Présenté par : MARCHANE AHMED Encadré par : Lionel Jarlan Lahoucine Hanich Abdelghani Boudhar Simon Gascoin Séminaire sur la neige,cesbio, Jeudi 22 Mai 2014 1
Cadre du travail Instituts de recherche scientifique Gestionnaires de l eau Thématique générale: La gestion durable de l eau dans les bassins versants de la Méditerranée du Sud et l étude de l impact des changements climatiques annoncés sur les ressources en eau à l échelle régionale 2
Zone Semi Aride (Maroc) Paramètre fondamental du cycle hydrologique et climatologique Un stock d eau pour le printemps et l été Indicateur du changement climatique Suivi régulier au cours de la saison Pas de temps fin (Journalier) + Large zone La télédétection est une alternative aux données in situ pour extraire l information sur le couvert neigeux. 3
Objectifs Evaluer les capacités de la télédétection (MOD10A1) pour caractériser la variabilité interannuelle de l enneigement sur l Atlas marocain Analyser la variabilité interannuelle de plusieurs indicateurs saisonniers (enneigement maximum, dates de premières neige et de fin de saison, durée d enneigement) Données satellitaires (Haute résolution) Données in situ Méthodes classiques d'analyse de séries temporelles: 4
LA MÉDITERRANÉE 7 Bassins versants au fonctionnement pluvionival sur le Royaume L OCEAN ATLAS MAROCAIN SAHARA 5
Produit neige (MOD10A1) plus de 4760 images Résolution spatial : 500 m Résolution temporel : un jour Période (2000-2013) MODIS Bandes B4 et B6 Bandes MIR/B3/B0 Pas journalier Indices de neige : NDSI MODIS : NDSI=0.4 % de neige= 1.45*NDSI-0.01 50 % d'enneigement Signature spectrale très particulière Réflectance élevée (VIS et PIR) Absorption élevée (MIR) 6
Produit FORMOSAT 2 Séries de 15 images (Rheraya, 2009) Résolution spatial : 8 m Résolution temporel : 4 jour Les masques de neige ont été calculé à l aide d'une classification supervisée en utilisant l'approche parallélépipède Sous-bassin versant Rheraya Série chronologique des masques de neige provenant des données Formosat-2 (sous-bassin versant Rheraya, région de Marrakech) 7
Données in situ Nom de la Station Bassins versants Altituude (m) Disponibilité SUDMED Oukaimeden Tensift 3200 2003-2011 Tizi n Touza Draa 3030 2001-2008 IMPETUS M Goun Draa 3940 2001-2008 Tichki Draa 3230 2001-2008 Imeskar Draa 2326 2001-2008 Station nivale d Oukaimden : 3200m Hauteur de la neige 8
I. Traitement du produit MOD10A1 Les zones montagneuses sont fréquemment sous les nuages La neige a une signature spectrale voisine des nuages dans le domaine Visible Ce qui empêche les observations par satellite dans le domaine optique 9
1. Elimination des images nuageux (> 60%) 2. Filtrage spatio-temporel du produit MOD10A1 10
II. Evaluation du produit neige MOD10A1 Avec les données in situ Les mesures de hauteur de neige sont utilisés pour évaluer la qualité de la classification neige /non neige pour le pixel le plus proche de la station Avec les données FORMOSAT2 Corrélation entre les surfaces enneigées données par le produits MOD10A1 et celle données par FORMOSAT2 11
III. Analyse de la variabilité interannuelle de la surface enneigée La variabilité spatio-temporel de la couverture de neige par bassins versants Une échelle de décision pour les gestionnaires de l'eau Pour identifier les bassins versant qui ont une dynamique de la couverture neigeux similaires Les séries chronologiques de SCA au niveau du bassin versant ont été regroupées en utilisant (Cluster analysis) Indicateurs saisonniers ont été calculés pour chaque groupes de variabilité temporelle cohérente (couverture de neige max, les dates de début et de fonte, la durée d enneigement) 12
I. Correction des produits MOD10A1 Elimination des images nuageux (> 60%) Filtre spatial Filtre temporel 22.6 % 15.2% 14.9% 0.8 %. Avant correction Après correction Nuage Surface enneigée du 07/01/2001,MOD10A1,Atlas marocain 13
I. Évaluation des produits MOD10A1 Comparaison avec FOMOSAT2 Un bon accord entre MODIS et Formosat (r2 = 0,97)... 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 MOD10A1 FORMOSAT-2 14
Comparaison avec les données in situ Apart la station Imeskar situé à basse altitude, les deux jeux de données montrent une nette saisonnalité La précision du produit évaluée par confrontation aux données in situ est estimée à 89 % en moyenne sur les 5 stations. Comparaison entre les mesures de Hauteur de neige et de les surfaces enneigées 15
Comparaison avec les données in situ Station Précision MOD10A1 (%) Oukaimeden 83 Tizi-n tounza 93 Tichki 93 M Goun 82 Imeskar 100 Hétérogénéité de l'élévation dans les cellules de la grille MODIS Couche mince de neige Nb limité d'événements neigeux Ablation rapide 300 100 16
Variabilité interannuelle de la surface enneigée Regroupement en accord avec zone climatique au Maroc (Knippertz et al, 2003.) La dynamique est caractérisée par une très forte variabilité inter-annuelle avec un coefficient de variation de la couverture neigeuse maximale de 77%. Aucune tendance significative sur aucun indicateur à l'échelle du groupe 17
Variabilité des indicateurs saisonnier de l enneigement Date de début Date de fonte Durée Groupe Moyenne Ecart type (jour) Moyenne Ecart type (jour) Moyenne (jour) CV (%) 1 Nov. 4 th 14 Avr. 23 th 23 170 15 2 Nov. 6 th 19 Avr. 2 nd 28 135 25 3 Nov. 26 th 29 Fev. 28 th 19 93 50 Forte variabilité sur les date de fonte extrait pour les trois groupes Une durée d enneigement plus longue pour le groupe 1 par rapport aux autres groupes 18
Cette étude démontre: L'efficacité du traitement appliqué sur le produit MOD10A1 22.6% 0.8% (tout en maintenant 6,1 images par semaine) L évaluation du produit neige MOD10A1 à montrer une précision de 89% en le comparant avec les mesures in situ; un bon accord avec les données FORMOSAT2 (r = 0,97) La classification de la série temporelle des 7 principaux bassins versants a révélé trois principaux groupes Le produit neige MOD10A1 peut être utilisé avec confiance: (1) pour suivre la variabilité spatio-temporelle du couvert neigeux,(2) pour extraire des indicateurs saisonnier d enneigement. 19
CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES Le troisième objectif c est d étudier le lien entre la dynamique atmosphérique et océanique à grande échelle (NAO et SST) et la variabilité du couvert enneigé sur cette région : le lien NAO-précipitations sur l Afrique du Nord, est faible la phase négative de la NAO conduisait à un défavorable à l enneigement réchauffement, donc plutôt Forte relation entre les anomalies de température de surface des océans dans les régions tropicales et équatoriales à la fin de l été et l enneigement sur le Haut Atlas 20