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Impact du changement climatique sur les sécheresses en France

Impact du changement climatique sur les sécheresses en France. Jean-Philippe Vidal 1,2 Jean-Marc Moisselin 2 1 CNRM/GAME, CNRS et Météo France 2 Météo France, Direction de la Climatologie. XXI e colloque AIC, Climat et risques climatiques en Méditerranée Montpellier, 9-13 septembre 2008.

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Impact du changement climatique sur les sécheresses en France

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Presentation Transcript

  1. Impact du changement climatique sur les sécheresses en France Jean-Philippe Vidal1,2 Jean-Marc Moisselin2 1 CNRM/GAME, CNRS et Météo France 2 Météo France, Direction de la Climatologie XXIe colloque AIC, Climat et risques climatiques en Méditerranée Montpellier, 9-13 septembre 2008

  2. Plan • Introduction • Chaîne hydrométéorologique SIM • Projet ClimSec • Réanalyse atmosphérique 1958-2008 • Climatologie des sécheresses • Perspectives • Sécheresses agricoles et hydrologiques • Évolution sous changement climatique

  3. Introduction • Définition(s) Déficit en eau dans une ou plusieurs parties du cycle hydrologique • Types de sécheresses • Physiques • Socio-économiques : impact sur les activités humaines • Coût : 500 millions d’euros par an en France

  4. Chaîne hydrométéorologique SIM Entrées Analyses ARPEGE ou CEP Observations de surface Forçage atmosphérique Analyse SAFRAN Sorties Forçage atmosphérique Schéma de surface Photosynthèse, Végétation interactive H E Bilans d’eau et d’énergie ISBA (x=8km, t=5’) G Neige Qr Paramètres : Base Ecoclimap Débits Tri-horaires Débits et niveaux des nappes • Modèle hydrologique MODCOU Qi Nappe (x=1-8km, t=1j)

  5. Projet CLIMSEC • « Impact du changement climatique en France sur la sécheresse et l’eau du sol » • Financement : Fondation MAIF, thème « évolution climatique, risques engendrés et impact sur la société » • Durée : mars 2008 – mars 2010 • Responsable : Météo France, Direction de la Climatologie • Partenaires • CNRM/GAME, CNRS et Météo France • UMR Sisyphe • CERFACS • 2 phases • Établissement d’une climatologie des sécheresses sur la France sur la période 1958-2008 à partir de la réanalyse SAFRAN-ISBA-MODCOU • Évolution des caractéristiques des sécheresses sous changement climatique

  6. Réanalyse atmosphérique 1958-2008 • Extension sur la période 1958-1970 (1970-2007 déjà réalisée) • Utilisation de la réanalyse ERA40 et des observations au sol

  7. Réanalyse atmosphérique 1958-2008 • 615 zones climatologiquement homogènes + gradients d’altitude • Interpolation sur une grille régulière de 8km • 8 variables analysées • Pluie • Neige • Nébulosité • Rayonnement solaire • Rayonnement IR incident • Vitesse du vent à 10m • Humidité relative • Température à 2m

  8. Interpolation des observations Régression prenant en compte le relief Maillage de 1km Aggrégation à l’échelle de 8km Moyennes pluviométriques 1961-1990 Safran Aurelhy

  9. Précipitations annuelles 1959-2006 Tendance linéaire (mm/an) Test de Mann-Kendall Seuil de confiance 90% Augmentation des précipitations sur la moitié nord Diminution dans la moitié sud, significative sur la Côte d’Azur Tendances pluviométriques

  10. Comparaison aux séries homogènes de référence 310 stations Tendances pluviométriques

  11. Climatologie des sécheresses • Standardized Precipitation Index (SPI) • Basé sur produit analyse Safran uniquement • Différentes échelles de temps : cumul sur n mois • Cohérence spatiale • Classification standard / Climatologie locale 1958-2007 • Calcul • Calage par mois sur une loi Pearson-Type III (méthode des moments) • Échelles spatiales : 8602 mailles (8km x 8km) sur la France • Échelles temporelles : 3, 6, 12 et 24 mois

  12. Climatologie des sécheresses : extension • Extension des catégories de sécheresse sur 12 mois (SPI-12) Légère Modérée Sévère Extrême 1976 1989-1990 2003

  13. Climatologie des sécheresses : extension • Extension des sécheresses extrêmes sur 3 à 24 mois 3 6 12 1976 1989-1990 2003 24

  14. Sécheresse de 1976 : SPI-12

  15. Sécheresse de 1989-1990 : SPI-12

  16. PerspectivesSécheresses agricoles et hydrologiques Phase 1 • Simulation Isba-Modcou forcée par l’analyse Safran sur la période 1958-2008 • En cours avec la version hydrologique 3 couches d’Isba • Simulation Isba programmée avec une version uniforme sur la France • Végétation uniforme : gazon ou forêt • Sol uniforme : argile (réservoir de 200 mm)  Caractérisation des sécheresses géotechniques • Comparaison des humidités du sol (Soil Wetness Index) • Isba-3L : bonne représentativité à l’échelle de la maille (8km) • Isba-U : cas défavorable sur sol argileux

  17. PerspectivesÉvolution sous changement climatique Phase 2 • Forçages atmosphériques issus de projections de modèles de circulation générale • Runs Arpège-Climat réalisés dans le cadre du projet ACI CYPRIM • Runs de modèles du GIEC AR4 • Nécessité d’une désagrégation spatiale : méthode par régimes de temps (thèse J. Boé, 2007) • Simulation Isba-Modcou continue sur la période 1960-2100 • Évolution des indices de sécheresse au cours du XXIe siècle

  18. PerspectivesÉvolution sous changement climatique • Ex : Moyenne multi-modèles entre les périodes 1970-1999 et 2046-2065 sous le scénario d’émissions A1B Changement du SWI moyen de juin à août Pourcentage de changement sur les précipitations moyennes de juin à novembre Source : Boé (2007)

  19. ClimSec : Résultats attendus • Mise en œuvre d’indicateurs de sécheresse sur trois parties du cycle hydrologique sur la France • Caractérisation des événements de sécheresse : fréquence, durée, sévérité, extension spatiale • Quantification des incertitudes sur les projections hydroclimatiques • Approche multi-modèles • Plusieurs scénarios d’émission • Analyse des changements attendus sur les caractéristiques des événements à plusieurs horizons temporels

  20. Merci de votre attention Contact jean-philippe.vidal@meteo.fr

  21. Étude prospective d’analyse des sécheresses • Stage de 2 Techniciens Supérieurs Exploitation (L. Bornoville et J. Bournonville) • Évaluation du Self-Calibrating Palmer Drought Severity Index (SC-PDSI) avec les variables issues de SIM • Mise en œuvre du SC-PDSI sur 10 stations : 1970-2007 • Utilisation des observations locales pour le calcul et le calage • Utilisation du bilan hydrique à deux réservoirs • Calcul du SWI-3L et SWI-U sur mailles correspondantes • Mensuels • Moyennés sur n mois • Standardisés • Comparaison aux demandes de classement pour catastrophe naturelle (1995-2007)

  22. Étude prospective d’analyse des sécheresses • Comparaison SC-PDSI et SWI • Évolutions bien corrélées entre SC-PDSI et SWI moyenné sur 12 mois • Variabilité d’une station à une autre • Spécificité de la sécheresse courte et intense de 2003 Le Bourget

  23. Étude prospective d’analyse des sécheresses • Comparaison aux dossiers CatNat • Pertinence des données discutable, faible profondeur historique • Période d’intégration de 12 mois à moduler • Mise en place d’une classification standardisée pour le SWI

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