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Composantes anthropogéniques du forçage radiatif

La Terre

Ce billet fait un survol de tous les facteurs humains qui peuvent influencer le climat. Une fois terminé, le lecteur aura visité les facteurs les plus communément abordés dans la cause des changements climatiques.

Introduction

Anthropogénique: Qui a pour source l'être humain

Forçage radiatif: Énergie du soleil qui est retenue ou repoussée de la Terre.

La composante anthropogénique du forçage radiatif est la partie de l'énergie du soleil qui est retenue sur la Terre à cause de l'action de l'humain.

Le quatrième rapport du Groupe intergouvernemental sur l'évolution climatique contient un résumé pour les preneurs de décisions dont une partie détaille la composante anthropogénique du forçage radiatif (Figure SPM2, page 4). J'en fais la traduction et la vulgarisation ici.

Le watt par mètre carré

Premièrement, une note sur l'unité utilisée. Le forçage radiatif a pour unité le watt par mètre carré (W/m² ou Wm-2). Cette unité est en fait une quantité d'énergie par seconde, le Watt, par unité de surface, le mètre carré.

Pour avoir une meilleure idée de la quantité d'énergie que peut représenter 1 W/m², reportons-nous à la page soleil de ptaff.ca. Une des graphiques produits par cet outil présente le flux solaire maximal théorique en W/m² pour chaque jour à un endroit. Autrement dit, c'est une quantification de la force du soleil tout au long de l'année.

Regardons le graphique qui illustre le flux solaire pour Montréal:

Graphique du flux solaire maximal quotidien pour Montréal

La valeur maximale du flux solaire pour Montréal est de 1018 W/m², lorsque le soleil est à son plus fort, c'est-à-dire autour du 20 juin. La valeur minimale est de 361 W/m², lorsque le soleil est à son plus faible, autour du 20 décembre. Pour les Québécois, notre peau est probablement ce qu'il y a de meilleur pour estimer ce qu'est le W/m². Imaginez une journée dehors en juin au plein soleil de midi, c'est environ 1000 W/m². Imaginez la même situation, mais pendant les vacances de Noël, c'est entre 300 et 400 W/m².

Graphique des composantes anthropogéniques du forçage radiatif

Nous voici avec une idée intuitive du W/m², continuons.

Ceci est le graphique intitulé Composantes du forçage radiatif du quatrième rapport du Groupe intergouvernemental sur l'évolution climatique :

Graphique présentant les composantes du forçage radiatif

SPM2. Moyenne globale du forçage radiatif (RF) estimée selon les émissions de 2005 pour le dioxyde de carbone anthropogénique (CO2), méthane (CH4), l'oxyde nitreux (N2O) et d'autres facteurs et mécanismes importants, avec l'échelle spatiale de l'influence du forçage ainsi que la confiance des scientifiques dans les niveaux affichés (level of scientific understanding, LOSU). Le forçage anthropogénique net et son étendu sont aussi illustrés. Ceci nécessite l'addition d'estimée d'incertitude et ne peut être obtenu par une simple addition. D'autres facteurs de forçage sont absents à cause de la faible confiance des scientifiques dans l'estimation de leurs valeurs. Les aérosols volcaniques contribuent un forçage naturel additionnel, mais ne sont pas inclus ici à cause de leur caractère épisodique. La plage pour les traînées de condensation n'inclut pas les effets possibles de l'aviation sur la couverture nuageuse.

Sur l'abscisse, l'axe des X, on retrouve les valeurs du forçage en W/m². On constate que, peu importe le facteur de forçage considéré, les valeurs considérées sont de l'ordre de 1 W/m². Au regard des valeurs considérées pour Montréal, entre 350 et 1000 W/m², on pourrait être tenté de se dire que ce forçage est négligeable. Rappelons que le forçage dont il est question est une valeur pour toute la surface de la planète et à longueur d'année. Nous y reviendrons.

La balance totale du forçage anthropogénique est positive: 1,6 ou encore 0,6 à 2,4 si on inclut la marge d'erreur. La marge d'erreur est plus grande que la valeur (une plage de 1,8 pour une valeur de 1,6), mais la conclusion est tout de même que la valeur est positive. C'est la somme de ces valeurs qui amène à conclure qu'il y a un réchauffement climatique et qu'il est causé par l'action de l'homme.

Le CO2

Barre du CO2

On voit que le CO2 est nettement le terme dominant. En faisant ainsi le premier facteur à réduire si l'on désire atténuer les effets du réchauffement climatique. Les 2/3 de ces émissions sont dues à la combustion des combustibles fossiles, l'autre 1/3 est dû au changement de vocation dans l'usage des terres (p. 25).

Le méthane

Barre du CH4

Le méthane, ou CH4, est relâché principalement par les activités agricoles et la fonte du pergélisol. Les halocarbures sont des molécules artificielles crées par l'humain et ayant des applications spécifiques dans différents domaines de l'industrie. Ces molécules ont une durée de vie dans l'atmosphère exceptionnellement longue, ce qui leur permet de voyager jusque dans la stratosphère et y détruire la couche d'ozone, en plus de la participation au réchauffement de l'atmosphère.

L'ozone

Barre d’ozone

Il y a 2 types d'ozone: celle dans la stratosphère et celle dans la troposphère. L'ozone est un gaz à effet de serre. Comme il y en a moins qu'avant dans la stratosphère, cette couche se refroidit. Or, dans la troposphère, l'émission de polluants comme le monoxyde de carbone ou encore l'oxyde nitreux a pour effet d'augmenter le taux d'ozone. C'est d'ailleurs une des composantes du smog. Plus d'ozone dans la troposphère, dont une contribution positive à la rétention de la chaleur.

La vapeur d'eau stratosphérique

Barre pour la vapeur d’eau stratosphérique

La durée de vie du CH4, environ 10 ans, lui permet d'atteindre la stratosphère. Rendu là, le méthane s'oxyde créant ainsi des molécules d'eau (H2O). Comme le méthane est émis par l'activité des humains et que l'eau est un gaz à effet de serre, cette contribution dans la stratosphère est considérée comme un forçage anthropogénique. C'est bien sûr une contribution positive (source).

