Influence de l'hydrologie souterraine sur la modélisation du climat à l'échelle régionale et globale - Université Pierre et Marie Curie Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2013

Influence of groundwater hydrology on climate modeling at regional and global scale

Influence de l'hydrologie souterraine sur la modélisation du climat à l'échelle régionale et globale

Résumé

General Circulation Models (GCM) are tools which allow studying climate at large scale. Water and energy budget over continental surface are calculated by Land Surface Model (LSM). Interest on using a sophistical LSM to simulate earth climate grew up last years, in particular in transition area, where evaporation is limited on one side by energy and on other side by available water. The instrumented site of SIRTA observes many atmospheric variables and allows validating a climate model on one point. The SIRTA have also soil moisture data which are used for the first time in this thesis. These data reveal a shallow water table, according to geophysical campaign conducted during this thesis. Data from SIRTA are confronted to regional simulations produced with the LSM ORCHIDEE coupled to an atmospheric model. We develop the possibility to impose a water table in the soil modeled by ORCHIDEE, which allows maintaining evaporation during summer at the SIRTA, according to observations. We explore different hydrologic hypothesis which conduct to an evaporation increase at Western European scale and also involve precipitation increase and air cooling. Theses hypothesis are also tested in global simulations to study effects on climate and on climate change due to an increase of greenhouse gases.
Les Modèles de Circulation Générale (MCG) sont des outils permettant l'étude du climat à grande échelle et de ses principales tendances. Les bilans d'eau et d'énergie à la surface des continents y sont calculés à l'aide de modèle de surface continentale (Land Surface Model, LSM). Ces dernières années, l'intérêt d'utiliser un LSM sophistiqué pour modéliser le climat terrestre s'est affirmé, notamment au niveau des régions tempérées qui abritent des zones de transition où l'évapotranspiration est limitée d'une part par l'énergie d'autre part par l'eau disponible. Le site instrumenté du SIRTA mesure de nombreuses variables atmosphériques permettant de valider un modèle climatique en un point. Le SIRTA dispose également de données d'humidité du sol utilisées pour la première fois dans cette thèse. Ces données révèlent la présence d'une nappe perchée, en accord avec une campagne de mesures géophysiques réalisée durant cette thèse. Les données du SIRTA sont confrontées à des simulations régionales qui sont réalisées à l'aide du LSM ORCHIDEE couplé à un modèle atmosphérique. Nous développons la possibilité d'imposer une nappe au sein du sol modélisé par ORCHIDEE, ce qui permet de soutenir l'évaporation en été au SIRTA, en accord avec les observations. Nous explorons différentes hypothèses hydrologiques qui entrainent une augmentation de l'évaporation à l'échelle de l'Europe de l'Ouest et impliquent une augmentation des précipitations ainsi qu'un refroidissement de l'air. Ces hypothèses sont également testées lors de simulations globales afin d'en étudier l'influence sur les caractéristiques du climat et du changement climatique causé par une augmentation de gaz à effet de serre.
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Citer

Aurélien Campoy. Influence de l'hydrologie souterraine sur la modélisation du climat à l'échelle régionale et globale. Sciences de la Terre. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2013. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00934826⟩
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