Introduction of an hysteresis in CemaNeige for improving the evolution of the fraction snow covered area
Introduction d’une hystérésis dans CemaNeige pour améliorer l’évolution de la fraction de surface enneigée
Résumé
Le modèle de neige CEMANEIGE créé au sein de l’IRSTEA a été conçu afin d’améliorer les performances du modèle pluie-débit GR4J dans les zones montagneuses. Il s’agit d’un modèle degré-jours à deux paramètres optimisables, à savoir un paramètre d’inertie thermique de la neige dont le but est de réguler la fonte en fonction de l’état thermique du manteau, ainsi qu’un paramètre de vitesse de fonte qui conditionne le volume journalier de fonte. Plusieurs études ont montré que l’utilisation des données d’enneigement MODIS conjointement aux données de débits permet de caler les paramètres des modèles de neige de manière plus robuste. Généralement, cela permet de mieux simuler la surface enneigée sans pour autant détériorer la simulation des débits. Une étude préliminaire a testé le calage du modèle CEMANEIGE avec des données d’enneigement (SCA) et a montré que le modèle en l’état actuel est incapable de produire une simulation d’enneigement suffisamment proche des données observées pour cela. La paramétrisation de l’évolution de la surface enneigée sur des modèles à larges mailles est une problématique courante au sein des modèles de surfaces continentales. Cette paramétrisation est basée sur l’hystérésis décrivant l’évolution du SCA en fonction du volume de neige (équivalent en eau de la neige) sur le bassin due. Cette hystérésis s’explique par le fait que le SCA a tendance à augmenter plus rapidement en période d’accumulation qu’il ne baisse en période de fonte pour une variation du volume de neige équivalente. Plusieurs paramétrisations de cette hystérésis ont été testées dans le modèle CEMANEIGE en ajoutant deux paramètres optimisables à la version de base. Ceux-ci sont déterminés grâce à un critère d’optimisation prenant en compte un critère de débit et un critère de SCA. Différentes approches de calage, ainsi que plusieurs pondérations entre le critère de débit et celui de SCA, ont été testées. L’introduction de l’hystérésis a permis d’améliorer nettement la performance du modèle CEMANEIGE pour la simulation du SCA, sans détériorer la simulation des débits. Les différentes analyses ont également permis de définir une méthode de calage robuste permettant de maximiser les performances des deux critères.