modélisation du manteau neigeux par les modèles grenbls et

MODÉLISATION DU MANTEAU NEIGEUX PAR LES
MODÈLES GRENBLS ET ISBA-ES
COMPARAISON ET ÉTUDE DE SENSIBILITÉ DES MODÈLES
IMPACTS DES CHANGEMENTS CLIMATIQUES SUR L’ENNEIGEMENT
Frédéric Dorsaz
Unité de Géographie, Département des Géosciences
Université de Fribourg, Pérolles, CH-1700 Fribourg
[email protected]
Mots-clés : modélisation, neige, cryosphère, GRENBLS, ISBA-ES, albédo, hauteur de
rugosité, densité, HIRHAM, bilans énergétiques, bilan hydrologique, réchauffement
climatique.
Résumé
Grâce aux progrès informatiques, les modèles climatiques se sont constamment améliorés.
Ils permettent de décrire l’état dynamique et thermodynamique de l’atmosphère, ainsi que
des autres sous-systèmes climatiques tels que la cryosphère, la lithosphère, l’hydrosphère et
la biosphère, sur la base de la physique. Plus précisément, la modélisation nivale permet de
décrire les processus d’accroissement et d’ablation du manteau neigeux pour une région
donnée en fonction des conditions météorologiques. Dans ce travail, deux modèles
climatiques de complexité différente ont été utilisés : GRENBLS et ISBA-ES.
Le premier objectif de ce travail est de comparer les modèles et d’effectuer des tests de
sensibilité de ces modèles permettant ainsi d’évaluer leur capacité à reproduire la
dynamique nivale. Pour cela, trois stations des Alpes suisses d’altitudes différentes ont été
sélectionnées : Davos, Grimsel, Säntis ; et également trois hivers types : 1994-1995 (chaud
et humide), 1996-1997 (chaud et sec), 2004-2005 (froid). Les résultats ont montré que, de
manière générale, les deux modèles simulent correctement les périodes de formation du
manteau neigeux ainsi que les processus de tassement et de compaction de la neige. Par
contre les périodes de fonte présentent d’importants biais entre les simulations et les
observations surtout pour le modèle ISBA-ES. Des tests de sensibilité des deux modèles ont
été réalisés. En modifiant les valeurs de l’albédo maximal de la neige, de la température
critique, de la densité de la neige ou de la hauteur de rugosité, ces tests ont permis de
comprendre la complexité et l’interdépendance des relations qui sont au cœur d’un modèle
de simulation du climat.
Le deuxième objectif de ce travail est de tenter d’évaluer les impacts du réchauffement
climatique sur l’enneigement. En effet, la modélisation permet d’établir des scénarios pour
l’avenir climatique. Selon le modèle HIRHAM, les températures devraient augmenter en
moyenne annuelle de + 4 °C à Davos, au Grimsel et au Säntis pour la période 2071-2100.
Cette hausse des températures, liée à une augmentation des précipitations, devrait
occasionner d’importants impacts sur le manteau neigeux. Selon les modèles GRENBLS et
ISBA-ES, la hauteur de neige moyenne devrait diminuer de plus de la moitié. En parallèle, le
nombre de jours d’enneigement devrait également baisser entre un mois et demi et trois
mois selon les sites. Par conséquent, les effets du réchauffement climatique pourraient être
considérables au niveau environnemental, économique et social pour les régions de
montagne.
Responsable du travail de diplôme : Dr. Stéphane Goyette (Université de Genève)