Représentation des hétérogénéités de couverture neigeuse au sous-grille dans les modèles régionaux et mondiaux

Pour améliorer la description des interactions et rétroactions entre la Terre et l'atmosphère de l'automne au printemps dans les modèles régionaux et mondiaux de météo, de climat et d'hydrologie, un sous-modèle de distribution de neige au sous-grille (SSNOWD) a été développé, qui inclut explicitement la variabilité de la profondeur de neige et de la couverture neigeuse au sous-grille. D'un point de vue atmosphérique et hydrologique, la distribution de profondeur de neige au sous-grille est une quantité importante à prendre en compte dans les modèles à grande échelle. Dans le système naturel, ces distributions de profondeur de neige au sous-grille sont en grande partie responsables du mosaïque de zones couvertes de neige et découvertes qui se développent au fur et à mesure que la neige fond, et les impacts de ces zones fractionnaires doivent être quantifiés afin de simuler de manière réaliste les flux de surface moyennés sur la grille. La formulation de SSNOWD intègre des études d'observation montrant que les distributions de neige peuvent être décrites par une distribution lognormale et le coefficient de variation de la profondeur de neige. En utilisant une compréhension des processus physiques qui mènent à ces variations observées de profondeur de neige, une distribution globale de neuf catégories de variabilité de profondeur de neige au sous-grille a été développée, et des valeurs de coefficient de variation ont été attribuées à chaque catégorie sur la base des mesures publiées. De plus, SSNOWD adopte l'approche physiquement réaliste de réaliser des calculs distincts de bilan d'énergie de surface sur les portions couvertes de neige et découvertes de chaque cellule de grille du modèle, et pèse les flux résultants en fonction de ces zones fractionnaires. En utilisant une version climatique du Système de Modélisation Atmosphérique Régionale (ClimRAMS) sur un domaine nord-américain, SSNOWD a été comparé à une formulation de couverture neigeuse similaire à celles actuellement utilisées dans la plupart des modèles de circulation générale. Les simulations ont montré que prendre en compte la variabilité de la distribution de la neige a un impact significatif sur l'évolution de la couverture neigeuse et les flux d'énergie et d'humidité associés.