L'albédo

Barre pour l’albedo

L'albédo, c'est le rapport de l'énergie solaire réfléchie par une surface sur l'énergie solaire incidente. Plus l'albédo est élevé, plus la surface réfléchit l'énergie, plus il est bas et plus il l'absorbe. L'activité humaine à un effet sur l'utilisation des terres, son albédo est ainsi changé. Il suffit de penser à une forêt qui fait place à une ville. Le vert n'a pas le même albédo que le gris. En effet, la forêt absorbe plus les rayons du soleil qu'une surface déboisée, ce qui est encore plus vrai lorsque la surface déboisée peut être recouverte de neige (voir chapitre 2, page 180). Cette diminution de l'albédo est représentée par la partie du bleu du graphique. D'autre part, les poussières émises par l'activité humaine recouvrent la neige et augmentent ainsi son albédo, augmentant également la partie de rayon du soleil absorbée. C'est la partie rouge du graphique.

Les aérosols

Effet direct
Barre pour l’effet direct des aérosols

Les aérosols sont en fait les poussières en suspensions dans l'atmosphère. Les activités humaines créant ces poussières sont des plus diverses: sulfate, carbone provenant du combustible fossile, combustion de biomasse et poussière minérale. Ces poussières bloquent les rayons du soleil en les réfléchissant. Ils absorbent aussi une partie de ce rayonnement, mais l'effet net est négatif (voir chapitre 2, page 153). C'est pourquoi l'effet direct est représenté en bleu.

Effet sur l'albédo des nuages
aerosols_albedo_cloud_effect.png

Figure 2.10 (page 154). Diagramme schématique montrant les différents mécanismes radiatifs associés aux effets sur les nuages qui ont été identifiés comme étant significatifs en relation avec les aérosols. Les petits points noirs représentent les particules; les gros cercles représentent des gouttes dans les nuages. Les lignes droites représentent les rayons du soleil incidents et réfléchis et les lignes onduleuses représentent la radiation terrestre. Les cercles blancs pleins indiquent la concentration du nombre de gouttes (cloud droplet number concentration, CDNC). Le nuage non perturbé contient des gouttes d'eau plus grosses puisque les seuls noyaux de condensation existants proviennent des aérosols naturels, alors que le nuage perturbé contient un plus grand nombre de petites gouttes d'eau puisque et la poussière naturelle et la poussière anthropogénique sont disponibles comme noyaux de condensation (cloud condensation nuclei, CCN). Les lignes grises pointillées représentent les précipitations et LWC fait référence au contenu en vapeur liquide (liquid water content).

Barre pour l’albedo des nuages

Ce mécanisme est celui qui est le plus compliqué à comprendre pour les forçages radiatifs. La physique des nuages est un phénomène complexe. Le résultat du changement d'albédo dans les nuages donne un rendement négatif dans le bilan énergétique. Cette valeur est obtenue à l'aide de la modélisation: plusieurs modèles avec des paramètres différents arrivent tous à la conclusion d'une contribution négative.

Pour en savoir plus sur l'influence des aérosols sur les nuages, reportez-vous à la section 2.4.5 du rapport (page 171).

Traînée de condensation

Barre pour la traînée de condensation

Les traînées de condensation sont des traînées de vapeur créées par les moteurs d'avion dans l'atmosphère. Après le passage des avions, les traînées se transforment en nuage artificiel.

De façon générale, les nuages jouent 2 rôles par rapport aux flux d'énergie. Dans un premier temps, ils bloquent les rayons du soleil (contribution négative) et dans un deuxième temps ils empêchent le rayonnement infrarouge de quitter la Terre pour aller dans l'espace (contribution positive puisqu'ils gardent la chaleur dans l'atmosphère). C'est d'ailleurs pour cette dernière raison que les nuits les plus chaudes sont celles avec des nuages.

Dans le cas des traînées de condensation, l'effet de conservation des rayons infrarouges est plus important que celui du blocage du soleil. C'est pourquoi elles ont une contribution positive.

Rayonnement solaire

Graphique du rayonnement solaire du 1600 à nos jours.

Figure 2.17. Reconstruction de la série temporelle du rayonnement solaire total depuis 1600. On distingue bien le cycle de 11 ans dans la reconstruction de Y. Wang et Al. (Source, page 190)

Barre pour le rayonnement solaire

Le rayonnement solaire suit un cycle de 11 ans, tel qu'illustré sur la figure 2.17. On constate aussi que le rayonnement solaire à une tendance moyenne à la hausse. Ces variations seraient communes chez les étoiles du même type que notre soleil. Nous sommes présentement dans une période où le soleil est assez fort comparativement à la moyenne des 400 dernières années.

Conclusion

Barre pour la somme de tous les forçages anthropogéniques
Sommes des forçages anthropogéniques

Les termes les plus significatifs du forçage radiatif imposé à la Terre par l'homme peuvent se résumer à 8 facteurs. La somme de ces 8 facteurs est comme on l'a vu positive. C'est pourquoi on parle de réchauffement climatique. Eut-il fallu que la somme de ces facteurs eut été négative que l'on aurait assisté à un refroidissement climatique.

Toutes les solutions dites de géo-ingénierie tente d'influencer un de ces facteurs en faisant abstraction des autres conséquences. Il a par exemple été proposé de répandre des sulfates en haute atmosphère pour augmenter l'effet direct des aérosols. Ou encore d'ensemencer la mer avec du sulfate de fer pour stimuler l'absorption de CO2 par le plancton, ceci pour diminuer la concentration de ce gaz dans l'atmosphère.

Le degré de confiance dans la valeur de ces différents facteurs est illustré sur le graphique dans chacune des barres (|—|). Bien que les marges d'erreur puissent paraître énormes pour le lecteur profane, il n'en reste pas moins que la valeur finale est positive. Et elle l'est suffisamment pour être certain qu'un réchauffement climatique aura des effets importants.

On ne saura le souligner avec assez d'ardeur, ce réchauffement en tant que tendance pour l'atmosphère dans les prochains siècles est une certitude. De plus, les scientifiques s'entendent également pour dire qu'il est causé par l'action de l'humain. La question est de savoir jusqu'à quel point le comportement humain pourra être modifié dans les prochaines années pour diminuer l'impact qu'aura ce réchauffement.

Les publications universitaires

Un commentaire a été ajouté, il y a quelques jours, au billet Au bout du pétrole de Normand Mousseau. Sur ce commentaire, il y avait un hyperlien. En suivant ce lien, qui mène vers une entrevue de Normand Mousseau, j'ai découvert le site web Les publications universitaires.

