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Actes - Climato.be

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25 ème Colloque de l’Association Internationale de <strong>Climato</strong>logie, Grenoble 2012conditions du stockage pérenne de ce carbone, en particulier dans les horizons superficiels dessols : dans ces conditions, la teneur en eau du sol exerce un contrôle privilégié sur les voies(oxique ou anoxique) et vitesses de décomposition de la matière organique, conduisantrespectivement préférentiellement au relargage de CO 2 ou CH 4 dans l’atmosphère, deux gaz àeffet de serre aux potentiels de réchauffement globaux contrastés. Une part importante desincertitudes des projections climatiques futures tient à la méconnaissance de la réponse ducycle du carbone des hautes latitudes au changement climatique (Friedlingstein et al., 2006), àlaquelle les déficiences de la modélisation hydrologique participent.Ici, nous exploitons le potentiel d’un récent jeu de données satellitaires d’humiditésuperficielle des sols pour la validation et l’identification des potentiels d’amélioration d’unmodèle de surfaces continentales, ORCHIDEE (Krinner et al., 2005). L’extension spatialecircum-arctique de ce jeu de données, et les implications climatiques cruciales des conditionshydrologiques de ces latitudes, citées plus haut, expliquent le choix de la zone circumarctique(ici : au-delà de 50° N) pour notre étude. Elle offre de plus une suite logique etcomplémentaire aux récents développements et validations du modèle ORCHIDEE auxhautes latitudes (Gouttevin et al., 2012).1. Modèle, données et cadre des simulations1.1. ModèleLe modèle de surfaces continentales ORCHIDEE (Krinner et al., 2005) constitue le modèlede surface du modèle de climat de l’IPSL, IPSL-CM5, participant aux exercices deprojections climatiques conduits dans le cadre du GIEC par exemple. Au plan hydrologique, ilrésout, sur une colonne de sol de 2 m verticalement discrétisée en 11 nœuds, l’équation deRichards de la diffusion de l’eau dans le sol (De Rosnay, 1999). Trois types de sol (grossier,moyen et fin) sont pris en compte via des paramètres hydrologiques différents ; ils peuventcoexister sur une maille de modèle, dont l’extension spatiale est typiquement 100 km x 100km. La fraction de maille que chaque type de sol occupe est définie par une carte de soldérivée d’observations (Zobler, 1986). Lorsque de la végétation est présente, elle interagitavec l’eau du sol via des prélèvements racinaires, alors qu’une partie des eaux de pluie peutêtre interceptée et réévaporée. Les eaux de ruissellement sont acheminées vers l’exutoire desrivières via un réseau hydrographique, et peuvent être partiellement réinfiltrées (Ngo-Duc etal., 2007). De récents développements (Gouttevin et al., 2012) ont conduit à introduire uneparamétrisation des effets hydrologiques du gel dans le sol (réduction de la conductivitéhydraulique et de la capacité d’infiltration), améliorant la représentation des régimeshydrologiques à l’échelle locale (sur un site de mesure) et globale en région de pergélisol ouen zones soumises au gel saisonnier.1.2. DonnéesLe scattéromètre ASCAT, embarqué sur le satellite METOP opéré par EUMETSAT, est uninstrument actif opérant dans la gamme des microondes (bande C, 5,255 GHz). Dans cettegamme, le signal rétrodiffusé est particulièrement sensible à la constante diélectrique desurface, elle-même principalement modulée par la teneur en eau du sol liquide du sol. Lespériodes de gel et dégel du sol sont ainsi également identifiables. Cependant, le signalrétrodiffusé est aussi sensible, bien que plus modérément, aux caractéristiques de surfacestelles que la couverture végétale (Wagner et al., 2007) et, la déconvolution des signaux brutsvia un algorithme de post-traitement (Naeimi, 2009) est donc nécessaire à l’obtention desdonnées d’humidité des sols. Cette étape constitue la source d’incertitude principale sur ladonnée (Naeimi, 2009), qui, combinée aux caractéristiques de l’appareil, est estimée entre0,04 et 0,08 m 3 d’eau/m 3 de sol.344

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