Optimisation du réseau national de suivi pérenne in situ de la température des plans d'eau : apport de la modélisation et des données satellitaires - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement Access content directly
Reports (Research Report) Year : 2015

Optimization of a permanent monitoring network of the temperature for french lakes: contribution of modelling and satellite data

Optimisation du réseau national de suivi pérenne in situ de la température des plans d'eau : apport de la modélisation et des données satellitaires

J. Prats
  • Function : Author
P.A. Danis

Abstract

The objectives of the use of modelling and satellite data for the optimization of the national network of permanent monitoring of the temperature of water bodies are 1) understand at the national scale the epilimnion and hypolimnion water temperatures for WFD lakes and their recent evolutions, and 2) identify lakes with unstable thermodynamic behavior which could be significantly modified in the context of future climate change. In this report, the potential use of satellite data as a proxy for the temperature of the epilimnion was analyzed as well as the performance of three simulation models of the temperature of the water in French waters. The models used are i) FLake model (Mironov, 2008), ii) the model of Toffolon et al. (2014), and iii) a modification proposed herein of the model of Ottosson et Abrahamsson (1998). On the one hand, satellite data are used to obtain a basic characterization of the average annual thermal cycle of French water bodies and its relationship with morphometry and geography. In addition, satellite data are used with the measured temperature profiles data to calibrate the modified model of Ottosson and to validate the three temperature models. The model which gives the best simulations, the modified Ottosson model, enables us to classify water bodies according to their hydrodynamic behaviour and to study long term epilimnion temperature trends.
L'objectif de l’utilisation de la modélisation et des données satellitaires pour l’optimisation du réseau national de suivi pérenne de la température des plans d‘eau est double. D’une part appréhender à l’échelle nationale les températures de l’épilimnion et de l’hypolimnion des plans d’eau DCE ainsi que leurs évolutions récentes et d’autre part d’identifier les plans d’eau dont le fonctionnement thermodynamique est peu stable et risquerait d’être significativement modifié dans le contexte des changements climatiques à venir. Dans ce rapport, l’utilisation potentielle des données satellitaires comme proxy de la température de l’épilimnion a été analysée ainsi que la performance de trois modèles de simulation de la température de l’eau des plans d’eau français. Les modèles utilisés sont i) le modèle FLake (Mironov, 2008), ii) le modèle de Toffolon et al. (2014), et iii) une modification proposée ici du modèle d’Ottosson et Abrahamsson (1998). Les données satellitaires sont utilisées d’un côté pour obtenir une caractérisation basique du cycle thermique annuel moyen des plans d’eau français et de sa relation avec sa morphométrie et géographie. De plus, les données satellitaires sont utilisées avec les données de profils de températures mesurées pour la calibration du modèle d’Ottosson modifié et la validation des trois modèles. Le modèle qui donne les meilleures simulations, le modèle d’Ottosson modifié, nous permet de classifier les plans d’eau selon leur comportement hydrodynamique et d’étudier les tendances de la température de l’épilimnion à long terme.
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hal-02602604 , version 1 (16-05-2020)

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Cite

J. Prats, P.A. Danis. Optimisation du réseau national de suivi pérenne in situ de la température des plans d'eau : apport de la modélisation et des données satellitaires. [Rapport de recherche] irstea. 2015, pp.93. ⟨hal-02602604⟩
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