HDSM, un modèle hydrologique multi-échelle, dédié aux environnements tropicaux (Lac Tchad) et montagneux (Himalaya)

Transcription

1 HDSM, un modèle hydrologique multi-échelle, dédié aux environnements tropicaux (Lac Tchad) et montagneux (Himalaya) F. Delclaux (IRD), M. Savéan(UM2) et P. Chevallier (IRD), HydroSciences Montpellier

2 Un nouveau modèle hydrologique? 2006 : projet(s) Bassin du Lac Tchad Surface bassin: 2.5 MKm 2 surface hydrologique active: 1 MKm 2 Fort gradient climatologique 14 E précipitation 300 mm/y Ténéré Komadougou Lake Chad > 90% lakeinflows 13 N évaporation mm/y Logone Chari mm/y 400 km mm/y

3 km² km² dynamique du lac Km 2 (6000 BP)?

4 km² km² dynamique du lac Km 2 (6000 BP) plaine inondation Km 2 ~ 80% volume lac north Lake Chad floodplains south?

5 Un nouveau modèle neige-glace-eau? 2009 : projet Bassin Dudh Koshi(Everest) Koshi basin Surface : km² Dudh Koshi basin Précipitations 1200 mm/y Hiver : Flux d ouest Eté : Mousson (80%) Altitudes ( m) Glace : 500 km² Neige : km² Contributions pluie/neige/glace débit? Comparaison de la perception du changement climatique par populations locales et l évolution indicateurs climatiques : couvert neigeux simulé

6 Contraintes neige du modèle hypothèse : bonne représentation des débits implique simulation correcte du couvert neigeux paramètres fonte neige calibrés avec couvert neigeux satellite forte hétérogénéité en altitude spatialement distribué par mailles plutôt que bandes lacs sur plateau Tibétain dynamiques lacustres

7 HDSM, HydrologicalDistributedSnow Model : développements modélisation hydro climat P ETP milieu - géomorphologie - plaine inondation - water holding capacity - conductance Module production GR2M / GR4J (Perrin et al., 2003, Mouelhi et al., 2006) conceptuel; mensuel/ journalier, maillé Module propagation THMB (Coe, 1999) 2 réservoirs ruissellement et sub surface 1 réservoir de propagation 5 paramètres niveaux lacs, débits Calage (Latin Hypercube Sampling) ou Validation

8 Validation du Bassin Lac Tchad à l actuel Forçage climat : P = CRU + (GPCP + TRMM)/2 Bastolaet Delclaux, 2011 ETP = Hargreaves(NCEP/NCAR) Milieu : Relief = SRTM 3 agrégé à 10km Lecoz et Delclaux, 2008 WHC = LSP2 ECHAM Hagemann, 2002

9 Simulation HDSM + PMIP2 du Lac Tchad à 6Ky BP (MegaTchad) Forçage climat : P, ETP = 11 modèles PMIP2 ccsm oa csiro1.1 oa echam5 echam53 lpj oa echam53 lpj oav fgoals oa ipsl oa mrinfa oa mrinfa oav ubris oa ubris oav

10 Simulation HDSM + LMDZ du Lac Tchad à 6Ky BP (MegaTchad) Forçage climat : P, ETP= LMDZ avec et sans rétroaction zones humides Krinner et al, 2012 present time 6 KyBP, no retroaction 6ky BP, retroaction

11 HDSM, Hydrological Distributed Snow Model : développements modélisation neige P climat Ta milieu - relief - glace prescrite (propre/débris) Module neige : fonte degré-jour (Hock, 1999) accumulation fonte 3 à 5 paramètres P ETP surfaces enneigées Calage (LHS) ou Validation (Modis, Spot Vgt) Module production GR2M/GR4J Module propagation THMB niveaux lacs, débits Calage (LHS) ou Validation

12 Sensibilité de Snow CoverArea à la neige fugace Si hauteur neige < hsmin : hauteur neige pluie

13 Variabilité spatiale du manteau neigeux Snow Water Equivalent (mm we) Surface enneigées (absence / présence) Comparaison spatiale HDSM [02-09]/02/03 [02-09]/02/03 MODIS [02-09]/02/2003 HDSM = MODIS HDSM > MODIS [02-09]/02/03 Surfaces enneigées

14 Les limites du modèles sont autant de perspectives! Hydrologie Amélioration du schéma de propagation : relief % plaine inondation Paramétrisationdu WHC pour prise en compte de la végétation et du sol Neige Introduction de termes de pertes : sublimation? transport vent? Modélisation de la fonte par fonction(albédo, rayonnement) Passage au MODIS et Spot Vgt journalier

15 Merci pour votre attention!

16 lake water budget is mainly controlled by evaporation and tributaries inflows a) before 1970s drought lake surface ~ km 2 b) after 1970s all the values are divided by 2

17 MODÈLE FINAL MODULE NEIGE ETP P Ta Neige Glace GR4J Pluie Fonte Peq Fonte Réservoir sol Ruiss. de sub-surface THMB Réservoir de sub-surface Ruiss. de surface Réservoir de surface F in Réservoir de routage Dir.Ec DEBITS

18 Sensibilité SCA à la paramétrisation neige

19 Comparison between Aphrodite and Cokriging precipitation Koshi ( km²) Dudh Koshi (3722 km²) Mean annual precipitation( ) Aphrodite mm/year Cokriging mm/year Koshi (+26%) Dud Koshi (-10%) Comparison with annual discharge Koshi (Chatara) Dudh Koshi (Rabuwa Bazar) Runoff coefficient overestimation due to snow? Dudh Koshi = highest basin (3373 m)