Les r´esultats pr´eliminaires de l’´etude ALMIP sont r´esum´es dans l’article en an- nexe (Boone et al., 2009). Ici, nous nous concentrons sur les sp´ecificit´es de CLSM. De fa¸con g´en´erale, il semble que la dispersion entre les mod`eles soit plus r´eduite que celles constat´ees `a la suite des exp´eriences PILPS, GSWP et Rhone-AGG, mais ce r´esultat reste `a confirmer et ce n’est pas l’objectif de notre ´etude. Nous ne montrons pas les r´esultats de l’exp´erience 1, dont l’int´erˆet est plutˆot d’illustrer le b´en´efice des donn´ees satellitaires qui sont incorpor´ees dans les for¸cages des exp´eriences 2 et 3.
Pour la suite on se base sur les r´esultats de l’exp´erience 2 ou 3, en fonction des figures `a notre disposition (r´ealis´ees par Aaron Boone pour l’ensemble des participants). On suppose que le changement de for¸cage ne change pas l’analyse qualitative des simulations.
La figure 4.5 montre que les termes du bilan d’eau simul´es par CLSM sont coh´erents avec ceux des autres mod`eles, marqu´es par le cycle annuel de la mousson. Cependant, CLSM se distingue des autres mod`eles par le fait que l’´evaporation totale sur le do- maine ALMIP est sup´erieure aux pr´ecipitations d’octobre `a d´ecembre. La plupart des mod`eles simulent une ´evaporation pratiquement ´egale aux pr´ecipitations sur cette mˆeme p´eriode, voire l´eg`erement sup´erieure `a la fin du mois de novembre (tous les mod`eles sauf ORCHIDEEC). Ce constat fait ´echo aux r´esultats de Mahanama et Koster (2003), qui ont mis en ´evidence, `a l’´echelle plan´etaire, un plus grand effet m´emoire dans CLSM que dans le LSM Mosaic. Ce dernier diff`ere par la param´etrisation hydrologique (les param´etrisations du bilan d’´energie sont identiques, paragraphe 1.4). Nous remarquons toutefois que l’´etat E > P n’est plus une sp´ecificit´e de CLSM entre f´evrier et mars.
La figure 4.6 montre que la sp´ecificit´e de CLSM identifi´ee `a l’´echelle du domaine complet est produite par tous les LSM `a l’´echelle de la zone sah´elienne (d´efinie par la fen`etre 11˚N – 17˚N, 10˚W – 10˚E). Le bilan hydrique est d´es´equilibr´e de juin `a octobre : l’eau des pr´ecipitations estivales s’accumule dans le sol et est recycl´ee sous forme de vapeur d’eau jusqu’en d´ecembre, soit deux mois apr`es la fin de la saison des pluies. Dans la zone sah´elienne, le bilan en eau de CLSM ne se distingue pas nettement de celui des autres LSM. On peut noter toutefois que le flux souterrain calcul´e par CLSM est quasiment nul, contrairement `a celui calcul´e par ORCHIDEEC, SETHYS, NOAH et SWAP, MSHE.
Les explications du plus grand effet m´emoire de CLSM `a l’´echelle du domaine complet sont `a chercher dans la r´egion ´equatoriale. La figure 4.2 montre que dans cette zone, la profondeur racinaire donn´ee par ECOCLIMAP d´epasse 5 m. Comme les pr´ecipitations sont abondantes toute l’ann´ee, le stock d’eau disponible pour la transpiration est tr`es ´elev´e. Or, il apparaˆıt clairement sur la figure 4.7 que CLSM simule une transpiration plus forte que les autres mod`eles dans cette zone5. Par cons´equent, nous pouvons penser
que l’´evaporation totale simul´ee par CLSM `a l’´echelle du domaine complet est impact´ee par cette forte contribution ´equatoriale.
Il reste `a comprendre pourquoi la transpiration simul´ee par CLSM est plus ´elev´ee que celle des autres mod`eles en r´egion ´equatoriale, alors que l’´epaisseur de la zone ra- cinaire et les pr´ecipitations sont identiques. La figure 4.7 montre que le runoff g´en´er´e par CLSM est faible dans cette zone, ce qui est coh´erent, compte-tenu du fait que le bilan d’eau est ferm´e. Si CLSM produit peu de runoff, cela signifie que le ruissellement
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tous les mod`eles n’ont pas particip´e `a l’Exp.3, ou n’avait pas encore envoy´e leur simulation au moment o`u cette figure a ´et´e r´ealis´ee.
de surface est sous-estim´e, ou bien que le flux de base g´en´er´e depuis la nappe de TOP- MODEL est faible. Comme la figure 4.5 indique que l’´ecoulement souterrain simul´e par CLSM est tr`es nettement parmi les plus faibles, nous retenons cette derni`ere hypoth`ese. Or, le flux de base diminue lorsque la moyenne de l’indice topographique augmente (cf. ´equation (1.29), chapitre 1.4.5). Qualitativement, des indices topographiques ´elev´es d´ecrivent des surfaces mal drain´ees. Le premier panel de la figure 4.4 montre qu’effecti- vement, les indices topographiques utilis´es pour CLSM dans la r´egion ´equatoriale sont relativement ´elev´es. De plus, toutes choses ´egales par ailleurs, des indices topographiques plus ´elev´es produisent une nappe moins profonde (cf. figure 3.10, chapitre 3.3). Plus la nappe est suceptible d’ˆetre proche de la surface, plus les remont´ees d’eau vers la surface sont facilit´ees, d’autant plus que la demande ´evaporative est forte dans un tel contexte ´equatorial.
Cette analyse pr´eliminaire montre que la sp´ecificit´e de CLSM vis-`a-vis de la r´etention d’eau dans le sol est li´ee aux interactions complexes entre les ´equations de TOPMODEL et les bilans de surface. De ce point de vue, une perspective int´eressante serait de tester la sensibilit´e de CLSM aux indices topographiques.
Les implications d’une telle sensibilit´e ne sont pas anodines car l’effet m´emoire du LSM contrˆole la quantit´e de vapeur d’eau en exc`es, qui est disponible pour le recyclage atmosph´erique, par ´evaporation de l’eau accumul´ee durant la saison des pluies. Le re- cyclage de vapeur d’eau au dessus de la surface sah´elienne est identifi´e comme une des cl´es pour comprendre la dynamique des pr´ecipitations (Savenije, 1995).
Fig. 4.5. R´esultats ALMIP Exp.2 (2004) sur le domaine entier. CaB=CLSM, Rainf : pr´ecipitations, DelSoilMoist : variation d’humidit´e dans le sol, Evap : ´evaporation totale, Qs : ruissellement de surface, Qsb : ´ecoulement souterrain (figures A. Boone).
Fig. 4.6. R´esultats ALMIP Exp.2 (2004) sur la zone sah´elienne. CaB=CLSM, Rainf : pr´ecipitations, DelSoilMoist : variation d’humidit´e dans le sol, Evap : ´evaporation totale, Qs : ruissellement de surface, Qsb : ´ecoulement souterrain (figures A. Boone).
Fig. 4.7. R´esultats ALMIP Exp.3 (´et´e 2006). De haut en bas : runoff, ´evaporation, ´evaporation depuis le sol nu, transpiration (figures A. Boone).