Ce site est celui d'une émission de radio de CHOQ.FM, la radio de l'UQAM, émission qui effectue des entrevues avec des auteurs universitaires québécois ayant publié un livre récemment.

Si je prends de votre temps comme ça pour vous parler de ce site, c'est qu'il a un ensemble de qualités qui me sont chères:

  • CHOQ.FM est une radio étudiante, elle dispose probablement de moyens modestes pour produire cette émission;
  • L'émission sert à valoriser la science et le savoir qui existent déjà;
  • Les invités sont des Québécois, c'est donc notre propre savoir qui est valorisé;
  • Les fichiers des entrevues sont disponibles en format mp3, téléchargeables directement et sans niaisage.

Grâce à eux, j'ai passé une belle heure en compagnie d'Yves Gingras, qui m'a entretenu de sociologie des sciences pendant que j'étais couché sur le sofa. Du bonheur binaire.

Le site dispose aussi d'une page consacrée aux archives de l'émission, page sur laquelle on retrouve un court résumé de chaque émission ainsi qu'un lien vers le fichier audio de l'entrevue. Si vous êtes du genre à suivre le présent blogue, je suis convaincu que vous y trouverez un sujet qui vous intéresse.

Implication des scientifiques dans les processus de décision: les présentations

Au début de l'année, j'avais discuté de la session que j'allais tenir, aidé de Simon Hobeila, conseiller en éthique de la recherche à l'Université de Montréal, ainsi que Jacques Descurieux, conseiller national en communications à Environnement Canada, pour tenir une session ayant pour titre l'Implication des scientifiques dans les processus de décision au congrès 2008 de la Société canadienne de météorologie et d'océanographie.

Eh bien voilà, la session s'est tenue à la fin mai à Kelowna en Colombie-Britannique. Et comme, vous le savez, la pérennité est pour moi un sujet important, nous avons filmé chaque présentateur, recueilli les fichiers des présentations et fait signer des licences Creative Commons BY afin de retirer le maximum de cette manifestation.

Vous pouvez trouver le tout sur la page de ptaff.ca consacrée à cette session.

Pour vous donner un avant-goût, je vous suggère d'écouter la présentation de Charles Lin qui nous parle du passé, du présent et du futur du Groupe intergouvernemental sur l'évolution climatique (GIEC) sur lequel il a siégé. On y apprend plein de détails intéressants, notamment comment se déroulait les réunions lorsqu'il fallait arriver à un consensus et que, bien sûr, le temps venait à manquer. Vous pouvez aussi télécharger la présentation qui accompagne le film.

Réchauffement climatique: les effets au Canada

Couverture du rapport Vivre avec les changements climatiques au Canada : édition 2007

Ce billet est le cinquième d'une série portant sur le rapport Vivre avec les changements climatiques au Canada : édition 2007. Le lecteur pourra retrouver l'ensemble de cette série en consultant les billets portant l'étiquette Vivre avec les changements climatiques au Canada.

Les conséquences du réchauffement climatique sont très nombreuses et souvent complexes. J'expose ici 8 conséquences prévues du réchauffement climatique au Canada: 4 pour la température de l'air et 4 pour les précipitations. Elles sont très simples à retenir, et constituent une base de compréhension et de discussion sur les réchauffements climatiques et sur leurs conséquences.

Température de l'air

1- Le réchauffement sera plus important dans le nord du Canada, dans la région Arctique;
2- Le centre du Canada, les prairies, connaîtront un réchauffement plus important que les régions est et ouest du Canada, qui seront tempérées par les océans;
3- Le réchauffement sera plus marqué l'hiver que l'été;
4- Le réchauffement sera plus marqué la nuit que le jour (la température minimale atteinte sur un période de 24h sera plus élevée);

Précipitations

1- Il y aura une augmentation des précipitations, mais une diminution des précipitations sous forme de neige;
2- Il y aura une augmentation des épisodes de précipitations quotidiennes extrêmes;
3- L'augmentation des précipitations sera plus marquée au nord du Canada qu'au sud (0 à 10% pour l'extrême sud, 50% dans l'Extrême-Arctique).
4- Les périodes de chaleur intense, supérieures à 30°C, pendant l'été devraient être plus fréquentes dans toutes les régions du Canada;

Références

* Ressources naturelles Canada. «Vivre avec les changements climatiques au Canada : édition 2007». Impacts et adaptation liés aux changements climatiques. Site de Ressources naturelles Canada, pp. 42-51 [En ligne]. http://www.adaptation.nrcan.gc.ca/assess/2007/pdf/full-complet_f.pdf (Document consulté le 11 juillet 2008)

HDLC dans le National Post

Marianne White de canwest a publié un article, dans le National Post cette fois-ci (également disponible sur canada.com), à propos du billet de ce blogue où l'on peut télécharger le rapport de Santé Canada sur les changements climatiques.

Mise à jour: il semble que l'article n'est pas dans la version papier du journal.
Mise à jour 2: Le même article, dans l'Ottawa Citizen.

HDLC dans Le Devoir

Fabien Deglise publie un article dans Le Devoir de ce matin qui parle du billet de ce blogue où l'on peut télécharger le rapport de Santé Canada sur les Changements climatiques.

Mise à jour: Jason Prince m'a fait parvenir la version anglaise du rapport que j'ai ajoutée sur le billet en question.

Santé humaine et changements climatiques: Évaluation des vulnérabilités et de la capacité d'adaptation au Canada


Couverture du rapport « Santé humaine et changements climatiques: Évaluation des vulnérabilités et de la capacité d’adaptation au Canada »

C'est dans la contreverse que le gouvernement du Canada a publié le rapport Santé humaine et changements climatiques: Évaluation des vulnérabilités et de la capacité d'adaptation au Canada (Cf. La Presse: 1, 2, 3).

Une visite sur la page web de Santé Canada consacrée à ce rapport nous apprend qu'«Étant donné le volume du rapport (546 pages), le Ministère ne le transmet que sur demande».

En accord avec la politique sur du gouvernement du Canada sur les copies non commerciales, ptaff.ca offre généreusement sa bande passante et permet ainsi à la population canadienne de télécharger directement le rapport à partir de son site web. Nous avons aussi créé une version entière du document (merci à Matthew Skala), Santé Canada envoie un fichier par chapitre, afin de faciliter la tâche aux citoyens canadiens.

