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323 results on '"Ducharne, Agnès"'

1. Assessing water and energy fluxes in a regional hydrosystem: case study of the Seine basin

Author

Kilic, Deniz, Rivière, Agnès, Gallois, Nicolas, Ducharne, Agnès, Wang, Shuaitao, Peylin, Philippe, and Flipo, Nicolas

Subjects
Water and energy fluxes, Numerical simulation, Seine hydrosystem, Regional scale, Groundwater, River, SVAT, Geophysics. Cosmic physics, QC801-809, Chemistry, QD1-999, Geology, QE1-996.5
Abstract

While it is well accepted that climate change and growing water needs affect long-term sustainable water resources management, performing accurate simulations of water cycle and energy balance dynamics at regional scale remains a challenging task.Traditional Soil-Vegetation-Atmosphere-Transfer (SVAT) models are used for numerical surface water and energy simulations. These models, by conception, do not account for the groundwater lower boundary that permits a full hydrosystem representation. Conversely, while addressing important features such as subsurface heterogeneity and river–aquifer exchanges, groundwater models often integrate overly simplified upper boundary conditions ignoring soil heating and the impacts of vegetation processes on radiation fluxes and root-zone uptakes. In this paper, one of the first attempts to jointly model water and energy fluxes with a special focus on both surface and groundwater at the regional scale is proposed on the Seine hydrosystem (78,650 km$^{2}$), which overlays one of the main multi-aquifer systems of Europe.This study couples the SVAT model ORCHIDEE and the process-based hydrological–hydrogeological model CaWaQS, which describes water fluxes, via a one-way coupling approach from ORCHIDEE toward CaWaQS based on the blueprint published by [de Marsily et al., 1978]. An original transport library based on the resolution of the diffusion/advection transport equation was developed in order to simulate heat transfer in both 1D-river networks and pseudo-3D aquifer systems. In addition, an analytical solution is used to simulate heat transport through aquitards and streambeds. Simulated ORCHIDEE surface water and energy fluxes feed fast surface runoff and slow recharge respectively and then is used as CaWaQS forcings to compute river discharges, hydraulic heads and temperature dynamics through space and time, within each of the hydrosystem compartments. The tool makes it possible to establish a fully consistent water and energy budget over a period of 17 years. It also simulates temperature evolution in each aquifer and evaluates that river thermal regulation mostly relies by order of importance on short wave radiations (109.3 W${\cdot }$m$^{-2}$), groundwater fluxes (48.1 W${\cdot }$m$^{-2}$) and surface runoff (22.7 W${\cdot }$m$^{-2}$).

Published
2022
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2. GMD perspective: The quest to improve the evaluation of groundwater representation in continental- to global-scale models

Author

Gleeson, Tom, Wagener, Thorsten, Döll, Petra, Zipper, Samuel C, West, Charles, Wada, Yoshihide, Taylor, Richard, Scanlon, Bridget, Rosolem, Rafael, Rahman, Shams, Oshinlaja, Nurudeen, Maxwell, Reed, Lo, Min-Hui, Kim, Hyungjun, Hill, Mary, Hartmann, Andreas, Fogg, Graham, Famiglietti, James S, Ducharne, Agnès, de Graaf, Inge, Cuthbert, Mark, Condon, Laura, Bresciani, Etienne, and Bierkens, Marc FP

Subjects
Earth Sciences
Abstract

Continental-to global-scale hydrologic and land surface models increasingly include representations of the groundwater system. Such large-scale models are essential for examining, communicating, and understanding the dynamic interactions between the Earth system above and below the land surface as well as the opportunities and limits of groundwater resources. We argue that both large-scale and regional-scale groundwater models have utility, strengths, and limitations, so continued modeling at both scales is essential and mutually beneficial. A crucial quest is how to evaluate the realism, capabilities, and performance of large-scale groundwater models given their modeling purpose of addressing large-scale science or sustainability questions as well as limitations in data availability and commensurability. Evaluation should identify if, when, or where large-scale models achieve their purpose or where opportunities for improvements exist so that such models better achieve their purpose. We suggest that reproducing the spatiotemporal details of regional-scale models and matching local data are not relevant goals. Instead, it is important to decide on reasonable model expectations regarding when a large-scale model is performing "well enough"in the context of its specific purpose. The decision of reasonable expectations is necessarily subjective even if the evaluation criteria are quantitative. Our objective is to provide recommendations for improving the evaluation of groundwater representation in continental-to global-scale models. We describe current modeling strategies and evaluation practices, and we subsequently discuss the value of three evaluation strategies: (1) comparing model outputs with available observations of groundwater levels or other state or flux variables (observation-based evaluation), (2) comparing several models with each other with or without reference to actual observations (model-based evaluation), and (3) comparing model behavior with expert expectations of hydrologic behaviors in particular regions or at particular times (expert-based evaluation). Based on evolving practices in model evaluation as well as innovations in observations, machine learning, and expert elicitation, we argue that combining observation-, model-, and expert-based model evaluation approaches, while accounting for commensurability issues, may significantly improve the realism of groundwater representation in large-scale models, thus advancing our ability for quantification, understanding, and prediction of crucial Earth science and sustainability problems. We encourage greater community-level communication and cooperation on this quest, including among global hydrology and land surface modelers, local to regional hydrogeologists, and hydrologists focused on model development and evaluation.

