altitude)

La grille d'altitude a été dérivée de la version hydrologique corrigée du GTOPO30, modèle altimétrique numérique (MAN) global de 30 secondes d'arc assemblé par la US Geological Survey (USGS), de 1 km X 1 km. Au Canada, les données du GTOPO30 ont été acquises de deux sources : Digital Chart of the World et Digital Terrain Elevation Data, toutes deux produites par la United States National Imagery and Mapping Agency (anciennement la Defense Mapping Agency).

Données météorologiques   consultez la carte des stations météorologiques)

Le Système canadien d'information sur les feux de végétation (SCIFV) utilise présentement des données météorologiques d'environ 2 500 stations au Canada et aux États-Unis. Environnement et Changement climatique Canada (ECCC) ou d'autres ministères fédéraux liés par contrat à ECCC exploitent environ 900 de ces stations. Le National Weather Service (NWS) des États-Unis exploite environ 600 stations, le reste étant exploité par les gouvernements provinciaux et territoriaux.

Le magasin de données en ligne géré par ECCC donne accès à de nombreuses observations réalisées par les stations exploitées par des agences fédérales. Vous pouvez également télécharger ici les observations des stations appartenant au programme de suivi de la sécheresse d'Alberta Agrigulture and Forestry. En général, les observations des emplacements aux États-Unis sont obtenues à partir des nœuds Unidata (programme universitaire de mise en commun des données). Les données des programmes provinciaux et territoriaux de gestion des feux de végétation sont obtenues de différentes manières.

Données de prévisions météorologiques

Les prévisions météorologiques utilisées par le Système canadien d'information sur les feux de végétation sont fournies par le Centre météorologique canadien qui relève d'Environnement et Changement climatique Canada. Ces données prennent la forme de prévisions ponctuelles pour 750 stations météorologiques ou points d'échantillonnage du Canada. Les éléments météorologiques sont générés à partir du modèle global environnemental multiéchelle (GEM) régional et des statistiques de sortie de modèle (MOS) établies à intervalles de trois heures sur des périodes de 48 heures. Les observations météorologiques à midi sont ensuite interpolées à partir de ces données, puis le risque d'incendie est calculé. Il est à noter que les prévisions ponctuelles sont des sorties de modèle directes ou des données ayant subi un posttraitement statistique, sans intervention aucune des bureaux régionaux de prévision.

Les prévisions météorologiques à long terme reposent sur le Système de prévision d’ensemble nord-américain (SPENA), au sein duquel des modèles canadiens et américains fournissent des prévisions répétées en fonction de différentes conditions initiales ou de différents paramètres physiques On recourt aux valeurs médianes de l’ensemble des 40 membres pour établir des prévisions concernant les températures, le taux d’humidité, la vitesse des vents et les précipitations à attendre pendant 24 heures, dans plus de 250 stations météorologiques, pour une période de 14 jours. Ces valeurs servent à produire des cartes de prévisions météorologiques à long terme et à prévoir les conditions météorologiques liées aux incendies de forêt. Compte tenu de la portée de ces prévisions, leur précision est limitée. Elles sont plus utiles lorsqu’il s’agit de déterminer les tendances des indices à long terme, tels que l’indice de l’humus (IH), l’indice de sécheresse (IS) et l’indice du combustible disponible (ICD).

La mise en route du calcul de l’IFM

Afin de déterminer les dates de démarrage du printemps ainsi que les valeurs de départ de l'indice du combustible, nous faisons usage des procédures décrites dans Lawson et Armitage (2008). Selon la couverture nivale rencontrée, il existe deux méthodes.

Méthode 1
Pour les stations qui enregistrent une couverture nivale significative durant l'hiver, le démarrage a lieu lorsque la station a été sans neige pendant trois journées consécutives. Une couverture nivale significative est présente lorsque l'épaisseur moyenne de la neige est de plus de 10 cm et que la couverture nivale est présente lors de 75 % des journées de janvier et de février. Les valeurs de démarrage sont les suivantes :

• l'Indice du combustible léger (ICL) est établi à 85 ;
• l'Indice de l’humus (IH) est établi à 6 ;
• l'Indice de sécheresse (IS) est établi à 15*.

Méthode 2
Pour les stations qui n'enregistrent pas une couverture nivale significative durant l'hiver, le démarrage a lieu lorsque la température quotidienne moyenne est de 6 °C ou plus durant trois journées consécutives. Les valeurs de démarrage sont les suivantes :

• l'ICL est établi à 85 ;
• l'IH est établi à 2 fois le nombre de jours depuis les dernières précipitations ;
• l'IS est établi à 5 fois le nombre de jours depuis les dernières précipitations*.

*Là où les données sur les précipitations hivernales sont disponibles, l'IS est établi selon une méthode de rechange plus rigoureuse, tirée de Turner et Armitage (2008), qui tient compte du fait que la saturation des couches profondes de combustibles pourrait ne pas avoir lieu durant l'hiver. Dans les secteurs où il y a peu de précipitations hivernales, la valeur de démarrage pour l'IS peut être beaucoup plus élevée que la valeur par défaut.

