Télédétection du manteau neigeux et modélisation de la contribution des eaux de fonte des neiges aux débits des oueds du haut atlas de Marrakech

IV.3.2 A l'aide du modèle de fonte et des surfaces enneigées observées par télédétection

Nous allons évaluer la performance des deux modèles à l'échelle du sous bassin versant de Rheraya, zone où les caractéristiques topographiques des versants sont variées. La seule information observée dont on dispose à cette échelle est celle concernant les surfaces des neiges (SCA) calculées à partir des images satellitaires. On va choisir les surfaces neigeuses calculées à partir des données MODIS, produits qui coïncident avec la disponibilité des données météorologique. Le calcul des SCA à partir des données météorologiques en utilisant un modèle de fonte de neige simple sera détaillé dans le Chapitre V. Les températures spatialisées utilisées à l'entrée du modèle de fonte, sont celles calculées par les deux techniques GRAD et MSPAT.

Les surfaces enneigées observées par télédétection et simulées avec les données climatiques en utilisant les deux modèles de spatialisation de la température GRAD et MSPAT sont comparées pour trois saisons d'étude (2003/2004 à 2005/2006). Les courbes de variations temporelles des SCA moyennées sur le bassin versant de Rheraya sont présentées sur la Figure ýIV . Les SCA simulées par les deux methodes sont comparables avec les SCA observées. Cependant, en 2004/2005 le modèle GRAD sous-estime les simulations des SCA par rapport aux données MODIS. Au début de la saison 2003/2004, pendant la période de fonte entre décembre et janvier, on note une surestimation des SCA avec le modèle GRAD, tandis que les deux SCA sont semblables durant le reste de la saison. Par contre, à la fin de 2005/2006, on a une légère surestimation par le modèle MSPAT. Les pics des SCA sont bien simulés avec les deux modèles, mais avec toujours une légère sous estimation des SCA après des événements de chutes des neiges plus généralisés. Cette sous estimation est due à la formulation de type asymptotique entre le SCA et l'équivalent en eau utilisée au calcul, dans laquelle les SCA_max ne dépassent pas 95% ( Équation ýV , Modélisation de l'accumulation et de la fonte des neiges dans le bassin versant de Rheraya).

Figure ýIV- : courbes de variation des surfaces enneigées estimées avec les deux modèles climatiques, GRAD et MSPAT et calculées à partir des données MODIS.

La Figure ýIV montre un exemple de cartes des SCA obtenues avec les deux modèles climatiques et dérivées des produits MODIS. Les trois dates choisies sont situées durant la période de fonte du 03 au 30 décembre 2003. La distribution des SCA apparaît plus réaliste avec le modèle MSPAT. Cela est évident sur les deux premières dates (03 et 12 décembre) lorsqu'on observe les parties Ouest et Nord-Est du bassin versant.

Figure ýIV- : Distribution spatiale des surfaces neigeuses simulées avec les deux modèles de spatialisation climatique (MSPAT et GRAD) comparées avec celles observées avec MODIS. Les trois dates représentent une période de fonte en décembre 2003.

Afin de quantifier les résultats obtenus ci dessus, nous avons présenté les SCA simulées avec les deux modèles climatiques versus les SCA observées ( Figure ýIV ). Cette comparaison est effectuée sur une résolution spatiale dégradée à 2 km². On note qu'avec le modèle MSPAT les nuages de points sont plus centrés sur l'axe (100 :100). Les statistiques détaillées de cette comparaison pour les trois saisons sont résumées dans le Tableau ýIV . Comme nous avons vu avec les courbes de variation temporelle des SCA dans la Figure ýIV , la comparaison pixel par pixel montre globalement une amélioration nette des SCA simulées par le modèle MSPAT par rapport au modèle GRAD. Cela est très significatif pour les deux saisons 2004/2005 et 2005/2006 avec une diminution du biais de 2.9 et 2.2%, respectivement.

	Nombre d'images		Pixels			Efficience	GRAD	MSPAT
2003/2004	42		117			RMSE (%)	6,84	5,20
						BIAS (%)	-0,17	-0,21
						Equation de Régression		R²	0,80	0,88
								a	0,89	0,96
								b	0,01	0,00
2004/2005	52		117			RMSE (%)	9,66	6,08
						BIAS (%)	-3,35	-0,42
						Equation de Régression		R²	0,63	0,83
								a	1,27	0,97
								b	0,03	0,01
2005/2006	82		117			RMSE (%)	8,07	7,60
						BIAS (%)	-2,28	0,11
						Equation de Régression		R²	0,75	0,78
								a	1,08	0,93
								b	0,02	0,00

Tableau ýIV- : Comparaison des performances des deux modèles GRAD et MSPAT pour estimer les surfaces de neige sur une taille de pixel de 2*2 km.

Figure ýIV- : SCA simulées avec les deux modèles de spatialisation de la température de l'air, GRAD et MSPAT, vs SCA calculées à partir des données MODIS. Comparaison sur un pixel de 2*2km.