Simulations des principaux lacs d'Amérique du Nord pour des projections continentales de haute qualité sur le changement climatique
Auteur : Dr. Mani Mahdinia
L'un des principaux objectifs du groupe de climatologie du C1W a été de produire un climat historique continental nord-américain (NA) de haute qualité et des projections futures pour les simulations régionales de modélisation du climat. L'analyse et l'affinement du rôle des principaux lacs nord-américains constituent un élément important de ces efforts, car les lacs représentent une partie importante et fréquente du paysage nord-américain. Un modèle lacustre moins performant pourrait, par exemple, sous-produire les précipitations des régions urbaines environnantes et donner lieu à un cycle de l'eau irréaliste.
Les masses d'eau intérieures ont un effet significatif sur le climat, en particulier à l'échelle régionale, par exemple en tant que puits de chaleur et sources d'humidité. Imaginez les ceintures de neige à l'est des Grands Lacs laurentiens. L'influence des lacs sur le climat hivernal est fortement influencée par la couverture de glace, qui réduit le transfert d'humidité et de température entre l'eau du lac et l'atmosphère. Par conséquent, un effort important a été consacré à l'amélioration de l'intégration des trois plus grandes régions lacustres d'Amérique du Nord : la région des Grands Lacs (GL), les lacs Winnipeg et Winnipegosis (LWW) et la région du Grand lac de l'Ours/Grand lac des Esclaves/Lac Athabasca (GSBLA). Pour chacune de ces régions, trois modèles lacustres différents sont actuellement mis en œuvre : i) le modèle lacustre par défaut de Weather Research and Forecasting (WRF) ; ii) le modèle du Great Lakes Environmental Research Laboratory (GLERL) et iii) le modèle FLake qui a été ajouté en tant que candidat potentiel pour l'amélioration de la qualité de la simulation.
L'un des modèles les plus largement utilisés et testés - Flake - surpasse les autres modèles en termes de prévision des précipitations terrestres/températures de surface, de la couverture de glace lacustre et des dates d'entrée et de sortie de la glace dans les régions proches (figure 1). Le modèle plus physique, GLERL-25 (NOAA's GLERL 25-layers), présente des erreurs moins importantes dans la reproduction des précipitations estivales et des températures de surface. Grâce à ces résultats, un ensemble de modèles lacustres appropriés sera mis en œuvre dans nos simulations à l'échelle continentale, qui impliquent un ensemble diversifié de composants de modèles climatiques physiques.
L'estimation et l'amélioration du comportement et de la qualité des modèles lacustres pour les simulations climatiques sont importantes pour la recherche sur la modélisation du climat, en particulier pour les projections futures pour lesquelles les observations (par exemple, la température de surface du lac) ne sont pas disponibles et la plupart, sinon la totalité, des composants du système doivent être estimés/modélisés.
Figure 1. (a) Le domaine de simulation nord-américain (NA) est représenté par une ligne noire épaisse et les zones lacustres respectives sont mises en évidence. Les 3 régions de droite à gauche sont les régions GL, LWW et GSBLA, respectivement (voir le texte pour la définition de ces régions) ; (b) et (c) erreur de température près du sol (degC) des trois modèles de lac pour la région des Grands Lacs en hiver et en été, respectivement (les nombres dans le coin des figures indiquent l'erreur moyenne absolue). FLake surpasse les autres modèles en hiver, GLERL-25 est supérieur en été ; (d) % de la surface du lac couverte par la glace pour les observations et les 3 modèles. Le modèle FLake présente la correspondance la plus étroite et la plus cohérente avec les données d'observation.