mémoire - Centre National de Recherches Météorologiques

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difficulté. Il s’agirait de forcer ISBA avec des analyses météorologiques et ainsi de produire des champs
d’humidité parfaitement cohérents avec le modèle Arpège-Climat. Reste que la méthode est
relativement lourde à mettre en œuvre puisqu’elle nécessite notamment de corriger certains biais
systématiques des analyses atmosphériques opérationnelles (probablement celles du CEPMMT), en
corrigeant au minimum les précipitations (voire le rayonnement) à partir des observations disponibles
en temps quasi-réel.
Ces choix « opérationnels » ne peuvent être effectués de manière isolée et ils dépendront
évidemment des projets en cours au CNRM, notamment en matière d’assimilation de données. Ainsi, la
mission SMOS devrait prochainement permettre de produire des analyses globales d’HS à relativement
haute résolution. Par ailleurs, les travaux initiés par J-F. Mahfouf au Canada sur une assimilation de
surface « off-line », mais utilisant des incréments de température et d’humidité à 2 mètres issus de
l’analyse atmosphérique, ouvrent également de nouvelles perspectives (Mahfouf 2007). Au delà de
l’HS, les efforts devront également porter sur l’initialisation du manteau neigeux, souvent rudimentaire
dans les modèles de prévision à courte, moyenne ou longue échéance. Là encore, la technique GLDAS
a l’avantage de la simplicité, mais une stratégie globale devra être discutée entre les différents groupes
du CNRM, afin notamment de réfléchir à la possibilité d’assimiler des mesures spatiales dans le
domaine du visible et/ou des micro-ondes.
Concernant les scénarios climatiques du 21 ème siècle, la priorité est aujourd’hui de développer
une nouvelle version du modèle couplé (CNRM-CM4) dont la dérive soit plus limitée, la climatologie
récente plus réaliste, et la sensibilité aux forçages anthropiques du 20 ème siècle mieux contrôlée. Inutile
de dire qu’il s’agit là d’un défi majeur pour l’ensemble du groupe Climat et que les développements
réalisés autour du modèle ISBA ne représenteront qu’une contribution modeste à cet effort collectif.
Néanmoins, l’extension des simulations hydrologiques globales forcées à la période 1948-2000
permettront non seulement de poursuivre la validation du cycle annuel et de la variabilité inter-annuelle
des débits simulés par ISBA et TRIP, mais également de tester la sensibilité de ces débits à la
variabilité climatique multi-décennale et à certains forçages anthropiques (effet direct du dioxyde de
carbone sur la transpiration, effet du land-use, voire effet radiatif des aérosols en modifiant le
rayonnement solaire incident) à l’instar des travaux de Gedney et al. (2006).
J’ai déjà proposé, en collaboration avec A-L. Gibelin, un stage de Mastère sur ce thème. Les
tests de sensibilité préliminaires effectués en superposant des anomalies mensuelles (pré-industrielles
ou issues d’un scénario du 21 ème siècle) au forçage atmosphérique GSWP-2 suggèrent que l’effet direct
du CO2 est dans ISBA A-gs moins important que dans le modèle de surface du Met Office (Gedney et
al. 2006). L’effet de l’utilisation des sols a également été testé. Il semble marginal et il est généralement
beaucoup plus faible que dans les simulations hydrologiques réalisées à l’IPSL (Piao et al. 2007). Ces
réponses contrastées d’un modèle à l’autre soulignent l’énorme travail qui reste à faire pour
comprendre la sensibilité des modèles hydrologiques, avant même de songer à évaluer les rétroactions
climatiques qui peuvent en résulter. Malheureusement, les séries de débits observés ne sont pas
exemptes d’effet direct de l’homme (aménagements des fleuves, irrigation) et sont souvent trop courtes
pour évaluer précisément les effets à long terme des autres facteurs anthropiques (émissions de gaz à
effet de serre et d’aérosols, utilisation des surface). Espérons que de nouvelles bases de données in
situ de débits (si possible « naturalisés ») verront prochainement le jour et/ou que l’altimétrie spatiale
permettra de compléter les séries existantes sur les principaux fleuves, afin d’entreprendre des intercomparaisons
plus précises à l’échelle des grands bassins.
En attendant, un travail plus prospectif sur l’influence des paramétrisations de l’hydrologie
continentale (neige, permafrost, humidité du sol, zones inondées, aquifères) demeure possible et
intéressant, non pas tant pour prétendre affiner les projections climatiques que pour évaluer en quoi ces
paramétrisations contribuent aux incertitudes dans les scénarios et à des rétroactions qu’il convient de
hiérarchiser parmi l’ensemble de celles (nuages, carbone, etc…) qui ont été plus largement étudiées
dans le cadre du GIEC (Bony et al. 2006). Cet effort est l’un des principaux objectifs de la candidature
de B. Decharme aux sections 19 et 20 du CNRS. Il s’appuiera sur l’ensemble des développements du
modèle ISBA-SGH réalisés pendant la thèse de B. Decharme (qu’il conviendra de poursuivre,