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The Importance of Systematic Spatial Variability in the Surface Heat Flux of a Large Lake: A Multiannual Analysis for Lake Geneva

Résumé

The spatiotemporal surface heat flux (SurHF) distribution over Lake Geneva, the largest lake in Western Europe, was estimated for a 7‐year period (2008–2014). Data sources included hourly maps of over‐the‐lake assimilated meteorological data from a validated numerical weather model and lake surface water temperature (LSWT) from satellite imagery. A set of bulk algorithms, previously optimized and calibrated at two locations in Lake Geneva, was used. Results indicate a systematic long‐term average spatial range of >40 Wm‐2 between different parts of the lake and little year‐to‐year variability. This variability is mainly due to topographically induced wind sheltering over parts of the lake, which in turn produces spatial variability in the sensible and latent heat fluxes. These results are supported by a systematic spatial heat content variability obtained from long‐term temperature profile measurements in the lake. During spring, a lower SurHF spatial range was evident. Unlike other seasons, the spring spatial variability of air‐water temperature differences and, to a lesser extent, the global radiation variability resulting from sheltering by the mountainous topography were the main drivers of the SurHF spatial variability. Analysis of the atmospheric thermal boundary layer showed stable conditions from March to early June and unstable conditions for the rest of the year. This regime change can explain the low SurHF spatial variability observed during spring. The results emphasize that spatial variability in meteorological and LSWT patterns, and consequently in the spatiotemporal SurHF data, should be considered when assessing the time evolution of the heat budget of large lakes.

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Lac
vignette|Le lac de Vaivre à Vesoul (Haute-Saône). vignette|Lac dans le parc national de Sequoia (États-Unis). vignette|Lac nahuel Huapi en Bariloche (Argentine). vignette|Le lac Hiidenvesi en Lohja (Finlande). vignette|Lac artificiel Tcharvak en Ouzbékistan. vignette|Le Grand Lac Salé (Utah). vignette|Le lac Gentau, dans les Pyrénées béarnaises, occupe un ombilic glaciaire. vignette|Le lac Michigan, l'un des cinq Grands Lacs d'Amérique du Nord borde la ville de Chicago (États-Unis).
Température de surface de la mer
La température de surface de la mer est la température dans une couche plus ou moins importante près de la surface de la mer qui peut varier selon la méthode de mesure. C'est au niveau de cette couche que se produisent les interactions entre l'océan et l'atmosphère qui gouvernent le climat et cette température est donc critique sur le développement des systèmes météorologiques. Elle l'est également sur le type et la quantité d'organismes vivants dans les profondeurs de la mer.
Variabilité et changements climatiques
La variabilité climatique correspond à tous les changements du système climatique qui persistent plus longtemps qu'un évènement météorologique. Un changement climatique est une modification durable (de la décennie au million d'années) des paramètres statistiques (paramètres moyens, variabilité) du climat global de la Terre ou de ses divers climats régionaux. Ces changements peuvent être dus à des processus intrinsèques à la Terre, à des influences extérieures ou, plus récemment, aux activités humaines.
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