Vue d’ensemble de GRACE Regional Analyst

Vue d’ensemble

GRACE Regional Analyst est une application web qui permet de suivre l’évolution du stockage des eaux souterraines depuis 2002 dans n’importe quelle région du monde. Elle combine les mesures mensuelles de gravité des satellites GRACE et GRACE Follow-On de la NASA avec les sorties des modèles de surface terrestre du Global Land Data Assimilation System (GLDAS) de la NASA, et exprime le résultat sous forme d’anomalie de stockage des eaux souterraines : la quantité d’eau stockée dans le sous-sol au cours d’un mois donné, en plus ou en moins par rapport à la moyenne 2004–2009, exprimée en hauteur d’eau liquide en centimètres.

La plupart des aquifères comptent trop peu de piézomètres, ou des piézomètres aux séries trop lacunaires, pour dire avec certitude si le stockage augmente ou diminue à l’échelle de l’ensemble du système. GRACE observe chaque aquifère de la planète, chaque mois, avec le même instrument. Sa résolution est grossière, environ 300 km : elle convient donc aux aquifères, aux bassins et aux pays plutôt qu’aux champs captants individuels, mais à cette échelle elle fournit un enregistrement cohérent de la variation du stockage là où il n’existe guère d’autres données.

GRACE Regional Analyst, vue régionale du Système Aquifère d’Iullemeden-Irhazer

L’application est gratuite et s’exécute dans un navigateur web à l’adresse apps.geoglows.org/grace-anomalies. Elle vous permet de :

  • animer les cartes mensuelles des anomalies de stockage des eaux souterraines, de l’eau totale, de l’humidité du sol, de la neige et de l’eau de la canopée pour l’ensemble du globe
  • choisir un aquifère ou un bassin fluvial dans l’un des cinq jeux de régions publiés, importer votre propre limite au format GeoJSON ou en dessiner une sur la carte
  • tracer la série temporelle moyennée sur la surface de cette région, avec sa bande d’incertitude, et comparer les composantes du stockage
  • classer les régions ou les mailles selon la tendance du stockage sur les 5, 10, 15 ou 20 dernières années, ou sur l’ensemble de la série
  • télécharger les valeurs mensuelles de n’importe quelle région ou maille dans un fichier CSV pour vos propres analyses

Contenu de cette formation

Partie 1, Contexte, explique d’où viennent les chiffres :

Partie 2, Utilisation de l’Application, présente l’interface : la disposition, la vue régionale, la vue globale, l’analyse des tendances et le téléchargement des données.

Partie 3, Comblement des Lacunes, traite des lacunes de la série et des options de l’application, puis du modèle saisonnier utilisé par l’option Seasonal model : comment il est ajusté, comment les lacunes sont comblées et quelle est la précision des valeurs reconstituées.

Partie 4, Analyse de la Recharge, estime la recharge annuelle des eaux souterraines par la méthode de fluctuation de la nappe (WTF) : la méthode appliquée aux données GRACE, puis l’ouverture de l’analyse et la vérification de la série, les années hydrologiques et le choix des points, et les résultats.

Partie 5, Études de Cas, résume trois études publiées par l’équipe de l’Université Brigham Young qui a développé l’application et son prédécesseur, le GRACE Groundwater Subsetting Tool (GGST). Chacune combine le bilan hydrique GRACE et GLDAS de l’application avec d’autres données : l’estimation de la recharge au Niger, où les puits sont rares, la prise en compte d’un grand réservoir dans le bassin de la Volta, et la correction de la fuite du signal dans la Vallée Centrale de Californie, une vallée étroite et fortement exploitée par pompage.

Historique

GRACE Regional Analyst remplace le GRACE Groundwater Subsetting Tool (GGST), une application Tethys Platform développée à l’Université Brigham Young dans le cadre du projet NASA SERVIR Afrique de l’Ouest (2019–2023) et utilisée lors d’ateliers de formation en Afrique de l’Ouest, en Jordanie et en Palestine. La nouvelle application conserve la méthode de GGST pour séparer les eaux souterraines du stockage total en eau, et ajoute la classification des tendances, les limites d’aquifères et de bassins publiées et les régions dessinées par l’utilisateur. Elle s’exécute entièrement dans le navigateur et lit les données traitées directement depuis le stockage cloud ; aucun compte ni identifiant n’est donc nécessaire.

Pour aller plus loin

Ces articles ont établi GRACE comme outil de suivi du stockage des eaux souterraines dans les grands aquifères :

  • Rodell, M., Velicogna, I., and Famiglietti, J. S. (2009). Satellite-based estimates of groundwater depletion in India. Nature, 460, 999–1002. doi:10.1038/nature08238
  • Famiglietti, J. S., et al. (2011). Satellites measure recent rates of groundwater depletion in California's Central Valley. Geophysical Research Letters, 38, L03403. doi:10.1029/2010GL046442
  • Famiglietti, J. S. (2014). The global groundwater crisis. Nature Climate Change, 4, 945–948. doi:10.1038/nclimate2425
  • Thomas, A. C., Reager, J. T., Famiglietti, J. S., and Rodell, M. (2014). A GRACE-based water storage deficit approach for hydrological drought characterization. Geophysical Research Letters, 41, 1537–1545. doi:10.1002/2014GL059323