Bilan de masse en surface à haute résolution au Groenland à l'aide du modèle MAR et d'une technique de régionalisation couplée

Abstract

Durant les vingt dernières années, l’inlandsis du Groenland a progressivement diminué en taille suite à une augmentation du ruissellement de l’eau de fonte en été sans compensation par une augmentation des précipitations. De plus, le taux de perte de la glace s’est aussi accéléré, ce qui a comme conséquence une élévation plus rapide du niveau général des mers et davantage d’eau douce rejetée dans l’océan (Vaughan et al., 2013; Fettweis et al., 2013(a)). Les principales incertitudes lorsqu’on estime le bilan de mase en surface (BMS) de l’inlandsis du Groenland proviennent des marges où plusieurs processus particuliers ont lieu. Par exemple, la rétroaction de l’albédo de la neige et le regel de l’eau fondue en surface peut renforcer ou au contraire diminuer la fonte. De plus, les fortes pentes en bordure d’inlandsis sont responsables de la distribution spatiale des précipitations qui correspondent à l’accumulation de masse de l’inlandsis. En modélisation, cela signifie qu’il est nécessaire d’utiliser des modèles avec une (très) haute résolution pour résoudre ces caractéristiques, ce qui est très couteux en temps de calcul. C’est pourquoi cette étude présente l’évaluation d’une nouvelle méthode de régionalisation couplée dans le modèle MAR qui permet d’utiliser une grille à haute résolution dans le module de surface (SISVAT) couplé au module atmosphérique de MAR utilisant une résolution deux fois plus basse. La méthode corrige l’humidité spécifique et la température de proche-surface de MAR à l’aide d’un gradient d’altitude avant de forcer le module de surface. Des simulations ont été lancées avec deux résolutions différentes et sont forcées avec les réanalyses ERA-Interim sur la période allant de 1979 à 2014. La régionalisation couplée est évaluée par rapport à la base de données PROMICE et montrent de meilleurs résultats avec les observations de BMS sur l’inlandsis par rapport aux résultats de MAR dans sa version standard. La comparaison de la régionalisation couplée à une régionalisation a posteriori a révélé peu de différence significative sauf près de la ligne d’équilibre. Seule la méthode couplée permet de faire regeler entièrement l’eau fondue et la pluie en surface tandis que ce processus n’est qu’implicitement pris en compte dans la méthode a posteriori. Comparé à MAR dans sa version standard à résolution équivalente, les résultats régionalisés de façon couplée montrent une surestimation de l’accumulation au centre de l’inlandsis et une surestimation de l’ablation aux marges dus aux biais que la méthode implique sur les précipitations renforçant la rétroaction de l’albédo de la neige. En outre, les gradients de température sont légèrement trop importants entraînant plus de fonte. En conclusion, la méthode de régionalisation couplée doit encore être améliorée en intégrant une correction des précipitations. Pour ce qui est du couplage entre modèle de dynamique glaciaire à très haute résolution et modèle climatique à haute résolution, la méthode a posteriori reste suffisante.