Published
2021

3. Infiltration from the Pedon to Global Grid Scales: An Overview and Outlook for Land Surface Modeling

Author

Vereecken, Harry, Weihermüller, Lutz, Assouline, Shmuel, Šimůnek, Jirka, Verhoef, Anne, Herbst, Michael, Archer, Nicole, Mohanty, Binayak, Montzka, Carsten, Vanderborght, Jan, Balsamo, Gianpaolo, Bechtold, Michel, Boone, Aaron, Chadburn, Sarah, Cuntz, Matthias, Decharme, Bertrand, Ducharne, Agnès, Ek, Michael, Garrigues, Sebastien, Goergen, Klaus, Ingwersen, Joachim, Kollet, Stefan, Lawrence, David M, Li, Qian, Or, Dani, Swenson, Sean, Vrese, Philipp, Walko, Robert, Wu, Yihua, and Xue, Yongkang

Subjects
Physical Geography and Environmental Geoscience, Soil Sciences, Crop and Pasture Production, Environmental Engineering
Abstract

Infiltration in soils is a key process that partitions precipitation at the land surface into surface runoff and water that enters the soil profile. We reviewed the basic principles of water infiltration in soils and we analyzed approaches commonly used in land surface models (LSMs) to quantify infiltration as well as its numerical implementation and sensitivity to model parameters. We reviewed methods to upscale infiltration from the point to the field, hillslope, and grid cell scales of LSMs. Despite the progress that has been made, upscaling of local-scale infiltration processes to the grid scale used in LSMs is still far from being treated rigorously. We still lack a consistent theoretical framework to predict effective fluxes and parameters that control infiltration in LSMs. Our analysis shows that there is a large variety of approaches used to estimate soil hydraulic properties. Novel, highly resolved soil information at higher resolutions than the grid scale of LSMs may help in better quantifying subgrid variability of key infiltration parameters. Currently, only a few LSMs consider the impact of soil structure on soil hydraulic properties. Finally, we identified several processes not yet considered in LSMs that are known to strongly influence infiltration. Especially, the impact of soil structure on infiltration requires further research. To tackle these challenges and integrate current knowledge on soil processes affecting infiltration processes into LSMs, we advocate a stronger exchange and scientific interaction between the soil and the land surface modeling communities.

Published
2019

7. Multi-objective calibration and evaluation of the ORCHIDEE land surface model over France at high resolution.

Author

Huang, Peng, Ducharne, Agnès, Rinchiuso, Lucia, Polcher, Jan, Baratgin, Laure, Bastrikov, Vladislav, and Sauquet, Eric

Subjects
SEDIMENTARY basins, GRID cells, WATER supply, TREND analysis, EVAPOTRANSPIRATION, WATERSHEDS
Abstract

Here we present a strategy to obtain a reliable hydrological simulation over France with the ORCHIDEE land surface model. The model is forced by the SAFRAN atmospheric reanalysis at 8 km resolution and hourly time steps from 1959 to 2020 and by a high-resolution DEM (around 1.3 km in France). Each SAFRAN grid cell is decomposed into a graph of hydrological transfer units (HTUs) based on the higher-resolution DEM to better describe lateral water movements. In particular, it is possible to accurately locate 3507 stations among the 4081 stations collected from the national hydrometric network HydroPortail (filtered to drain an upstream area larger than 64 km 2). A simple trial-and-error calibration is conducted by modifying selected parameters of ORCHIDEE to reduce the biases of the simulated water budget compared to the evapotranspiration products (the GLEAM and FLUXCOM datasets) and the HydroPortail observations of river discharge. The simulation that is eventually preferred is extensively assessed with classic goodness-of-fit indicators complemented by trend analysis at 1785 stations (filtered to have records for at least 8 entire years) across France. For example, the median bias of evapotranspiration is -0.5 % against GLEAM (-4.3 % against FLUXCOM), the median bias of river discharge is 6.3 %, and the median Kling–Gupta efficiency (KGE) of square-rooted river discharge is 0.59. These indicators, however, exhibit a large spatial variability, with poor performance in the Alps and the Seine sedimentary basin. The spatial contrasts and temporal trends of river discharge across France are well represented with an accuracy of 76.4 % for the trend sign and an accuracy of 62.7 % for the trend significance. Although it does not yet integrate human impacts on river basins, the selected parameterization of ORCHIDEE offers a reliable historical overview of water resources and a robust configuration for climate change impact analysis at the nationwide scale of France. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Published
2024
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16. Validation of a new global irrigation scheme in the land surface model ORCHIDEE v2.2