Traitement des données météorologiques quotidiennes

Les observations météorologiques reçues en format brut doivent être décodées avant d’être sauvegardées dans une base de données météorologiques. La Méthode de l’IFM exige la température observée, l’humidité relative et la vitesse du vent à midi, heure normale locale, ainsi que les précipitations sur 24 heures. De nombreuses autres observations, comme la profondeur de la neige au sol, la direction du vent, le point de rosée et la pression atmosphérique, sont aussi sauvegardées dans la base de données afin d’être utilisées aux fins d’interpolation. Ces paramètres sont utilisés pour les calculs liés au démarrage printanier et à la fermeture automnale, ainsi que pour ceux liés au rajustement de la température et de l’humidité en fonction de l’altitude.

La Méthode de l’IFM exige des enregistrements ininterrompus des données météorologiques quotidiennes. Si une station ne peut transmettre de données ou transmet des données incomplètes, les valeurs manquantes sont estimées à partir de celles des stations situées à proximité, par interpolation de la distance inversée pondérée (DIP). Pour ce qui est de la température et de l’humidité relative, la valeur interpolée de la DIP est corrigée pour l’altitude.

Dernièrement, les données de sortie quotidiennes de la méthode d’IFM sont calculées pour chacune des stations et sauvegardées dans la base de données.

Grilles météorologiques quotidiennes

Des cartes matricielles quotidiennes (grilles) de la température, de l'humidité relative, de la vitesse du vent et des précipitations sont créées en interpolant les valeurs entre les stations météorologiques en utilisant l’interpolation DIP. Des valeurs sont assignées pour chaque cellule de la grille en calculant la moyenne pondérée des valeurs des 12 stations les plus à proximité. Pour chacune des cellules, les valeurs de la station sont pondérées par l'inverse du carré de la distance de la cellule.

Les grilles météorologiques sont ensuite utilisées comme intrants dans les calculs des grilles de l'indice de forêt météo (IFM) et de la prévision du comportement des incendies (PCI).

Correction pour l'altitude

Les valeurs des grilles de température et d’humidité relative sont rajustées en fonction de l’altitude au moyen de la grille d’altitude (voir ci-dessus). Pour les températures, le rajustement repose sur le gradient adiabatique normal américain de -6,5 °C/km, ce qui signifie que pour chaque gain d’un kilomètre en altitude, on suppose une diminution de la température de 6,5 °C. Pour ce qui est de l’humidité relative, on suppose que le rapport de mélange (rapport de la valeur d’eau par rapport à l’air sec en poids) est constant en fonction de l’altitude. Le rapport de mélange est calculé pour chaque station et interpolé à chaque cellule de localisation sur la grille. On calcule ensuite l’humidité relative en fonction de chaque cellule au moyen d’une grille des températures rajustée en fonction de l’altitude.

Production des grilles quotidiennes

Les grilles d'indices de combustible (ICL, IH, IS) sont bâties en faisant à la fois usage de l'interpolation et du calcul. En raison du fait que les calculs des indices de combustible requièrent les valeurs de la journée précédente comme intrants, les valeurs pour les secteurs où de nouvelles stations voient le jour sont interpolées plutôt que calculées. Dans les secteurs où les valeurs de la journée précédente sont disponibles, les indices de combustible sont calculés pour chaque cellule en utilisant comme intrants les grilles de la journée précédente conjointement avec les grilles météorologiques de la journée en présence. Dans les cartes de sortie, les secteurs non calculables se voient assigner une valeur nulle comme dans le cas des secteurs au-delà de la limite des arbres.

On calcule les indices du comportement des incendies de la Méthode de l’IFM (à ne pas confondre avec les résultats de la méthode de prévision du comportement des incendies de forêt) à partir des indices de combustible. Ces calculs sont réalisés pour chacune des cellules afin de produire des grilles IPI, ICD, IFM. Enfin, la grille de l’indice journalier de sévérité (IJS) est calculée à partir de la grille de l’IFM.

Références

Lawson, B.D.; Armitage, O.B. 2008. Weather Guide for the Canadian Forest Fire Danger Rating System. Ressources naturelles Canada, Service canadien des forêts, Centre de foresterie du Nord, Edmonton (Alberta). 84 pages.

Van Wagner, C.E.; Pickett, T.L. 1985. Equations and FORTRAN program for the Canadian Forest Fire Weather Index System. Service canadien des forêts, Ottawa, ON. Rapport forestier technique 33.

Turner, J.A.; Lawson, B.D. 1978. Weather in the Canadian Forest Fire Danger Rating System. A user guide to national standards and practices. Environnement Canada, Centre de recherches forestières du Pacifique, Victoria, BC. Inf. Rep. BC-X-177.

Sommaire IFM

Exemples de comportement du feu dans des peuplements de pins gris