La convergence du flux de vapeur d'eau et son potentiel comme variable hydrologique de surface

Résumé

L’hydrologie s’est longtemps intéressée uniquement à la branche terrestre du cycle hydrologique. Pourtant, le contenu en vapeur d’eau de l’atmosphère au-dessus du bassin versant peut varier en fonction du transport net de vapeur d’eau par l’atmosphère soit la convergence horizontale du flux de vapeur d’eau (C). Pour de longues périodes de temps et à l’échelle du bassin, C devrait être égale au ruissellement (R) sortant de cette même région. La convergence du flux de vapeur d’eau pourrait constituer une information supplémentaire d’intérêt afin d’améliorer les modèles hydrologiques visant la prévision du débit en rivière. L’objectif général de ce mémoire est d’évaluer quantitativement le cycle hydrologique complet à l’intérieur du modèle régional canadien de climat (MRCC) afin de déterminer le potentiel de la convergence de flux de vapeur d’eau comme variable utilisable en hydrologie appliquée. Le MRCC est un outil d’intérêt en hydrologie puisqu’il permet de modéliser plusieurs processus complexes du cycle hydrologique à l’échelle régionale, en plus de calculer plusieurs composantes du cycle qui sont difficiles à mesurer dans le monde réel. Les résultats indiquent que la convergence du flux de vapeur d’eau est égale au ruissellement à l’échelle temporelle climatique. À l’échelle annuelle, la convergence et le ruissellement demeurent fortement corrélés (r > 0,8). À l’échelle mensuelle et journalière, la corrélation entre les termes diminue vu l’importance de l’eau transitant dans les réservoirs atmosphérique et terrestres. En hiver, la convergence mensuelle des bassins nordiques est approximativement égale à la variation du couvert de neige. Le terme d’erreur du bilan hydrique représente 0 à 10% de C à l’échelle temporelle climatique. Cet ordre d’erreur est nettement inférieur aux termes d’erreur obtenus par des études similaires faites à partir de réanalyses et ce pour des bassins de plus petites superficies. L’erreur dans le bilan hydrique est liée au schéma numérique semi-lagrangien du MRCC et aux interpolations nécessaires au calcul de C. Pourtant cette erreur supposée aléatoire ne diminue pas strictement avec l’augmentation de la superficie du bassin. Ce biais positif,C < R, pourrait être un biais régional engendré par la correction du bilan hydrique intégré à l’intérieur du MRCC. L’augmentation du terme d’erreur aux échelles mensuelles (0 à 30%) et journalières (0 à plus de 100%) est due à un décalage temporel de 6h entre les flux et les variables d’état lors de leur enregistrement par le MRCC.

Date	8 nov. 2013
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	François Brissette (Directeur(-trice)) & Daniel Caya (Codirecteur(-trice))