Author

Arboleda-Obando, Pedro Felipe, Ducharne, Agnès, Yin, Zun, and Ciais, Philippe

Abstract

Irrigation activities are important for sustaining food production, and account for 70 % of total global water withdrawals. In addition, due to increased evapotranspiration (ET) and changes on leaf area index (LAI), these activities have an impact on hydrology and climate. In this paper we present a new irrigation scheme within the land surface model ORCHIDEE. It restrains actual irrigation according to available freshwater by including a simple environmental limit and using allocation rules depending on local infrastructure. We perform a simple sensitivity analysis and parameter tuning to set the parameter values and match the observed irrigation amounts against reported values, assuming uniform parameter values over land. Our scheme matches irrigation withdrawals amounts at global scale, but we identify some areas in India, China and the US (some of the most intensively irrigated regions worldwide) where irrigation is underestimated. In all irrigated areas, the scheme reduces the negative bias of ET. It also exacerbates the positive bias of the leaf area index (LAI) except for the very intensively irrigated areas, where irrigation reduces a negative LAI bias. The increase of ET decreases river discharge values, in some cases significantly, although this does not necessarily lead to a better representation of discharge dynamics. Irrigation, however, does not have a large impact on the simulated total water storage anomalies (TWSA) and its trends. This may be partly explained by the absence of non-renewable groundwater use, and its inclusion could increase irrigation estimates in arid and semiarid regions by increasing the supply. Correlation of irrigation biases with landscape descriptors suggests that inclusion of irrigated rice and dam management could improve the irrigation estimates as well. Regardless of this complexity, our results show that the new irrigation scheme helps simulating acceptable land surface conditions and fluxes in irrigated areas, which is important to explore the joint evolution of climate, water resources and irrigation activities.

Published
2023

21. Water Balance in the Amazon Basin from a Land Surface Model Ensemble

Author

Getirana, Augusto C. V., Dutra, Emanuel, Guimberteau, Matthieu, Kam, Jonghun, Li, Hong-Yi, Decharme, Bertrand, Zhang, Zhengqiu, Ducharne, Agnes, Boone, Aaron, Balsamo, Gianpaolo, Rodell, Matthew, Toure, Ally M., Xue, Yongkang, Peters-Lidard, Christa D., Kumar, Sujay V., Arsenault, Kristi, Drapeau, Guillaume, Leung, L. Ruby, Ronchail, Josyane, and Sheffield, Justin

Published
2014

22. ASSESSING WATER AND ENERGY FLUXES IN A REGIONAL HYDROSYSTEM: THE SEINE BASIN CASE STUDY

Author

Rivière, Agnès, Kilic, Deniz, Ducharne, Agnès, Gallois, Nicolas, Shaitao, Wang, Peylin, P., Flipo, Nicolas, Centre de Géosciences (GEOSCIENCES), Mines Paris - PSL (École nationale supérieure des mines de Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL), Milieux Environnementaux, Transferts et Interactions dans les hydrosystèmes et les Sols (METIS), École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Paris-Saclay

