Atmospheric and Hydrologic interactions at regional and climatic scales. The West African Monsoon case.
COUPLAGE DES COMPOSANTES CONTINENTALE ET ATMOSPHERIQUE DU CYCLE DE L'EAU AUX ECHELLES REGIONALE ET CLIMATIQUE.
- APPLICATION A LA MOUSSON OUEST AFRICAINE -
Résumé
The use of the regional climate model MAR (dx=40km) over the West Africa showed that the simulated pluviometric regime and the simulated dynamics are mainly influenced by the Gulf of Guinea SST during 1984. This sensitivity is strongly marked up to 12°N. Beyond this limit, the precipitation regime seems mainly influenced by the interactions with the continental surfaces and the synoptic features. The Sahelian region thus appears as relevant in order to study the coupling between the atmosphere and the continental surfaces.
A new coupling architecture has been then built with the aim to use legacy models and to ensure modularity, portability, extensibility and interoperability. It has been first tested in a one-way configuration by a forcing of the hydrologic model ABC (dx~1.8 km) applied over the Sirba watershed (39000 km2) by rainfall fields. The use of a temporal disaggregation method considering several maximums in a single convective event has demonstrated the larger influence of the time sampling comparing to the spatial location of the rainfall over the basin.
Finally, a fully coupled experiment between the MAR model, a SVAT (Surface Vegetation Atmosphere Transfer) model and the ABC model has been performed over the Sahelian Sirba catchment. The effects of the SVAT grid refinement over the Sirba basin are responsible for changes in soil surface temperature, sensible and latent heat fluxes and soil water balance. However, these modifications can be modulated by the hydrologic model which is able to modify the infiltration and consequently the soil surface water balance and therefore the energy budget and the albedo as well.
A new coupling architecture has been then built with the aim to use legacy models and to ensure modularity, portability, extensibility and interoperability. It has been first tested in a one-way configuration by a forcing of the hydrologic model ABC (dx~1.8 km) applied over the Sirba watershed (39000 km2) by rainfall fields. The use of a temporal disaggregation method considering several maximums in a single convective event has demonstrated the larger influence of the time sampling comparing to the spatial location of the rainfall over the basin.
Finally, a fully coupled experiment between the MAR model, a SVAT (Surface Vegetation Atmosphere Transfer) model and the ABC model has been performed over the Sahelian Sirba catchment. The effects of the SVAT grid refinement over the Sirba basin are responsible for changes in soil surface temperature, sensible and latent heat fluxes and soil water balance. However, these modifications can be modulated by the hydrologic model which is able to modify the infiltration and consequently the soil surface water balance and therefore the energy budget and the albedo as well.
Le Modèle Atmosphérique Régional (MAR, dx=40 km) est mis en œuvre sur l'Afrique de l'Ouest pour souligner la sensibilité du régime pluviométrique et de la dynamique simulée à la température de surface océanique du Golf de Guinée durant l'année sèche 1984. Cette influence est très marquée au sud de 12°N. Au-delà, il semble que les précipitations soient plus influencées par les interactions avec la surface continentale et les structures synoptiques. La zone Sahélienne apparaît donc pertinente pour étudier le couplage entre la surface continentale et l'atmosphère. Ainsi, une architecture originale fondée sur l'utilisation des codes patrimoines permettant modularité, portabilité, extensibilité et interopérabilité a été développé et utilisé en premier lieu en mode forcé de l'atmosphère vers le bassin versant de la Sirba (39000 km2) modélisé par le modèle hydrologique ABC (dx~1.8 km). Un algorithme de désagrégation des pluies convectives basé sur la prise en compte de plusieurs maximums convectifs pour un même évènement a ainsi été testé avec succès. La prépondérance de la sensibilité de l'échantillonnage temporel sur le spatial est ainsi soulignée.
Enfin, une expérience de couplage entre les modèles MAR et ABC interfacés à l'aide de modèles SVAT (Surface Vegetation Atmosphere Transfer) est réalisée sur le bassin de la Sirba.
La haute résolution du SVAT sur la Sirba entraîne alors des modifications dans le traitement des flux, de la température de surface, et dans le bilan en eau. La partie hydrologique montre, pour sa part, sa capacité à moduler les variations apportées par le SVAT haute résolution en modifiant le bilan en eau et par là même l'albedo et le bilan d'énergie.
Enfin, une expérience de couplage entre les modèles MAR et ABC interfacés à l'aide de modèles SVAT (Surface Vegetation Atmosphere Transfer) est réalisée sur le bassin de la Sirba.
La haute résolution du SVAT sur la Sirba entraîne alors des modifications dans le traitement des flux, de la température de surface, et dans le bilan en eau. La partie hydrologique montre, pour sa part, sa capacité à moduler les variations apportées par le SVAT haute résolution en modifiant le bilan en eau et par là même l'albedo et le bilan d'énergie.
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