Système canadien d'information sur les feux de végétation

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 d'un modèle altimétrique numérique (MAN) de 1 X 1 km corrigé pour l'hydrographie de la US Geological Survey (USGS) pour l'Amérique du Nord, téléchargé du site Web de la USGS. Le MAN est une version hydrologique corrigée du GTOPO30, un MAN global de 30 secondes d'arc assemblé par la USGS. Au Canada, les données du GTOPO30 ont été acquises de deux sources, soit les : Digital Chart of the World et Digital Terrain Elevation Data, toutes deux produites par la US National Imagery and Mapping Agency (anciennement la Defense Mapping Agency).

Données météorologiques   consultez la carte des stations météorologiques)

Le SCIFV utilise présentement des données météorologiques d'environ 900 stations du Canada et du Nord des États-Unis. Environ 700 de ces stations sont dirigées par Environnement Canada (EC) ou d'autres ministères fédéraux sous contrat avec EC. Seize stations sont exploitées par le National Weather Service (NWS) des États-Unis et le reste de celles-ci par les gouvernements provinciaux de la Nouvelle-Écosse, du Québec et de la Saskatchewan. Au cours de la prochaine année, on prévoit inclure d'autres stations dont le fonctionnement sera assuré par d'autres provinces.

Les données d'EC et du NWS sont obtenues du satellite Anik de la compagnie Télésat Canada. Les observations météorologiques sont recueillies des stations canadiennes par le Centre météorologique canadien à Montréal et transférées à Télésat Canada à Toronto pour être introduites en liaison montante avec le satellite Anik. Les données sont ensuite retransmises au sol au Centre de foresterie du Nord à Edmonton pour leur traitement et entreposage.

Les données provinciales sont recueillies par les agences de gestion des incendies de forêt et transférées quotidiennement au Centre de foresterie du Nord par protocole de transfert de fichier FTP.

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 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 se servent du Système de prévision d'ensemble nord-américain (SPENA). 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 Turner et Lawson (1978). 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 définie lorsque l'épaisseur moyenne de la neige est de plus de 10 cm et où 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 d'humidité 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 journalière moyenne est de 6 °C ou plus durant trois journées consécutives. Cette température représente la limite inférieure approximative pour la croissance des plantes. 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 alternative plus rigoureuse, tirée de Turner et Lawson (1978), qui prend en considération le 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 significativement plus élevée que la valeur par défaut.

Traitement des données météorologiques quotidiennes

Les observations météorologiques sont reçues en format brut et elles doivent être décodées avant d'être sauvegardées dans une base de données météorologiques. La méthode d'IFM requiert la température observée, l'humidité relative et la vitesse du vent à midi heure normale locale ainsi que les précipitations de 24 heures. Une fois que les observations de midi ont été reçues pour tous les fuseaux horaires, les précipitations de 24 heures sont calculées pour les stations qui en font état chaque heure, trois fois par jour, quatre fois par jour ou de façon irrégulière. De nombreuses autres observations, telles que la direction du vent, le point de rosée et la pression atmosphérique, sont aussi sauvegardées dans la base de données afin d'être utilisées par interpolation.

La méthode d'IFM requiert des enregistrements ininterrompus des données météorologiques quotidiennes. Si une station ne peut transmettre de données ou en transmet qui sont incomplètes, les valeurs manquantes sont estimées des stations à proximité en interpolant 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 pour la température et l'humidité relative sont ajustées pour l'altitude en utilisant la grille d'altitude (voir ci-dessus). Pour les températures, l'ajustement est basé sur le gradient adiabatique normal américain de -6,5 °C/km, ce qui signifie que pour chaque gain d'un kilomètre en altitude, la température doit normalement diminuer de 6,5 °C. Pour ce qui est de l'humidité relative, le rapport de mélange (rapport de la valeur d'eau par rapport à l'air sec en poids) est assumé comme étant constant avec l'altitude. Le rapport de mélange est calculé pour chaque station et interpolé à chaque cellule de localisation sur la grille. L'humidité relative est ensuite calculée sur la base de chaque cellule en utilisant une grille des températures ajustée pour 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.

Les indices du comportement des incendies de la méthode IFM (à ne pas confondre avec les résultats de la méthode de prévision du comportement des incendies de forêt) sont calculés à partir des indices de combustible. Ces calculs sont faits pour chacune des cellules afin de produire des grilles IPI, ICD, IFM. Dernièrement, la grille de l'indice journalier de sévérité (IJS) est calculée à partir de la grille de l'IFM. Le TGQ donne un classement relatif de la difficulté du contrôle de l'incendie ou de la quantité de travail requise pour venir à bout d'un incendie.

Références

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.

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.


Sommaire IFM

Exemples de comportement du feu dans des peuplements de pins gris