Attribution de l'incertitude structurelle du modèle hydrologique dans les études d'impact du changement climatique

Résumé

Cette recherche a investigué l’importance de la structure des modèles hydrologiques en tant que source d’incertitude dans les études d’impacts du changement climatique sur les ressources en eau. Plusieurs études récentes ont montré que l’incertitude structurelle pouvait jouer un rôle significatif et même parfois dominant sur l’incertitude future, mais l’origine de cette incertitude a été peu explorée. Afin d’explorer l’incertitude liée à la structure du modèle hydrologique et de comprendre l'incertitude associée à chacune des composantes structurelles, une analyse multi modèle a été faite à partir de onze (11) représentations de l’évapotranspiration, six (6) modèles d’accumulation et de fonte de neige, de même que seize (16) formulations d’écoulement de l’eau, formant ainsi 1056 combinaisons uniques de structures hydrologiques. L’étude couvre 21 métriques hydrologiques et un ensemble de 100 bassins versants situés en Amérique du Nord. L’importance de ces trois composantes à générer de l’incertitude en climats présent et futur a été étudiée et a été comparée avec celle liée aux modèles de circulation générale. Les résultats ont montré que pour le climat actuel, l’incertitude structurelle réside majoritairement dans les formulations de l’écoulement de l’eau et ce pour toutes les métriques considérées. Dans un climat futur plus chaud, l’incertitude structurelle des modèles hydrologiques domine les métriques de faibles débits et grands débits extrêmes et est autrement comparable à celle résultant des modèles climatiques. Les formulations d’évapotranspiration potentielle dans le climat futur contribuent plus fortement à l’incertitude globale et se compare à celle des formulations d’écoulement pour les métriques décrivant les débits moyens à élevés, mais devient minimale pour les métriques représentant les faibles et très grands débits. La contribution à la variance provenant des formulations d’accumulation et de fonte de neige reste faible pour tous les cas et métriques considérés. Une sélection des meilleures structures de modèles hydrologiques a relativement peu d’impact sur les incertitudes globales et relatives. Elle permet de réduire la contribution des termes d’interaction d’ordre élevé liée aux débits extrêmes (période de retour de 2 à 20 ans), et de rehausser la contribution relative des Modèles de circulation générale, mais ne permet pas de réduire significativement la variance totale, ou à réduire drastiquement la contribution des structures hydrologiques à la variance totale.

Date	1 nov. 2021
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	François Brissette (Directeur(-trice))