Subjects
[SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology
Abstract

International audience; As water and energy resources is competitively used for drinking, recreation, irrigation, industrial and geo/thermal applications, the focus on climate change affecting the sustainable use increases. Multiple uses of water lead to high competition between different interest groups.While it is well accepted that climate change and growing water needs affect the long-term sustainable water resources management, performing accurate simulations of water cycle and energy balance dynamics at regional scale remains a challenging task.Traditional soil-vegetation-atmosphere-transfer (SVAT) used for numerical surface water and energy simulation do not treat the groundwater lower boundary in a fully process-based fashion. Conversely, groundwater models for saturated and unsaturated water flow, while addressing important features such as subsurface heterogeneity and stream-aquifer exchanges, often have overly simplified upper boundary conditions that ignore soil heating, vegetation processes on radiation fluxes, and root-zone uptake. One of the first attempts of jointly modeling water and energy fluxes with a special focus on both surface and groundwater at the regional scale is demonstrated on the Seine basin ( 78,650 km² ), which overlays the main aquifer system of Europe. The tool couples the SVAT model ORCHIDEE and the process-based hydrological–hydrogeological model CaWaQS. An original transport library based on the resolution of the diffusion/advection transport equation was written to simulate heat transfer in both 1D river networks, and pseudo-3D aquifer systems. In addition, an analytical solution is used to simulate heat transport through the aquitards and the streambed. Water and energy fluxes fractionated into fast surface run-off and slow infiltration towards the aquifer system are calculated by ORCHIDEE. The model allows us to establish the first fully consistent water and energy budget over a pluriannual period of time, for which the hydrological variables are stationary. It also simulates temperature evolution in each aquifer and evaluates river thermal regulation by groundwater along the river network. Finally, climate change impacts on the Seine basin hydrological and thermal functioning are investigated using the calibrated model.

Published
2022

23. Simulations des flux d'eau et de chaleur au sein de l'hydrosystème Seine

Author

Rivière, Agnès, Kilic, Deniz, Gallois, Nicolas, Ducharne, Agnès, Wang, Shuaitao, Peylin, P., Flipo, Nicolas, Mines Paris - PSL (École nationale supérieure des mines de Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL), Centre de Géosciences (GEOSCIENCES), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Milieux Environnementaux, Transferts et Interactions dans les hydrosystèmes et les Sols (METIS), École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sorbonne Université (SU), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and PIREN SEINE

Subjects
[SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology
Abstract

As a common good, water is essential for many uses related to human activities : domestic needs (including drinking water supply), agricultural usages, industrial applications, energy requirements and recreational uses. Urbanization, which concentrates a high population density, as well as the economic activities of the Seine basin generate an increase in water and energy needs. In addition, climate change has an impact on the sustainable management of resources in the long term. A precise understanding of water and energy fluxes at the basin scale is therefore becoming a strategic necessity in order to adapt resource management. In this context, the PIREN-Seine teams are developing an integrated modelling tool to simulate water and heat exchanges between the atmosphere and the surface (soil, river and lake) and aquifer systems via the interfaces (unsaturated zone, stream-aquifer interface and aquitard). These developments have resulted in the coupling between ORCHIDEE (developed by IPSL) including water and energy transfers from the atmosphere to the unsaturated zone and CaWaQS (developed by Mines Paris-PSL), which simulates the hydrodynamics of rivers and aquifer systems. An original transport numerical tool based on the resolution of the diffusion/advection transport equation has been developed to simulate heat transfer in river networks and aquifer systems in pseudo-3D. An analytical solution is used to simulate heat transport through aquitards and the stream-aquifer interface. The tool allows us to establish a first water and heat balance of the Seine hydrosystem, which estimates the temperature evolution in each compartment of the hydrosystem and evaluates the heat balance of the rivers. The rivers' heat balance is mainly based on air exchanges and solar radiation (109.3 W m$^{−2}$), and then water-river exchange flows (48.1 W m$^{−2}$) and surface runoff (22.7 W m$^{−2}$).; Véritable bien commun, l’eau est indispensable à de nombreux usages liés aux activités développées par l’homme : les besoins domestiques (dont l’alimentation en eau potable), les usages agricoles, les usages industriels, les usages énergétiques et les usages liés aux loisirs. L’urbanisation, qui concentre une forte densité de population, ainsi que les activités économiques du bassin de la Seine engendrent une augmentation des besoins en eau et en énergie. De plus, le changement climatique a une incidence sur la gestion durable des ressources à long terme. La compréhension précise des flux d’eau et d’énergie à l’échelle du bassin devient ainsi une nécessité stratégique afin d’adapter la gestion des ressources.Dans ce cadre, les équipes du PIREN-Seine ont développé un outil de modélisation intégrée visant à simuler des échanges d’eau et de chaleur entre l’atmosphère et la surface (sol, rivière et lac) et les systèmes aquifères en passant par les interfaces (zone non saturée, interface nappe-rivière et aquitard). Ces développements ont permis le couplage entre ORCHIDEE (développé par l’IPSL) incluant les transferts d’eau et d’énergie depuis l’atmosphère jusqu’à la zone non saturée et CaWaQS (développé par Mines Paris - PSL) simulant l’hydrodynamisme des rivières et du système aquifère.Un outil de transport originale basée sur la résolution de l’équation de transport de diffusion/advection a été développée afin de simuler le transfert de chaleur dans les réseaux hydrographiques et les systèmes aquifères en pseudo-3D. Une solution analytique est utilisée pour simuler le transport de chaleur à travers les aquitards et l’interface nappe-rivière. L’outil permet d’établir un premier bilan d’eau et de chaleur de l’hydrosystème de la Seine. Les résultats permettent d’estimer l’évolution de la température dans chaque compartiment de l’hydrosystème et d’évaluer le bilanthermique des rivières qui repose principalement sur les échanges avec l’atmosphère (109,3 W m$^{−2}$ ), puis les flux d’échange nappe-rivière (48,1 W m$^{−2}$ ) et le ruissellement de surface (22,7 W m$^{−2}$ ).