De plus, en publiant ainsi directement le rapport sur internet, le texte des documents sera indexé par les moteurs de recherche, comme google, ce qui permettra aux internautes d'effectuer une recherche qui conduira au rapport.

Note: Afin de respecter les règles pour nommer un fichier, nous avons changé les noms des fichiers envoyés par Santé Canada. Le nom original du fichier pourra être trouvé entre parenthèses après l'hyperlien menant à chacun des documents.

Téléchargement

Version française

* Rapport complet (7,2 Mo);
* Rapport de synthèse (593 Ko, nom de fichier original: «_ Synthèse_French_low.pdf»);
* Page couverture (116 Ko, nom de fichier original: «Couverture_intro_french_low.pdf»);
* Chapitre 1 (415 Ko, «Chapitre 1_french_low.pdf»)
* Chapitre 2 (265 Ko, «Chapitre 2_french_low.pdf»)
* Chapitre 3 (1,7 Mo, «Chapitre 3_french_low.pdf»)
* Chapitre 4 (1,1 Mo, «Chapitre 4_french_low.pdf»)
* Chapitre 5 (471 Ko, «Chapitre 5_french_low.pdf»)
* Chapitre 6 (1,3 Mo, «Chapitre 6_french_low.pdf»)
* Chapitre 7 (1,2 Mo, «Chapitre 7_french_low.pdf»)
* Chapitre 8 (892 Ko, «Chapitre 8_french_low.pdf»)
* Chapitre 9 (177 Ko, «Chapitre 9_french_low.pdf»)
* Glossaire (190 Ko, «Glossaire_french_low.pdf»)

Version anglaise

* Complete report (7.9 Mb)
* Synthesis report (572K, «_Synthesis_english_low.pdf»)
* Cover (270K, «Cover_intro_english_low.pdf»)
* Chapter 1 (385K, «Chapter 1_english_low.pdf»)
* Chapter 2 (258K, «Chapter 2_english_low.pdf»)
* Chapter 3 (1.3M, «Chapter 3_english_low.pdf»)
* Chapter 4 (1002K, «Chapter 4_english_low.pdf»)
* Chapter 5 (470K, «Chapter 5_english_low.pdf»)
* Chapter 6 (1.5M, «Chapter 6_english_low.pdf»)
* Chapter 7 (1.2M, «Chapter 7_english_low.pdf»)
* Chapter 8 (811K, «Chapter 8_english_low.pdf»)
* Chapter 9 (159K, «Chapter 9_english_low.pdf»)
* Glossary (246K, «Glossary_english_low.pdf»)

Réchauffement climatique: changement dans les précipitations pour la région centrale du Québec

Couverture du rapport Vivre avec les changements climatiques au Canada : édition 2007

Ce billet est le quatrième d'une série portant sur le rapport Vivre avec les changements climatiques au Canada : édition 2007. Le lecteur pourra retrouver l'ensemble de cette série en consultant les billets portant l'étiquette Vivre avec les changements climatiques au Canada.

L'hydroélectricité fournit 96% de l'électricité du Québec et une très grande partie des centrales produisant cette énergie se trouve dans ce qui est défini dans ce rapport par la sous-région centrale. Le patron des précipitations est donc intérêt capital pour la production électrique du Québec.

Présentation des quatre sous-régions du Québec et d’une variété de caractéristiques d’intérêt quant à la sensibilité au changement climatique.
FIGURE 12 : Présentation des quatre sous-régions du Québec et d’une variété de caractéristiques d’intérêt quant à la sensibilité au changement climatique.

Je recopie ici en partie la section 3.2.2 du rapport (pages 188-189) qui traite de la production hydroélectrique dans cette région. Notez, sur la figure 14, la modification de l'insenté des précipitations et leur décalage dans le temps, surtout au printemps.

Pour la partie nord de la sous-région centrale, tous les modèles climatiques présentent des températures plus chaudes et des précipitations plus abondantes. Les considérations suivantes ont été élaborées en relation avec des scénarios climatiques régionaux mais, étant donné le niveau d’incertitude, elles doivent être traitées avec circonspection.

Un régime thermique modifié entraînerait une réduction des précipitations sous forme solide et du couvert de neige. Il causerait aussi une augmentation du taux d’évapotranspiration durant la période d’eau libre, qui serait néanmoins compensée par une hausse importante des précipitations générales, résultant en une hausse du niveau des réservoirs.

L’hydrogramme anticipé (voir la figure 14) a été produit en alimentant un modèle hydrologique à partir de données climatiques constatées altérées en fonction de différences de températures et de précipitations, telles qu’elles sont suggérées par différents scénarios climatiques issus de modèles de circulation générale. On peut déduire, à partir de cette figure, que les apports naturels futurs seraient plus soutenus en hiver (de novembre à avril), que la pointe de la crue printanière serait devancée de deux à trois semaines, que le volume de la crue serait probablement réduit et que les apports estivaux seraient probablement moins considérables en raison d’une augmentation importante de l’évapotranspiration. Il faudrait envisager de réajuster le mode de gestion des réservoirs annuels, puisque ces derniers seraient alimentés plus tard en début d’hiver par davantage de précipitations à l’état liquide, tandis que les crues seraient hâtives et moins importantes. Le nouveau régime climatique aurait un effet régulateur naturel plus grand sur une base annuelle, rejoignant ainsi les conclusions avancées par les travaux de Slivitzky et al. (2004) utilisant les premières versions du MRCC.

Hydrogrammes annuels moyens simulés pour un bassin versant du nord québecois
FIGURE 14 : Hydrogrammes annuels moyens simulés pour un bassin versant du nord québecois, à l’aide d’observations climatiques (trait gras : 1960 à 2002) et de projections climatiques (traits fins : 2041 à 2070) provenant de neuf modèles qui ont recours à plusieurs scénarios différents (Ouranos, 2007).

[…]

Malgré le faible niveau de certitude, une augmentation de la fréquence des événements extrêmes associés au cycle de l’eau est envisagée. Une hausse de la fréquence des orages intenses, qui génèrent beaucoup de précipitations en un court laps de temps, demanderait qu’une attention particulière soit portée aux installations touchées et aux déversements non productibles plus fréquents. Mises à part les conséquences économiques que de telles situations induiraient, du moins la sécurité des ouvrages et des populations ne serait pas menacée. Par contre, dans le sud du Québec où une population dense vit à proximité des berges et des centrales au fil de l’eau, il faudrait montrer plus de vigilance. Il faudrait aussi en savoir davantage sur la fréquence et l’ampleur des événements extrêmes éventuels afin d’orienter les travaux de conception des nouveaux équipements, les équipements actuels ayant été conçus en fonction de critères de sécurité s’appliquant à des événements extrêmes passés.

