Modelling the water budget and the riverflows of the Maritsa basin in Bulgaria

International audienceA soil-vegetation-atmosphere transfer model coupled with a macroscale distributed hydrological model was used to simulate the water cycle for a large region in Bulgaria. To do so, an atmospheric forcing was built for two hydrological years (1 October 1995 to 30 September 1997), at an eight km resolution. The impact of the human activities on the rivers (especially hydropower or irrigation) was taken into account. An improvement of the hydrometeorological model was made: for better simulation of summer riverflow, two additional reservoirs were added to simulate the slow component of the runoff. Those reservoirs were calibrated using the observed data of the 1st year, while the 2nd year was used for validation. 56 hydrologic stations and 12 dams were used for the model calibration while 41 river gauges were used for the validation of the model. The results compare well with the daily-observed discharges, with good results obtained over more than 25% of the river gauges. The simulated snow depth was compared to daily measurements at 174 stations and the evolution of the snow water equivalent was validated at 5 sites. The process of melting and refreezing of snow was found to be important in this region. The comparison of the normalized values of simulated versus measured soil moisture showed good correlation. The surface water budget shows large spatial variations due to the elevation influence on the precipitation, soil properties and vegetation variability. An inter-annual difference was observed in the water cycle as the first year was more influenced by Mediterranean climate, while the second year was characterised by continental influence. The energy budget shows a dominating sensible heat component in summer, due to the fact that the water stress limits the evaporation. This study is a first step for the implementation of an operational hydrometeorological model that could be used for real time monitoring and forecasting of water budget components and river flow in Bulgaria

The SAFRAN-ISBA-MODCOU hydrometeorological model applied over France

An edited version of this paper was published by AGU. Copyright (2008) American Geophysical UnionThe hydrometeorological model SIM consists in a meterological analysis system (SAFRAN), a land surface model (ISBA) and a hydrogeological model (MODCOU). It generates atmospheric forcing at an hourly time step, and it computes water and surface energy budgets, the river ow at more than 900 rivergauging stations, and the level of several aquifers. SIM was extended over all of France in order to have a homogeneous nation-wide monitoring of the water resources: it can therefore be used to forecast flood risk and to monitor drought risk over the entire nation. The hydrometeorologival model was applied over a 10-year period from 1995 to 2005. In this paper the databases used by the SIM model are presented, then the 10-year simulation is assessed by using the observations of daily stream-flow, piezometric head, and snow depth. This assessment shows that SIM is able to reproduce the spatial and temporal variabilities of the water fluxes. The efficiency is above 0.55 (reasonable results) for 66 % of the simulated rivergages, and above 0.65 (rather good results) for 36 % of them. However, the SIM system produces worse results during the driest years, which is more likely due to the fact that only few aquifers are simulated explicitly. The annual evolution of the snow depth is well reproduced, with a square correlation coeficient around 0.9 over the large altitude range in the domain. The stream ow observations were used to estimate the overall error of the simulated latent heat ux, which was estimated to be less than 4 %

Une modélisation unidimensionnelle des échanges énergétiques dans le sol, la végétation et la couche limite atmosphérique

On présente les hypothèses et les équations de base d'une modélisation unidimensionnelle des transferts d'énergie Sol-Atmosphère, en décrivant plus particulièrement les échanges au niveau de l'interface. Cette description est complétée par l'analyse de quelques tests de sensibilité réalisés dans le cas d'un sol nu et en présence de végétation

Une modélisation unidimensionnelle des échanges énergétiques dans le sol, la végétation et la couche limite atmosphérique

On présente les hypothèses et les équations de base d'une modélisation unidimensionnelle des transferts d'énergie Sol-Atmosphère, en décrivant plus particulièrement les échanges au niveau de l'interface. Cette description est complétée par l'analyse de quelques tests de sensibilité réalisés dans le cas d'un sol nu et en présence de végétation

Quelques aspects du cycle continental de l'eau

Quelques aspects de la modélisation du cycle continental de Veau à l'échelle régionale sont évoqués. Après avoir résumé les bases physiques de la modélisation des échanges d'énergie et de masse à l'interface sol-plante-atmosphère , l'article présente quelques exemples de validation d'un schéma à partir de données réelles. L'apport de la modélisation atmosphérique à mésoéchelle du cycle de l'eau est évoqué à travers la simulation appliquée aux données issues de grandes campagnes de mesures expérimentales. Enfin, l'article dessine les perspectives de couplage entre modélisation atmosphérique et hydrologique permettant une meilleure description du cycle annuel de l'eau à l'échelle régionale.Noilhan Joël. Quelques aspects du cycle continental de l'eau. In: L'eau, l'homme et la nature. 24èmes journées de l'hydraulique. Congrès de la Société Hydrotechnique de France. Paris, 18-19-20 septembre 1996. 1996