Published
2022

29. Assessing the variability of soil temperatures in Land Surface Models using outputs from the Soil Parameter Model Intercomparison Project (SP-MIP)

Author

Verhoef, Anne, primary, Zeng, Yijian, additional, Cuntz, Matthias, additional, Gudmundsson, Lukas, additional, Thober, Stephan, additional, McGuire, Patrick C., additional, Bergner, Hannah, additional, Boone, Aaron, additional, Ducharne, Agnès, additional, Ellis, Rich, additional, Kim, Hyungjun, additional, Koirala, Sujan, additional, Lawrence, Dave, additional, Oleson, Keith, additional, Swenson, Sean, additional, Tafasca, Salma, additional, de Vrese, Philipp, additional, Seneviratne, Sonia, additional, Or, Dani, additional, and Vereecken, Harry, additional

Published
2022
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30. Presentation and Evaluation of the IPSL-CM6A-LR Climate Model

Author

Boucher, Olivier, Servonnat, Jérôme, Albright, Anna Lea, Aumont, Olivier, Balkanski, Yves, Bastrikov, Vladislav, Bekki, Slimane, Bonnet, Rémy, Bony, Sandrine, Bopp, Laurent, Braconnot, Pascale, Brockmann, Patrick, Cadule, Patricia, Caubel, Arnaud, Cheruy, Frédérique, Codron, Francis, Cozic, Anne, Cugnet, David, d'Andrea, Fabio, Davini, Paolo, de Lavergne, Casimir, Denvil, Sébastien, Deshayes, Julie, Devilliers, Marion, Ducharne, Agnès, Dufresne, Jean-Louis, Dupont, Eliott, Éthé, Christian, Fairhead, Laurent, Falletti, Lola, Flavoni, Simona, Foujols, Marie-Alice, Gardoll, Sébastien, Gastineau, Guillaume, Ghattas, Josefine, Grandpeix, Jean-Yves, Guenet, Bertrand, Guez, Lionel, Guilyardi, Éric, Guimberteau, Matthieu, Hauglustaine, Didier, Hourdin, Frédéric, Idelkadi, Abderrahmane, Joussaume, Sylvie, Kageyama, Masa, Khodri, Myriam, Krinner, Gerhard, Lebas, Nicolas, Levavasseur, Guillaume, Lévy, Claire, Li, Laurent, Lott, François, Lurton, Thibaut, Luyssaert, Sebastiaan, Madec, Gurvan, Madeleine, Jean-Baptiste, Maignan, Fabienne, Marchand, Marion, Marti, Olivier, Mellul, Lidia, Meurdesoif, Yann, Mignot, Juliette, Musat, Ionela, Ottle, Catherine, Peylin, Philippe, Planton, Yann, Polcher, Jan, Rio, Catherine, Rochetin, Nicolas, rousset, clement, Rousset, Clément, Sepulchre, Pierre, Sima, Adriana, Swingedouw, Didier, Thiéblemont, Rémi, Traore, Abdoul Khadre, Vancoppenolle, Martin, Vial, Jessica, Vialard, Jérôme, Viovy, Nicolas, Vuichard, Nicolas, Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Modelling the Earth Response to Multiple Anthropogenic Interactions and Dynamics (MERMAID), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Nucleus for European Modeling of the Ocean (NEMO R&D ), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), STRATO - LATMOS, Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Modélisation du climat (CLIM), Calcul Scientifique (CALCULS), Océan et variabilité du climat (VARCLIM), Istituto di Scienze dell'Atmosfera e Del Clima [Torino] (isac), National Research Council of Italy | Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), University of Amsterdam [Amsterdam] (UvA), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), ANR-17-EURE-0006,IPSL-CGS,IPSL Climate graduate school(2017), ANR-15-JCLI-0004,GOTHAM,Globally Observed Teleconnections and their role and representation in Hierarchies of Atmospheric Models(2015), ANR-18-CE01-0012,ARiSE,Rôle de la non-linéarité de la réponse atmosphérique à la température de l'océan dans la physique d'ENSO (El Niño Oscillation Australe)(2018), ANR-13-MONU-0008,CONVERGENCE,Convergence en Science du Climat à l'ère du Big Data et des challenges de l'Exascale.(2013), ANR-18-MPGA-0001,ARCHANGE,Changement climatique et Arctique et circulation océanique globale(2018), European Project: 641816,H2020,H2020-SC5-2014-two-stage,CRESCENDO(2015), Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École polytechnique (X)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Sorbonne Université (SU), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sorbonne Université (SU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Sorbonne Université (SU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Sorbonne Université (SU), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), UMR 5805 Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux (EPOC), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sorbonne Université (SU)-École pratique des hautes études (EPHE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Univers et Particules de Montpellier (LUPM), Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), MOSAIC (MOSAIC), Institut FRESNEL (FRESNEL), Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-École Centrale de Marseille (ECM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo France, Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE), École pratique des hautes études (EPHE), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU), Sorbonne Université (SU)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Systems Ecology

