Analyse de sensibilité sur les données NARR

Une incertitude majeure du projet concerne les intrants météorologiques utilisés pour le logiciel. En effet, contrairement aux stations Shames ou Stearns, les données nécessaires à l'utilisation de SURFEX ne sont pas mesurées sur le bassin versant de la Nechako. Il a été décidé d'utiliser les données de réanalyse NARR pour modéliser les coussins à neige du bassin versant. Toutefois, ces données possèdent une résolution de 32 km par 32 km. Il est donc très probable qu'il existe une différence notable entre ce jeu de données et les conditions météorologiques réelles au coussin à neige. Par conséquent, une analyse comparative a été effectuée à la station Shames entre les données NARR et les mesures effectuées par la station météorologique. La Figure 5.5présente une comparaison de la température entre les deux jeux de données.

Figure 5.5 Comparaison des températures entre la station Shames et les données NARR

Les variations de température semblent être parfaitement synchronisées. Il existe tout de même une sous-estimation moyenne de 1.16°C qui s’explique probablement par la résolution des données NARR, puisqu’une seule valeur s’applique à une surface de 1024 km². Un écart saisonnier peut également être observé, où la sous-estimation s’élève à -1.73°C entre les mois de mars et mai. L’erreur est à son plus bas entre les mois de septembre et février, avec une sous-estimation de -0.83°C. En été, l’écart est de -1.35°C. Les coussins à neige du bassin versant de la Nechako se trouvent au double de l’altitude de la station Shames, ce qui risque d’augmenter le biais entre les données NARR et les conditions réelles.

La Figure 5.6 présente une comparaison des précipitations. Il est à noter que les stations de l’AWP captent la pluie et la neige séparément, alors que les précipitations ne sont qu’un seul extrant pour les données NARR. Par conséquent, les précipitations des données NARR ont été séparées en pluie et en neige à partir d’une température de 2°C, ce qui est recommandé par le guide technique de Crocus.

Tel que mentionné dans Langlois et al. (2009), il existe une différence significative entre les deux jeux de données. Les écarts sont surtout présents lors d’évènements importants de précipitation, qui semblent être manqués par les données NARR. Comme ces évènements sont souvent localisés sur un territoire plus ou moins restreint, il est probable que la résolution des données NARR soit la cause de l’erreur.

Figure 5.6 Comparaison des précipitations entre la station Shames et les données NARR. (Haut) Précipitation sous forme de pluie. (Bas) Chutes de neige.

Les données NARR sous-estiment d’ailleurs la quantité de pluie de 21.34 %, mais il n’y a qu’une différence de 2.32 % pour la quantité de neige. Cela confirme une fois de plus les observations de Langlois et al. (2009), selon lesquelles les précipitations de neige surviennent à des moments différents, mais arrivent à des totaux équivalents à la fin de l’hiver. La différence provient principalement du troisième hiver, où la différence de chute de neige entre les deux jeux de données est de 13.5 %. Sinon, les deux premiers hivers n’affichent qu’un écart respectif de 0.95 % et 2.00 %.

Figure 5.7 Comparaison de la vitesse du vent entre la station Shames et les données NARR. Afin d’aider la lecture de la figure, une période restreinte à quelques jours a été choisie. Elle est toutefois représentative de l’ensemble de la période 2010-2013.

Il y a une différence marquée entre les données NARR et l’observé. Les données NARR semblent toutefois être d’un ordre de grandeur semblable aux bourrasques de vent enregistrées à la station météorologique, plutôt qu'à la moyenne des vitesses. La majorité du temps, le vent spécifié par les données NARR demeure tout de même plus élevé que les bourrasques. Une attention particulière doit donc être portée à ce paramètre par rapport aux résultats de SURFEX, compte tenu du rôle important du vent dans les processus de transformation de la neige. Tel que discuté à la Section 2.3.2, le vent influence le transport, le tassement, le métamorphisme et la sublimation de la neige.

La Figure 5.8 présente la comparaison entre les résultats de SURFEX en utilisant les intrants de la station de l'AWP et le pixel NARR correspondant à la station Shames.

Malgré les différences mentionnées au niveau des intrants, il n’existe pas d’écart majeur entre les deux modélisations. Lors des deux premiers hivers, le manteau neigeux est plus faible avec les données NARR, ce qui pourrait être expliqué par l’absence d’évènements extrêmes dans les données de précipitation. D’ailleurs, cela se remarque lors du deuxième hiver, puisque le jeu de données ne réussit pas à reproduire la pointe d’équivalent en eau au mois de janvier, alors qu’elle est parfaitement simulée lorsque les données de l’AWP sont utilisées. La période de fonte est toutefois pratiquement identique peu importe le jeu de données et correspond bien à l’observé, surtout dans le cas de la deuxième année. Dans les deux cas, la modélisation de l’hiver 2012-2013 est similaire et se rapproche peu de l’observé. Cela aurait ainsi tendance à indiquer un problème au niveau de l’ÉEN observé, des paramètres de simulation de SURFEX ou du rayonnement solaire (la seule donnée commune aux deux jeux de données). Au contraire, comme les données NARR reproduisent un manteau neigeux similaire à celui simulé avec les intrants de la station de l’AWP, cela indique une certaine robustesse des données de réanalyse.

Cette analyse confirme qu’il existe des différences notables entre les données NARR et les mesures effectuées à la station Shames, mais que la simulation du manteau neigeux produit des résultats comparables malgré ces différences. La principale source d’erreur par rapport à la simulation des coussins à neige de la Nechako risque d’être le manque d’évènements extrêmes dans les données de précipitations.