Modélisation des processus de surface et de la couche limite en milieu urbain

TOULOUSE3-BU Sciences (315552104) / SudocSudocFranceF

The ISBA land surface parameterisation scheme

The additional document contains corrections of various errors present in the original publicationInternational audienceAn updated description of the land surface scheme ISBA (Interaction Soil Biosphere Atmosphere) is given. Recent improvements mostly concern the evaporation from bare soil, the inclusion of gravitational drainage, a continuous formulation of soil transfer coefficients for heat and moisture, and a modification of the surface drag coefficients. Validations of this scheme undertaken at local scale using data set from various field campaign experiments are summarized. The ISBA scheme has been implemented in mesoscale and global scale models. Mesoscale modelling was used to define effective parameters taking into account sub-grid scale heterogeneities of the surface. Finally, developments on soil moisture initialization for potential applications to numerical weather prediction are described

Le programme d'intercomparaison de schémas de surface PILPS : Description des résultats obtenus avec ISBA

This note presents the results of simulations carried out with the ISBA scheme (and its predecessor ASTEC) as part of the Project for Intercomparison of Land surface Parameterization Schemes (PILPS) initiated by the GEWEX program. These are point simulations in forced mode over an annual cycle using atmospheric parameters from the NCAR general circulation model over three contrasting areas: the Amazon rainforest, a prairie in Great Britain and a tundra in northern Canada. Despite the rather unrealistic forcing data, the results obtained with ISBA appear plausible. This scheme shows a better representation of water transfers than its predecessor ASTEC. A very simple snow scheme is also described and its behavior compared to a multi-layer model. This scheme was further improved by Douville et al (1995). The results of this first intercomparison were published by A. Pitman et al. in 1999 (https://doi.org/10.1007/s003820050309) and showed that the ISBA scheme behaved close to the average of the 16 schemes that took part in this first PILPS exercise.Cette note présente les résultats de simulations réalisées avec le schéma ISBA (et son prédécesseur ASTEC) dans le cadre du projet d'intercomparaison des schémas de surface (PILPS) à l'initiative du programme GEWEX. Il s'agit de simulations ponctuelles en mode forcé sur un cycle annuel avec des paramètres atmosphériques issus du modèle de circulation générale du NCAR sur trois zones contrastées : la forêt amazonienne, une prairie en Grande-Bretagne et une toundra au Nord du Canada. Malgré des données de forçage assez peu réalistes les résultats obtenus avec ISBA apparaissent vraisemblables. Ce schéma montre une meilleure représentation des transferts hydriques par rapport à son prédécesseur ASTEC. Un schéma de neige très simple est également décrit et son comportement comparé à un modèle multi-couches. Ce schéma fera l'objet d'améliorations par Douville et al. (1995). Les résultats de cette première intercomparaison seront publiés par A. Pitman et al. en 1999 (https://doi.org/10.1007/s003820050309) et montreront que le schéma ISBA à un comportement proche de la moyenne des 16 schémas ayant participé à ce premier exercice PILPS

Le programme d'intercomparaison de schémas de surface PILPS : Description des résultats obtenus avec ISBA

This note presents the results of simulations carried out with the ISBA scheme (and its predecessor ASTEC) as part of the Project for Intercomparison of Land surface Parameterization Schemes (PILPS) initiated by the GEWEX program. These are point simulations in forced mode over an annual cycle using atmospheric parameters from the NCAR general circulation model over three contrasting areas: the Amazon rainforest, a prairie in Great Britain and a tundra in northern Canada. Despite the rather unrealistic forcing data, the results obtained with ISBA appear plausible. This scheme shows a better representation of water transfers than its predecessor ASTEC. A very simple snow scheme is also described and its behavior compared to a multi-layer model. This scheme was further improved by Douville et al (1995). The results of this first intercomparison were published by A. Pitman et al. in 1999 (https://doi.org/10.1007/s003820050309) and showed that the ISBA scheme behaved close to the average of the 16 schemes that took part in this first PILPS exercise.Cette note présente les résultats de simulations réalisées avec le schéma ISBA (et son prédécesseur ASTEC) dans le cadre du projet d'intercomparaison des schémas de surface (PILPS) à l'initiative du programme GEWEX. Il s'agit de simulations ponctuelles en mode forcé sur un cycle annuel avec des paramètres atmosphériques issus du modèle de circulation générale du NCAR sur trois zones contrastées : la forêt amazonienne, une prairie en Grande-Bretagne et une toundra au Nord du Canada. Malgré des données de forçage assez peu réalistes les résultats obtenus avec ISBA apparaissent vraisemblables. Ce schéma montre une meilleure représentation des transferts hydriques par rapport à son prédécesseur ASTEC. Un schéma de neige très simple est également décrit et son comportement comparé à un modèle multi-couches. Ce schéma fera l'objet d'améliorations par Douville et al. (1995). Les résultats de cette première intercomparaison seront publiés par A. Pitman et al. en 1999 (https://doi.org/10.1007/s003820050309) et montreront que le schéma ISBA à un comportement proche de la moyenne des 16 schémas ayant participé à ce premier exercice PILPS