Subjects
010504 meteorology & atmospheric sciences, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, 010502 geochemistry & geophysics, climate model, IPSL‐CM6A‐LR, 01 natural sciences, Carbon cycle, lcsh:Oceanography, climate metrics, Range (statistics), SDG 13 - Climate Action, Environmental Chemistry, lcsh:GC1-1581, Precipitation, lcsh:Physical geography, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, CMIP6, 0105 earth and related environmental sciences, [PHYS.PHYS.PHYS-AO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atmospheric and Oceanic Physics [physics.ao-ph], [SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere, Global and Planetary Change, Coupled model intercomparison project, Intertropical Convergence Zone, 13. Climate action, [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, Climatology, Middle latitudes, General Earth and Planetary Sciences, Environmental science, Climate sensitivity, climate sensitivity, Climate model, lcsh:GB3-5030, IPSL-CM6A-LR
Abstract

International audience This study presents the global climate model IPSL-CM6A-LR developed at Institut Pierre-Simon Laplace (IPSL) to study natural climate variability and climate response to natural and anthropogenic forcings as part of the sixth phase of the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6). This article describes the different model components, their coupling, and the simulated climate in comparison to previous model versions. We focus here on the representation of the physical climate along with the main characteristics of the global carbon cycle. The model's climatology, as assessed from a range of metrics (related in particular to radiation, temperature, precipitation, and wind), is strongly improved in comparison to previous model versions. Although they are reduced, a number of known biases and shortcomings (e.g., double Intertropical Convergence Zone [ITCZ], frequency of midlatitude wintertime blockings, and El Niño–Southern Oscillation [ENSO] dynamics) persist. The equilibrium climate sensitivity and transient climate response have both increased from the previous climate model IPSL-CM5A-LR used in CMIP5. A large ensemble of more than 30 members for the historical period (1850–2018) and a smaller ensemble for a range of emissions scenarios (until 2100 and 2300) are also presented and discussed.

Published
2020

33. THE AMMA LAND SURFACE MODEL INTERCOMPARISON PROJECT (ALMIP)

Author

Boone, Aaron, de Rosnay, Patricia, Balsamo, Gianpaolo, Beljaars, Anton, Chopin, Franck, Decharme, Bertrand, Delire, Christine, Ducharne, Agnes, Gascoin, Simon, Grippa, Manuela, Guichard, Françoise, Gusev, Yeugeniy, Harris, Phil, Jarlan, Lionel, Kergoat, Laurent, Mougin, Eric, Nasonova, Olga, Norgaard, Anette, Orgeval, Tristan, Ottlé, Catherine, Poccard-Leclercq, Isabelle, Polcher, Jan, Sandholt, Inge, Saux-Picart, Stephane, Taylor, Christopher, and Xue, Yongkang

Published
2009

35. Modélisation de la température de la Seine à Paris à l’horizon 2100

Author

Rivière, Agnès, Thomas, William, Ladet, Daphné, Le Breton, Guillaume, Ducharne, Agnès, Oudin, Ludovic, Centre de Géosciences (GEOSCIENCES), MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL), ENS Lyon, Université de Lyon, Ecole Centrale Paris, Milieux Environnementaux, Transferts et Interactions dans les hydrosystèmes et les Sols (METIS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)

Subjects
Températures, Changement climatique, [PHYS.PHYS.PHYS-FLU-DYN]Physics [physics]/Physics [physics]/Fluid Dynamics [physics.flu-dyn], [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, Machine learning, [PHYS.MECA.THER]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Thermics [physics.class-ph], [SHS.GESTION]Humanities and Social Sciences/Business administration, Seine, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment
Abstract

