Modélisation hydrologique à partir de données GRACE : application sur les bassins versants brésiliens

Hydrologic modelling with GRACE gravimetry data : application to Brazilian watersheds

• Auteur / Autrice : Luciano Xavier
• Direction : Anny Cazenave, Otto Corrêa Rotunno Filho
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Hydrologie spatiale
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Télédétection

Brésil

Modèles hydrologiques

Amazone, Bassin de l'

Mots clés libres

Mission GRACE

Modélisation hydrologique

Bassin Amazonien

Télédetection

Résumé

Une bonne compréhension du cycle continental de l'eau est un enjeu crucial de la modélisation climatique. La mission de gravimétrie spatiale GRACE lancée en 2002 a permis pour la première fois de mesurer les variations temporelles de la gravité terrestre avec une résolution temporelle de l'ordre du mois. Sur le domaine continental, les variations temporelles de la gravité résultent principalement des redistributions saisonnières et interannuelles de masse d'eau dans les bassins fluviaux. Ainsi GRACE est un outil unique pour étudier le bilan d'eau dans les grands bassins fluviaux et le cycle continental de l'eau. Dans le présent travail de thèse, on a étudié les variations du stock d'eau total mesuré par GRACE dans les bassins fluviaux du continent sud-américain, en particulier dans le bassin amazonien. On a analysé les évolutions spatio-temporelles du stock d'eau dans chacun des sous bassins de l'Amazone, leur lien avec les données de hauteur d'eau in situ le long des cours d'eau et avec les précipitations. On a pu mettre en évidence la forte signature du phénomène ENSO sur l'hydrologie de ce bassin et la réponse du stock d'eau total à ce forçage. Dans une dernière partie, on a abordé la question de l'utilisation des données GRACE dans la modélisation hydrologique du sous bassin du Rio Negro. Les principales limitations de la modélisation actuelle ont été mises en évidence et on a discuté les perspectives d'améliorations futures.

Understanding large scale water fluxes is a great challenge to be met when addressing climate modeling. Data from space gravimetry GRACE mission has been derived since 2002 for allowing a more precise determination of the Earth gravity field. Over the continents, main gravity changes taking place at the seasonal scale are due to the water cycle. Thus, since the planning phase GRACE data had been envisaged as a unique source of information on water cycle variability on large scale. This has been fully attested since its data became available for the scientific community. The present Ph. D. Thesis aims at discussing Total Water Storage (TWS) series derived from GRACE solutions suitability as an additional data source for large scale hydrological modeling. A great effort has been done in analyzing TWS spatiotemporal variability over large Brazilian watersheds, especially the Amazon basin. The obtained results show that GRACE TWS series could represent main water cycle characteristics at the seasonal and interannual scale. As a next step, the suitability of integrating GRACE TWS data has been addressed within a simple approach applied to the Negro River basin, one of the most important subbasins of Amazon watershed. From the obtained results many of the limitations in using these data for hydrological modeling purposes could be discussed, and a improved framework for analysis has then be proposed.