Le climat de la forêt boréale se caractérise par de fortes variations saisonnières avec des étés courts, modérément chauds et humides et des hivers longs, extrêmement froids et secs.

La plage de températures est extrême, en particulier dans les zones médio-continentales, où les fluctuations saisonnières peuvent aller jusqu’à 100 °C.

Les saisons calendaires traditionnelles, telles que définies par le trajet du soleil dans le ciel et le passage des équinoxes et des solstices, doivent être reconsidérées dans la forêt boréale. De nombreuses cultures nordiques identifient six saisons plutôt que quatre. Chaque période pose des situations distinctement différentes pour les personnes et la faune. La rupture et le gel des cours d’eau sont des saisons en soi, ajoutées au printemps, à l’été, à l’automne et à l’hiver.

L’étendue de la forêt boréale du sud au nord est déterminée principalement par le climat, en particulier la position des masses d’air arctiques et autres tout au long de l’année, ainsi que par la quantité nette d’énergie solaire reçue à la surface.

La forêt boréale ou taïga est l’un des quatre biomes majeurs du monde. Un biome est une importante communauté écologique régionale caractérisée par sa communauté végétale dominante – dont l’emplacement et la nature sont déterminés par les composantes du climat.

Températures
Étant donné que la forêt boréale est une bande aussi large, il y a une grande variation de température entre ses extrêmes du sud et du nord.

Par une chaude journée d’été, généralement à la mi-juillet, les températures dans les basses 30 ° C peuvent être atteintes, mais plusieurs jours consécutifs, cette chaleur est rare. Les étés sont courts. Les températures moyennes diurnes sont de l’ordre de 15 à 20 °C Au printemps et en automne, des minimales nocturnes de -5° à des maximales diurnes de + 10 °C. C’est typique pour Avril, Mai, septembre et octobre. Le mois le plus froid de l’année est Janvier. Les températures sont régulièrement autour de -20 ° C. Dans les profondeurs du long hiver, le thermomètre peut plonger à -40 ° C pendant des jours à la fois.

Saison de croissance
La saison sans gel est la période normalement exempte de températures sous le point de congélation, commençant par le dernier gel au printemps et se terminant par le premier gel à l’automne.

À la lisière sud de la forêt boréale, il y a environ 100 jours sans gel, mais à la pointe nord, près de Thompson, au Manitoba, une période aussi courte que 38 jours sans gel a été enregistrée.

Un autre reflet du gradient climatique du sud au nord est illustré dans les anneaux de croissance annuels (croissance radiale) de l’Épinette noire et de l’Épinette blanche. Dans le centre du Canada, l’épaisseur des cernes diminue fortement à mesure que la limite septentrionale des arbres (d’où le front arctique) est approchée. De plus, la présence de communautés d’épinettes noires est positivement corrélée à la fréquence de la masse d’air arctique et les communautés d’épinettes blanches montrent la relation inverse.

Certains scientifiques suggèrent que la relation entre la position de la masse d’air et la végétation n’est significative que dans la mesure où les caractéristiques de la masse d’air déterminent les caractéristiques du budget énergétique local pendant la saison de croissance.

L’énergie à un prix élevé
Dans la forêt boréale,  » l’affirmation « Le soleil est la source de toute vie » n’est pas un cliché oisif mais un fait écologique fondamental. L’énergie qui atteint la surface boréale est bien inférieure à celle qui atteint les tropiques. En voyageant à travers une colonne d’air plus longue, diverses longueurs d’onde sont filtrées et la quantité totale d’énergie atteignant la surface de la Terre est réduite par la réflexion et la réfraction de l’eau et de la poussière.

De même, les régions nordiques reçoivent de l’énergie à un angle d’incidence plus faible que les régions équatoriales ou tempérées. Lorsque le soleil est proche de l’horizon (8°), 50% de l’énergie est reçue par un rayonnement diffus contre 92% de réception d’un rayonnement direct à 90°.

Un autre facteur à considérer est que l’énergie entrante dans le biome boréal varie considérablement d’été en hiver en raison de l’inclinaison de la terre sur son axe.

En hiver, lorsque le soleil est sous l’horizon pendant de longues périodes, l’énergie reçue retourne dans l’espace par perte radiative. Une mince couverture nuageuse réduit considérablement la perte, mais pendant les nuits sans nuages, la température radiative effective peut fluctuer largement par rapport aux fluctuations de température de l’air diurne.
Si vous pensez non seulement en termes de température de l’air, mais aussi de la quantité de chaleur qui s’écoule d’une source vers un récepteur ou un corps accumulateur, de nombreux aspects de l’écologie boréale sont plus faciles à comprendre. »
Précipitations
Précipitations
Les précipitations peuvent varier considérablement d’un paysage immense à l’autre. Généralement, le climat est plus humide dans les régions du sud et devient plus sec plus au nord.

La plupart des précipitations dans la région tombent sous forme de pluie pendant l’été et sont relativement légères. Dans le nord-ouest, où les hautes chaînes de montagnes limitent la pénétration intérieure de l’air chargé d’humidité, les précipitations annuelles sont de 18 à 38 cm. Dans le centre du Canada, les précipitations annuelles atteignent 38 à 51 cm. La partie orientale de la forêt boréale au Canada reçoit entre 51 et 89 cm de précipitations sous forme de pluie.