Références

* Ressources naturelles Canada. «Vivre avec les changements climatiques au Canada : édition 2007». Impacts et adaptation liés aux changements climatiques. Site de Ressources naturelles Canada [En ligne]. http://www.adaptation.nrcan.gc.ca/assess/2007/pdf/full-complet_f.pdf (Document consulté le 11 juillet 2008)
* Slivitzky, M., A. Frigon et D. Caya. Impact du changement climatique sur le régime hydrologique des rivières du nord du Québec et du Labrador, 57e congrès annuel de l’Association canadienne des ressources hydriques tenu du 16 au 18 juin 2004 à Montréal (Québec), 2004.

Réchauffement climatique: effet sur le nord du Québec

Couverture du rapport Vivre avec les changements climatiques au Canada : édition 2007

Ce billet est le troisième d'une série portant sur le rapport Vivre avec les changements climatiques au Canada : édition 2007. Le lecteur pourra retrouver l'ensemble de cette série en consultant les billets portant l'étiquette Vivre avec les changements climatiques au Canada.

Le nord québécois sera la région la plus touchée par le réchauffement climatique. Je recopie ici la section 3.1 (pp. 184-186) du rapport Vivre avec les changements climatiques au Canada, section qui concerne la sensibilité, les impacts et l'adaptation de la sous-région du nord du Québec. Une fois cette lecture complétée, vous serez beaucoup plus à même de juger de l'impact qu'auront les changements climatiques pour notre nord à nous.

Les sous-régions traitées dans le rapport sont définies par cette carte (cliquez dessus pour une plus haute résolution).

Présentation des quatre sous-régions du Québec et d’une variété de caractéristiques d’intérêt quant à la sensibilité au changement climatique.
FIGURE 12 : Présentation des quatre sous-régions du Québec et d’une variété de caractéristiques d’intérêt quant à la sensibilité au changement climatique.

SOUS-RÉGION NORD

Le Nunavik se distingue des autres régions du Québec par sa faune et sa flore peu abondantes ainsi que par une saison froide allongée et un paysage dominé par la neige et la glace. Sa population, majoritairement inuite, a un mode de vie étroitement lié à son environnement. Elle est regroupée dans 14 villages (voir la figure 12), où sont concentrées les infrastructures. Les villages nordiques font face à d’importants changements depuis les trois dernières générations et connaissent aujourd’hui une expansion démographique rapide, ainsi qu’une transformation des activités socio-économiques autrefois basées essentiellement sur des modes de vie traditionnels. Malgré ces profonds changements, certaines activités (approvisionnement alimentaire, vente de fourrure sur les marchés internationaux) représentent encore une partie importante de l’économie locale. La figure 8 et le tableau 1 révèlent que le Nunavik subira, en même temps que de nombreux autres changements de diverse nature, le plus important changement climatique du Québec en valeur absolue, en particulier à cause de l’effet de rétroaction climatique de la neige et de la glace et de la présence de la baie d’Hudson à l’ouest. Les résultats et les conclusions d’initiatives, comme celles de l’Arctic Climate Impact Assessment (ACIA, 2004), d’ArcticNet (2006), du Réseau canadien de recherche sur les impacts climatiques et l’adaptation (Réseau canadien de recherche sur les impacts climatiques et l’adaptation, 2006) ou des projets d’Ouranos, s’appliquent à cette sous-région au nord du 55e parallèle connue sous le nom d’ « Arctique québécois ».

Modifications à l’environnement naturel

De pair avec l’évolution récente du climat, la température du pergélisol s’est élevée en moyenne de 1 à 1,5 °C entre 1990 et 2002, et ce jusqu’à 20 m de profondeur en certains endroits étudiés, tandis qu’un approfondissement notable de la couche active (la partie superficielle du terrain qui dégèle en été) était constaté (Allard et al., 2002a). Les Inuits rapportent d’importantes transformations environnementales et même les chasseurs expérimentés disent avoir du mal à anticiper les conditions météorologiques, ou même l’état de la neige ou de la mer lors de leurs déplacements en motoneige ou en canot (Tremblay et al., 2006). Le savoir traditionnel inuit semble moins fiable, et de nombreux accidents impliquant parfois des personnes expérimentées sont rapportés (Nickels et al., 2005).

Le transfert de chaleur dans le sol, consécutif au réchauffement climatique, provoquera inévitablement une fonte partielle ou totale du pergélisol selon l’ampleur réelle du réchauffement au cours du XXIe siècle (Lawrence et Slater, 2005). En conséquence, les écosystèmes seront fortement perturbés, en raison notamment de la dégradation du pergélisol, qui entraîne déjà des affaissements de terrain ainsi que la création et l’expansion de petits lacs (appelés lacs de thermokarst; Seguin et Allard, 1984). Les réseaux de drainage des sols sensibles sont susceptibles d’être modifiés par l’assèchement et l’extension des tourbières et des terres humides (selon les conditions locales de topographie et de texture du sol) ainsi que par le ravinement et l’érosion en rigoles (Payette et al., 2004). Favorisée par les saisons estivales plus clémentes et une protection hivernale du couvert de neige accru dans la toundra, l’expansion des populations arbustives transformerait les écosystèmes de façon importante, augmentant leur productivité primaire, phénomène qui devrait se répercuter sur le règne animal.

L’aire de répartition des espèces animales est appelée à progresser vers le nord au rythme de ces changements. L’incidence sur le comportement de populations migratrices, y compris, entre autres, les troupeaux de caribous, l’omble arctique, les oies et canards, les phoques et les baleines, reste à déterminer. En ce qui a trait aux écosystèmes, lesquels s’adaptent de façon spontanée, le sujet est traité à l’échelle provinciale à la section 3.5.

Dans la mesure où le régime des précipitations, de l’évapotranspiration et de l’écoulement souterrain est touché, le régime hydrologique des rivières évoluera et les températures de l’eau se réchaufferont. Des apports sédimentaires pourraient résulter de la détérioration du pergélisol, bien que leur ampleur reste à évaluer. Tous ces changements auront un impact non négligeable sur la faune aquatique régionale.