International audience; La température de l’eau est un facteur déterminant de la vie des rivières et conditionne les activités industrielles. L’objectif de l’étude est d’établir l’évolution de la température de la Seine à Paris depuis la fin du XIX siècle jusqu’à l’horizon 2100.L’exploitation statistique des observations déjà collectées ont mis en évidence les liens très forts entre température de l’air et la température de l’eau. Les conséquences du réchauffement climatique sont nettement visibles depuis la fin du XIX siècle jusqu’à nos jours : hausse de 1,7 °C par siècle des températures de la Seine, de la Marne, et de l’air.Les méthodes de Machine Learning, sont très efficaces pour l'exploration de jeux de données massifs et sont déjà utilisées en climatologie, météorologie ou hydrologie. Elles ont été retenues pour déterminer les futures températures jusqu’à l’horizon 2100. Les projections de température de l’air estimées à la station proche d’Orly par 12 instituts européens, selon 3 scénarios des émissions terrestres en CO2 (RCP 2.6, 4.5 et 8,5) ont été téléchargées depuis le site web DRIAS. Ces modélisations annoncent une accélération de la hausse notamment dans le scénario RCP 8.5 à l’horizon 2100 : augmentation de la température moyenne annuelle de 2,7 °C et multiplication par 3 des périodes chaudes (>24°C) depuis nos jours.

Published
2021

36. Projections des températures de l'eau de la Seine à Paris à l'horizon 2100

Author

Rivière, Agnès, Ladet, Daphné, Thomas, William, Le Breton, Guillaume, Ducharne, Agnès, Oudin, Ludovic, Centre de Géosciences (GEOSCIENCES), MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL), Zernike Institute for Advanced Materials, University of Groningen [Groningen], Milieux Environnementaux, Transferts et Interactions dans les hydrosystèmes et les Sols (METIS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE), and Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)

Subjects
[PHYS.PHYS.PHYS-FLU-DYN]Physics [physics]/Physics [physics]/Fluid Dynamics [physics.flu-dyn], [SDE.IE]Environmental Sciences/Environmental Engineering, [SDU.STU.CL]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Climatology, [SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes, [SPI.FLUID]Engineering Sciences [physics]/Reactive fluid environment, [PHYS.MECA.THER]Physics [physics]/Mechanics [physics]/Thermics [physics.class-ph], [SHS.GESTION]Humanities and Social Sciences/Business administration, [SDU.STU.HY]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Hydrology, [SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment
Abstract

International audience; Ce rapport est le fruit d'un travail réalisé entre la DRIEAT et des scientifiques du PIREN Seine. La température de l’eau est un facteur déterminant de la vie des rivières et conditionne les activités industrielles. L’objectif de l’étude est d’établir l’évolution de la température de la Seine et de la Marne dans l’agglomération parisienne depuis la fin du XIX e siècle jusqu’à l’horizon 2100.L’exploitation statistique des observations déjà collectées ont mis en évidence les liens très forts entre température de l’air et la température de l’eau. Les conséquences du réchauffement climatique sont nettement visibles depuis la fin du XIX ème siècle jusqu’à nos jours : hausse de 1,7°C par siècle des températures de la Seine, de la Marne, et de l’air.Les méthodes de Machine Learning, sont très efficaces pour l'exploration de jeux de données massifs et sont déjà utilisées en climatologie, météorologie ou hydrologie. Elles ont été retenues pour déterminer les futures températures jusqu’à l’horizon 2100. Les projectionsde température de l’air estimées à la station proche d’Orly par 12 instituts européens, selon 3 scénarios des émissions terrestres en CO 2 (RCP 2.6, 4.5 et 8.5) ont été téléchargées depuis le site web DRIAS.Ces modélisations annoncent une accélération de la hausse notamment dans le scénario RCP 8.5 à l’horizon 2100 : augmentation de la température moyenne annuelle de 2,7°C et multiplication par 3 des périodes chaudes (>25,5°C) depuis nos jours.