Neige
La neige relie toutes les parties de la forêt boréale autant qu’un type de végétation partagé. Pendant environ la moitié de l’année, une couverture de neige recouvre cette forêt. Pourtant, l’hiver est la saison la moins étudiée et la moins comprise de toutes.
Les rôles que joue la neige dans l’écosystème sont si divers et si intenses qu’ils ont incité un scientifique à dire:

….. » on pourrait dire avec précision que l’écologie boréale est l’étude de snow….it protège les plantes au sol des basses températures et de la dessiccation; il s’accumule sur les arbres et peut les briser ou influencer leur forme; il protège certains animaux des basses températures et de la prédation; il entrave les autres animaux dans leurs mouvements et leurs activités d’approvisionnement en nourriture. »

Des cristaux de neige se forment autour d’un noyau de condensation (éventuellement une particule de poussière) lorsque la vapeur d’eau est refroidie sous le point de congélation. Si l’air contient un excès de vapeur d’eau (air sursaturé), les cristaux commencent à se développer. Lorsqu’ils atteignent une taille critique, ils tombent, adhérant les uns aux autres en descendant, ils forment des grappes de flocons de neige. La forme des cristaux de neige qui atteignent la terre dépend de la température, de l’humidité et du vent.
Une fois au sol, la neige subit une métamorphose. La couverture de neige peut être considérée comme un mélange de glace et d’air, la quantité d’air étant beaucoup plus grande que la quantité de glace dans la plupart des cas. Il est essentiel de comprendre les changements dans ces proportions et les changements dans la structure de la couverture neigeuse pour comprendre une grande partie de l’écologie boréale.

Les cristaux de neige à la surface de la couverture de neige peuvent être roulés par le vent. Les bras fragiles cassés, ce sont des cristaux « emballés » dans une dérive de neige, augmentant la densité de la couverture de neige. Des températures supérieures à zéro ou le soleil plus fort de la fin de l’hiver peuvent faire fondre la surface de la neige. Lorsque la température baisse une nuit, la surface se recongèle en formant une croûte de glace.

Un type de métamorphose plus important a lieu tout au long de l’hiver au fond de la couverture neigeuse. La chaleur et l’humidité continuent de s’échapper du sol et les cristaux à la base sont transformés pour former un fin réseau de « faisceaux » interconnectés. Il s’agit d’une « métamorphose constructive » qui modifie finalement les cristaux d’origine complètement altérés en ajoutant au réseau. Le résultat est une structure en treillis de murs et de plafonds autour de grands espaces, le tout caché sous les couches de neige qui s’ensuivent.

Cette nouvelle couche de neige grossière près du sol est appelée « hoar de profondeur » ou « pukak ». Le terme  » pukak  » est emprunté à une langue autochtone du grand Nord. La structure de ‘pukak’ permet aux petits mammifères de creuser facilement des tunnels à la base du manteau neigeux. Une fois que la couverture de neige a atteint environ 15 cm, elle sert de couverture isolante pour les campagnols, les souris, les lemmings et les musaraignes résidant dans cet environnement « sous-nivien » (sous la neige). Ce sont des proies essentielles pour les prédateurs tels que les renards et les hiboux. Sans la couche de pukak pour soutenir les populations de petits mammifères, l’écologie prédateur-proie de la forêt boréale différerait considérablement.

Le prédateur et la proie habitent deux mondes distincts. Alors que le renard traîne la forêt au-dessus de la neige et supporte des températures qui oscillent entre le point de congélation et -50 ° C, le campagnol vit dans un environnement sombre et humide sous la neige jusqu’aux genoux dans lequel les températures ne sont constamment que de quelques degrés sous le point de congélation.

Les peuples du Nord ont de nombreux termes descriptifs pour la neige, ‘pukak’ n’en est qu’un. Les scientifiques qui étudient la forêt boréale ont emprunté à ces langues. Par exemple, « qali » est la « neige qui s’élève et se repose sur les arbres ». « Siquq  » est une « croûte de glace ».

Le manteau de neige isolant est l’allié des campagnols contre le gel boréal profond, mais il ne suffit pas de le garder des mâchoires d’un renard tout au long de l’hiver. L’ouïe du renard est si vive que même à travers le manteau neigeux, il peut localiser et capturer ses proies.

Les années où les croûtes de glace et la neige extrêmement profonde prédominent, le succès de chasse du renard est réduit. Cela peut se traduire par de plus petites portées de renards au printemps ou même par la mort de renards adultes avant la fin de l’hiver. La connexion entre le renard et le campagnol à travers la couverture de neige est un autre modèle merveilleux de la forêt boréale.

Les proies de la chouette rayée, tels que le campagnol des prés, le campagnol à dos roux et l’écureuil roux, cherchent également refuge contre le froid hivernal et leurs prédateurs en vivant ou en s’échappant sous la couverture isolante de neige.

Récemment, on a appris que la chouette barrée utilise une technique de chasse appelée « plongeon » pour attraper de petits mammifères sous la neige.Le hibou descend d’une branche lorsqu’il entend un campagnol sous la neige et « plonge » pour la capture. La plongée dans la neige nécessite un chemin dégagé d’un perchoir à la neige. Le sol forestier plus ouvert que l’on trouve dans les forêts matures permettrait cette technique de chasse.