Environnement bâti sensible

Face à la dégradation du pergélisol, le niveau de risque varie d’une communauté à l’autre, selon la géomorphologie (massifs de roche, sols granulaires ou sols argileux comportant de la glace, facteur d’instabilité au dégel). De la limite des arbres jusqu’au rivage du détroit d’Hudson, le gradient climatique est tel que le pergélisol discontinu, dont les températures se situent près du point de congélation, devient beaucoup plus froid. En conséquence, un réchauffement régional à peu près uniforme agira d’abord sur les marges sud du pergélisol, puis progressivement sur les territoires plus nordiques. Jusqu’à présent, la planification urbaine a tenu compte, autant que possible, de la nature du terrain dans chaque communauté. De plus, la plupart des bâtiments institutionnels, comme les écoles et les hôpitaux, et la plupart des maisons sont construits sur des pieux ou des chevalets, ce qui favorise la circulation de l’air et maintient le sol à des températures approchant celles de l’air (Fortier et Allard, 2003a, b).

Cependant, les bâtiments et les infrastructures importantes (aéroports, routes) sont partiellement ou totalement construits sur des terrains sensibles. Dans les zones où le sol est constitué de dépôts meubles contenant de la glace, la fonte du pergélisol cause des tassements et des déformations de sol susceptibles d’endommager les infrastructures. C’est le cas des infrastructures aéroportuaires de treize des quatorze villages, qui sont sous la responsabilité du ministère des Transports du Québec (MTQ), dont la sécurité et l’intégrité sont devenues préoccupantes (Grondin et Guimond, 2005). En effet, la fonte du pergélisol a déjà provoqué des tassements et des fissures, et est à l’origine de signes de détérioration que l’on remarque, autant sur plusieurs pistes d’atterrissage que sur les routes qui relient les aéroports aux villages (Beaulac et Doré, 2005). Les mesures d’entretien courantes ont jusqu’à maintenant suffi à assurer la sécurité; toutefois, la fréquence et les coûts accrus des réparations, le constat des dommages et la hausse des activités d’entretien ont amené le MTQ et Ouranos à élaborer un programme de recherche en vue de caractériser le pergélisol en-dessous et en bordure des infrastructures (profil thermique, tassements, conditions climatiques), d’évaluer le comportement de ces infrastructures depuis leur construction et de prédire leur évolution et, enfin, d’élaborer des mesures d’adaptation (Beaulac et Doré, 2005; Ministère des Transports du Québec, 2006a).

Transport local et accès aux ressources

Au Nunavik, les chasseurs et les cueilleurs se servent principalement de l’embarcation en été et de la motoneige en hiver pour se déplacer. Les types de routes utilisés (voies navigables et chemins de glace) sont importants pour s’approvisionner (chasse, pêche, cueillette de petits fruits et d’œufs), pour déplacer les biens et les personnes entre les collectivités et pour accéder aux sites d’activités traditionnelles, telles que la trappe, la cueillette ou les activités familiales et sociales. Les déplacements et l’accès aux ressources sont cruciaux, d’une part, pour s’alimenter et, d’autre part, pour conserver une cohésion sociale indispensable au maintien d’une culture déjà fragilisée par d'autres stress.(Lafortune et al., 2005). Dès lors, les nouvelles incidences climatiques (prévisions météorologiques difficiles, gel tardif et dégel précoce de la glace) rendent les déplacements plus risqués, ce qui touche aussi bien les aspects socio-économiques et culturels que la transmission des connaissances traditionnelles, tout en se répercutant sur l’identité individuelle et collective de cette société en mutation (Tremblay et al., 2006).

Activités économiques en croissance

De nouvelles ressources sont de plus en plus exploitées dans le Nunavik. L’industrie minière se développe rapidement à mesure que le territoire devient plus accessible et à la faveur des marchés internationaux des métaux. Le changement climatique offre de nouvelles occasions de développement comme, par exemple, le fait que les voies navigables restent ouvertes pour de plus longues périodes permet de réduire les coûts de transport des minerais (Beaulieu et Allard, 2003). Par contre, ces nouveaux accès ajouteront une pression additionnelle sur les espèces qui dépendent du couvert de glace, voire sur les populations qui dépendent de ces espèces pour leur subsistance. De plus, le changement climatique rend incertain le gel des parcs de résidus miniers toxiques, tout autant pendant qu’après l’exploitation, lorsque les gisements seront épuisés. Cette incertitude a pour effet d’engendrer, pour les futures exploitations, des prévisions de coûts plus élevés que prévu pendant et après l’exploitation, afin de prévenir toute contamination du milieu naturel par suintement et écoulement de produits toxiques.

Si l’exploitation des rivières de la baie d’Ungava à des fins de production d’électricité devenait acceptable sur les plans commercial et social, l’exploitant aurait à gérer des incertitudes quant au régime hydrologique à cause d’un climat différent, mais vraisemblablement plus avantageux en raison de l’augmentation anticipée des précipitations. De plus, le potentiel éolien élevé de la région (Environnement Canada, 2007a) favoriserait le développement de la filière éolienne en complément à la production électrique des centrales diesels dans quelques collectivités, assurant du même coup la diversification de l’approvisionnement et une réduction de la dépendance aux combustibles fossiles coûteux, lesquels doivent être transportés par bateau. Même en ne contribuant que pour une faible part à réduire les émissions de GES, la production éolienne représenterait un argument politique de poids, car les Inuits participeraient de toute façon à la réduction des émissions de GES en réduisant de beaucoup leur recours aux combustibles fossiles.

Stratégies d’adaptation

Les nouvelles connaissances sur le pergélisol qui se trouve sous les infrastructures, ainsi que l’application de solutions et de pratiques en matière de génie civil, aideront à gérer les impacts du changement climatique sur les aéroports, les routes et les bâtiments (Allard et al., 2002b). Quant à la consolidation et au maintien de l’intégrité des infrastructures bâties sur le pergélisol, diverses solutions sont à l’essai ou ont déjà démontré leur efficacité. Ainsi, la pénétration de chaleur dans les remblais peut être contrée par la convection d’air et l’installation de l’utilisation de techniques d’isolation et de surfaces réfléchissantes; ou encore, la chaleur peut être extraite des remblais au moyen de drains. La mise en place de géotextiles ou encore la consolidation et le rehaussement des infrastructures à risque peuvent également aider à diminuer les vulnérabilités (Beaulac et Doré, 2005).