Published
2021

38. Intermittent rivers and ephemeral streams: Perspectives for critical zone science and research on socio‐ecosystems

Author

Fovet, Ophélie, Belemtougri, Axel, Boithias, Laurie, Braud, Isabelle, Charlier, Jean‐baptiste, Cottet, Marylise, Daudin, Kevin, Dramais, Guillaume, Ducharne, Agnès, Folton, Nathalie, Grippa, Manuela, Hector, Basile, Kuppel, Sylvain, Le Coz, Jérôme, Legal, Luc, Martin, Philippe, Moatar, Florentina, Molénat, Jérôme, Probst, Anne, Riotte, Jean, Vidal, Jean‐philippe, Vinatier, Fabrice, Datry, Thibault, Sol Agro et hydrosystème Spatialisation (SAS), AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), International Institute for Water and Environmental Engineering [Ouagadougou] (2iE), Milieux Environnementaux, Transferts et Interactions dans les hydrosystèmes et les Sols (METIS), École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CNRS/Université de Toulouse, Riverly (Riverly), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) (BRGM), Environnement Ville Société (EVS), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École nationale supérieure d'architecture de Lyon (ENSAL)-École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Université Jean Moulin - Lyon 3 (UJML), Université de Lyon-Université Lumière - Lyon 2 (UL2)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon), Territoires, Environnement, Télédétection et Information Spatiale (UMR TETIS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Risques, Ecosystèmes, Vulnérabilité, Environnement, Résilience (RECOVER), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université Grenoble Alpes (UGA), Institut de Physique du Globe de Paris, Laboratoire Ecologie Fonctionnelle et Environnement (ECOLAB), Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Études des Structures, des Processus d’Adaptation et des Changements de l’Espace (ESPACE), Université Côte d'Azur (UCA)-Avignon Université (AU)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015 - 2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU), Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École nationale supérieure d'architecture de Lyon (ENSAL)-École des Mines de Saint-Étienne (Mines Saint-Étienne MSE), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)

Subjects
nonperennial, temporary waterways, long-term socio-ecosystem research, +Conservation%22">Water and Life > Conservation, [SDE]Environmental Sciences, systemic approach, and Awareness critical zone observatories, Management
Abstract

International audience; Intermittent rivers and ephemeral streams (IRES) are now recognized to support specific freshwater biodiversity and ecosystem services and represent approximately half of the global river network, a fraction that is likely to increase in the context of global changes. Despite large research efforts on IRES during the past few decades, there is a need for developing a systemic approach to IRES that considers their hydrological, hydrogeological, hydraulic, ecological, and biogeochemical properties and processes, as well as their interactions with human societies. Thus, we assert that the interdisciplinary approach to ecosystem research promoted by critical zone sciences and socioecology is relevant. These approaches rely on infrastructure-Critical Zone Observatories (CZO) and Long-Term Socio-Ecological Research (LTSER) platforms-that are representative of the diversity of IRES (e.g., among climates or types of geology. We illustrate this within the French CZO and LTSER, including their diversity as socio-ecosystems, and detail human interactions with IRES. These networks are also specialized in the long-term observations required to detect and measure ecosystem responses of IRES to climate and human forcings despite the delay and buffering effects within ecosystems. The CZO and LTSER platforms also support development of innovative techniques and data analysis methods that can improve characterization of IRES, in particular for monitoring flow regimes, groundwater-surface water flow, or water biogeochemistry during rewetting. We provide scientific and methodological perspectives for which this interdisciplinary approach and its associated infrastructure would provide relevant and original insights that would help fill knowledge gaps about IRES.

Published
2021

45. Multivariable evaluation of land surface processes in forced and coupled modes reveals new error sources to the simulated water cycle in the IPSL (Institute Pierre Simon Laplace) climate model

Author

Mizuochi, Hiroki, primary, Ducharne, Agnès, additional, Cheruy, Frédérique, additional, Ghattas, Josefine, additional, Al-Yaari, Amen, additional, Wigneron, Jean-Pierre, additional, Bastrikov, Vladislav, additional, Peylin, Philippe, additional, Maignan, Fabienne, additional, and Vuichard, Nicolas, additional

Published
2021
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46. GMD Perspective: the quest to improve the evaluation of groundwater representation in continental to global scale models

Author

Gleeson, Tom, primary, Wagener, Thorsten, additional, Döll, Petra, additional, Zipper, Samuel C., additional, West, Charles, additional, Wada, Yoshihide, additional, Taylor, Richard, additional, Scanlon, Bridget, additional, Rosolem, Rafael, additional, Rahman, Shams, additional, Oshinlaja, Nurudeen, additional, Maxwell, Reed, additional, Lo, Min-Hui, additional, Kim, Hyungjun, additional, Hill, Mary, additional, Hartmann, Andreas, additional, Fogg, Graham, additional, Famiglietti, James S., additional, Ducharne, Agnès, additional, de Graaf, Inge, additional, Cuthbert, Mark, additional, Condon, Laura, additional, Bresciani, Etienne, additional, and Bierkens, Marc F. P., additional

Published
2021
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