Utilisation des ré-analyses NCEP pour la génération de scénarios météorologiques. Application pour la génération de scénarios de crues pour le Rhône à l'amont du Léman

Abstract

Generation of meteorological scenarios from NCEP reanalyses. Application for the generation of flood scenarios for the Rhone upstream to Lake Leman. Optimal water resources management requires hydrological scenarios for the climate situation under consideration. These scenarios may be produced from meteorological scenarios thanks to an appropriate hydrological model. The Laboratory «Hydrology and Land Improvement » (HYDRAM) developed a combined downscaling model for the multisite stochastic generation of the meteorological variables required for the generation of such scenarios. The model combines a statistical downscaling model and a k-nearest neighbour resampling approach to generate hourly precipitation and temperature series from NCEP reanalyses. It was applied for the upper Rhone catchment. Observed statistics are well reproduced for both meteorological variables. Then it was used for the generation of a suite of flood scenarios at different hydrological stations of the studied catchment. It can also be applied to downscale climate experiments from global and / or regional climate models for future climate conditions.La gestion optimale de la ressource en eau et des risques hydrologiques associés nécessite souvent l’estimation des différents scénarios hydrologiques possibles pour le contexte climatique considéré. La modélisation hydrologique permet de produire par simulation de tels scénarios sur la base de scénarios météorologiques obtenus à l’aide d’un générateur stochastique approprié. Cette approche a été adoptée par le laboratoire Hydrologie et Aménagements de l’EPFL (HYDRAM) pour produire, pour la situation climatique actuelle, un catalogue de scénarios de crue en différentes stations hydrométriques du bassin versant du Rhône à l’amont du Leman. Le générateur stochastique des variables météorologiques utilise comme données d’entrée les séries temporelles de différents indices de circulation générale extraits des réanalyses NCEP pour la période 1960-2001. Il s’inspire des méthodes statistique (Antolik, 2000) et analogique (Obled et al., 2002) souvent utilisées en prévision météorologique opérationnelle pour l’adaptation des sorties des modèles météorologiques. Il a été utilisé pour la génération multisite de 50 scénarios de 41 ans de températures et de précipitations horaires sur le Rhône. Il permet de reproduire les statistiques moyennes et maximales de ces variables météorologiques à différentes échelles de temps et d’espace. Le générateur peut aussi être utilisé pour adapter les sorties des «expériences climatiques » fournies par les modèles climatiques globaux ou régionaux.Hingray Benoît, Mezghani Abdelkader. Utilisation des ré-analyses NCEP pour la génération de scénarios météorologiques. Application pour la génération de scénarios de crues pour le Rhône à l'amont du Léman. In: Variations climatiques et hydrologie. Le climat, ses variations séculaires et ses changements pronostiqués : quel impact sur l'hydrologie (ressources en eau et évènements rares, étiages - crues). 29èmes Journées de l'Hydraulique. Congrès de la Société Hydrotechnique de France. Lyon, 27-28 mars 2007. 2007