Par ailleurs, la cartographie à grande échelle des conditions du pergélisol dans chaque village est un outil d’amélioration de la planification urbaine visant l’adaptation au changement climatique à long terme. Quoi qu’il en soit, les normes de construction et les prises de décisions devront désormais tenir compte du changement climatique (Allard et al., 2004) afin d’empêcher l’augmentation des vulnérabilités. L’accessibilité au territoire pour les activités traditionnelles fait l’objet d’une attention particulière de la part des autorités locales, telles que l’Administration régionale Kativik, sur le plan de la sécurité le long des voies terrestres (chemins de glace) ou sur les voies navigables (Bégin, 2006). En collaboration avec les collectivités locales, une étude est en cours pour déterminer les moyens de mieux anticiper et de mieux s’adapter aux nouvelles conditions de glace et de neige en hiver, en s’appuyant sur le réseau de stations météorologiques du nord (Lafortune et al., 2005). Le faible nombre de stations météorologiques et la mauvaise qualité des séries chronologiques de données rendent actuellement difficile la validation des modèles utilisés, mais cette difficulté est en voie de disparaître avec l’installation de nouvelles stations climatiques par Environnement Canada.

Lors d’un atelier portant sur les états de la situation des projets régionaux qui s’est déroulé à Montréal le 6 octobre 2005, l’éducation et le développement d’outils de sensibilisation et d’information ont été identifiés comme des moyens importants de réduire la vulnérabilité des infrastructures au changement climatique. Aussi, les responsables de l’Administration régionale Kativik ont souligné la nécessité d’améliorer les données météorologiques et la capacité de prédire les événements extrêmes, notamment les risques de blizzards, les tempêtes, les coups de vent, le dégel brutal et le brouillard. Quant aux Inuits, ils ont mentionné, parmi leurs préoccupations, leur besoin de disposer d’une meilleure analyse des impacts du changement climatique sur les écosystèmes et la faune. À l’heure actuelle, les études visent surtout à définir les méthodes d’adaptation pour répondre à des problématiques liées à l’environnement bâti ou à l’aménagement de villages. Elles cherchent aussi, mais dans une moindre mesure, à mieux connaître les changements les plus importants reliés aux ressources et aux activités traditionnelles de chasse, de pêche et de cueillette.

En résumé, la forte augmentation de la démographie régionale, le développement urbain conséquent ainsi que les changements liés à l’accès aux ressources et aux activités traditionnelles de chasse, de pêche et de cueillette sont principalement à l’origine d’une mutation socio-économique délicate aux multiples facettes. L’accélération de la fonte du pergélisol et les modifications climatiques accentuées augmentent les enjeux et en accélèrent le rythme d’évolution.

Références

* Ressources naturelles Canada. «Vivre avec les changements climatiques au Canada : édition 2007». Impacts et adaptation liés aux changements climatiques. Site de Ressources naturelles Canada [En ligne]. http://www.adaptation.nrcan.gc.ca/assess/2007/pdf/full-complet_f.pdf (Document consulté le 11 juillet 2008)
* Allard, M., R. Fortier et O. Gagnon. Problématique du développement du village de Salluit, Nunavik, Québec, Centre d'études nordiques, Université Laval, Québec (Québec), 2002b, 121p.
* Allard, M., R. Fortier, O. Gagnon et Y. Michaud. Problématique du développement du village de Salluit, Nunavik., Une communauté en croissance sur un terrain sensible au changement climatique, rapport final, Centre d’études nordiques, Université Laval, Québec (Québec), 2004, 101 p., http://www.ouranos.ca/doc/Rapports%20finaux/Allard.pdf, [consultation : 2 mai 2007].
* Beaulac, I. et G. Doré. Impacts du dégel du pergélisol sur les infrastructures de transport aérien et routier au Nunavik et adaptations - état des connaissances, Faculté des Sciences et de Génie, Université Laval, Québec (Québec) 2005, 141 pp.
* Beaulieu, N. et M. Allard. « The impact of climate change on an emerging coastline affected by discontinuous permafrost: Manitounuk Strait, Northern Quebec », Revue canadienne des sciences de la Terre, vol. 40, no 10, 2003, pp. 1393-1404.
* Bégin, Y. Le changement climatique en cours dans le nord du Québec, mémoire du Centre d’études nordiques déposé à la Commission parlementaire sur les transports et l’environnement, 2006, http://www.assnat.qc.ca/fra/37legislature2/commissions/Cte/depotrechauffement.html, [consultation : 2 mai 2007].
* Doré G. et I. Beaulac. Impacts du dégel du pergélisol sur les infrastructures de transport aérien et routier au Nunavik et adaptations - état des connaissances, Faculté des Sciences et de Génie, Université Laval, Québec (Québec), 2005, 141 p.* Environnement Canada. Atlas des vents, Environnement Canada, 2007a, http://www.atlaseolien.ca/fr/maps.php, [consultation : 2 mai 2007].
* Fortier, R. et M. Allard. Les impacts d’un réchauffement récent sur le pergélisol au Nunavik, présentation faite en décembre 2003 au 24e colloque annuel du Centre d’études nordiques, 2003b.
* Grondin, G. et A. Guimond. « Impact du dégel du pergélisol sur les infrastructures de transport aérien et routier du ministère des Transports du Québec au Nunavik », Route-Roads, vol. 326, pp. 42-49, 2005.
* Lafortune, V., C. Furgal, E. Angiyou, T. Annanack, N. Einish, B. Etiddloie, P. Tookalook et J.-P. Savard. « Adapting to Climate Change in Nunavik and Northern Québec: Using Traditional and Scientific Knowledge to Enhance Local Capacity and Cope With Changing Ice Conditions », dans S’adapter aux changements climatiques au Canada en 2005: comprendre les risques et renforcer nos capacités, conférence tenue du 4 au 7 mai 2005 à Montréal (Québec) et parrainée par le Programme sur les impacts et l’adaptation aux changements climatiques de Ressources naturelles Canada et le Réseau canadien de recherche sur les impacts climatiques et l'adaptation (C-CIARN), 2005.
* Lawrence, D.M. et A.G. Slater. « A projection of severe near surface permafrost degradation during the 21st Century », Geophysical Research Letters, vol. 32, no 17, 2005.
* Nickels, S., C. Furgal, M. Buell et H. Moquin. Unikkaaqatigiit – Putting the Human Face on Climate Change: Perspectives from Inuit in Canada, publication conjointe de l’Inuit Tapiriit Kanatami, Nasivvik Centre for Inuit Health and Changing Environments à l’Université Laval et le Ajunnginiq Centre a la National Aboriginal Health Organization, 2005. Nituuchischaayihtitaau Aschii. Multi-Community Environment-and-Health Longitudinal Study in Iiyiyiu Aschii. Mistissini 2005, rapport préliminaire inédit du Centre de recherche du CHUQ, 2005.
* Payette, S., A. Delwaide, M. Caccianiga et M. Beauchemin. « Accelerated thawing of subarctic peatland permafrost over the last 50 years », Geophysical Research Letters, vol. 31, L18208, 2004.
* Seguin, M.K. et M. Allard. « Le pergélisol et les processus thermokarstiques de la région de la rivière Nastapoca, Nouveau-Québec », Géographie physique et Quaternaire, vol. 38, 1984, pp. 11-25.
* Tremblay, M., C. Furgal, V. Lafortune, C. Larrivée, J.P. Savard, M. Barrett, T. Annanack, N. Enish, P. Tookalook et B. Etidloie. « Climate change, communities and ice: Bringing together traditional and scientific knowledge for adaptation in the North », dans Climate Change: Linking Traditional and Scientific Knowledge, R Riewe et J Oakes (éd.), Aboriginal Issues Press, University of Manitoba, Winnipeg (Manitoba), 2006, pp. 185-201.

Augmentation des températures au Québec: 1960 à 2003

Couverture du rapport Vivre avec les changements climatiques au Canada : édition 2007

Ce billet est le deuxième d'une série portant sur le rapport Vivre avec les changements climatiques au Canada : édition 2007. Le lecteur pourra retrouver l'ensemble de cette série en consultant les billets portant l'étiquette Vivre avec les changements climatiques au Canada.

Lorsque l'on parle de réchauffement climatique, il est souvent question de ce qui arrivera au climat de la planète dans le futur. Mais qu'en est-il du passé récent? Et le Québec, lui, s'est-il réchauffé?

Extrait du rapport, page 181.

Dans des études récentes, Yagouti et al. (2006, sous presse) ont constaté un réchauffement notable du climat dans plusieurs régions du Québec méridional entre 1960 et 2003. Un réchauffement marqué des températures annuelles moyennes, entre 0,5 ºC et 1,2 ºC, a été constaté dans l’ouest et le centre du Québec méridional. Le réchauffement suit un gradient décroissant orienté d’ouest en est. Ainsi, dans l’est du Québec méridional, un réchauffement peu important et inférieur à 0,5 ºC s’est produit au cours de la même période. À la majorité des stations, on a constaté que le réchauffement a été plus rapide à partir de la deuxième moitié des années 1990 et a été plus prononcé la nuit que le jour, principalement en été. L’hiver et l’été constituent les saisons où le réchauffement le plus marqué a été constaté. Ainsi, par exemple, le centre et l’ouest du Québec méridional ont connu en été des augmentations des températures minimales variant entre 0,4 et 2,2 °C alors que, dans l’est, la majorité des stations n’a enregistré aucune tendance significative (voir la figure 5). Enfin, le réchauffement des températures hivernales et estivales s’est traduit par une évolution notable de plusieurs indicateurs climatiques, notamment les degrés-jours de croissance, les degrés-jours de chauffage, ou encore la durée de la saison sans gel. Le lecteur intéressé par une analyse détaillée de l’évolution des températures et des indicateurs climatiques dérivés pourra consulter l’ouvrage de Yagouti et al. (2006).

Interpolation de la tendance des températures annuelles moyennes entre 1960 et 2003
Figure 5: Interpolation de la tendance des températures annuelles moyennes entre 1960 et 2003. Les tendances présentées ici sont cohérentes avec les analyses faites à l’échelle du continent. Les masses d’eau imposantes à l’est du Québec expliqueraient la différence est-ouest (Yagouti et al., 2006).

Quant au climat du nord du Québec, l’analyse des données homogénéisées des quelques stations semble indiquer un réchauffement plus important que dans toute autre région du Québec au cours du XXe siècle. À Inukjuak, par exemple, où l’on dispose de la plus longue série de données climatiques, la tendance de la température moyenne annuelle est de +2,9 °C de 1922 à 2004. Toutefois, il faut noter que l’ensemble des stations nordiques (voir la figure 6), incluant Inukjuak, ont vécu une tendance nulle, voire légèrement négative entre 1950 et le début des années 1990, suivi par une période plus chaude d’au moins 1°C que les normales de 1961 à 1990. À titre d’exemple d’impact de cet épisode chaud, la température du pergélisol en surface a augmenté de près de 1°C en dix ans à plusieurs sites couvrant l’ensemble du nord du Québec (Allard et al., 2004).

Tendance des températures moyennes annuelles pour cinq stations nordiques non homogénéisées
Tendance des températures moyennes annuelles pour cinq stations nordiques non homogénéisées (M. Allard, communication personnelle, 2006).

Références

* Ressources naturelles Canada. «Vivre avec les changements climatiques au Canada : édition 2007». Impacts et adaptation liés aux changements climatiques. Site de Ressources naturelles Canada [En ligne]. http://www.adaptation.nrcan.gc.ca/assess/2007/pdf/full-complet_f.pdf (Document consulté le 11 juillet 2008)
* Yagouti A., G. Boulet et L. Vescovi. « Homogénéisation des séries de températures et analyse de la variabilité spatio-temporelle de ces séries au Québec méridional », rapport no 4 dans Homogénéisation des séries de températures du Québec méridional et analyse de l’évolution du climat à l’aide d’indicateurs, Ouranos, Montréal (Québec), 2006, 140 p, .http://www.ouranos.ca/doc/Rapports%20finaux/Rapport_final_MDDEP_Ouranos_pro jet7%201%20.pdf> [consultation : 2 mai 2007].
* Allard, M., R. Fortier, O. Gagnon et Y. Michaud. Problématique du développement du village de Salluit, Nunavik., Une communauté en croissance sur un terrain sensible au changement climatique, rapport final, Centre d’études nordiques, Université Laval, Québec (Québec), 2004, 101 p., http://www.ouranos.ca/doc/Rapports%20finaux/Allard.pdf, [consultation : 2 mai 2007].

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