Diaporama_Climat

Changement climatique récent et relation
avec la production fourragère
Caractérisation de l’évolution de climat sur les 30
dernières années (1980 – 2008)
Impact sur la production fourragère
2008, JB. Finot1, S. Satger1, F. Lelièvre1
1
INRA, UMR SYSTEM (Agronomie méditerranéenne et tropicale), Montpellier
Les données utilisées proviennent de Météo France et INRA AgroClim
Questions posées dans CLIMFOUREL
2) Irrégularité et baisse de la disponibilité fourragère sont-elles
conjoncturelles ou structurelles ?
4) Quelles adaptations en conduite de prairies, variétés à semer,
systèmes d’alimentation animale ?
Hypothèse initiale : une évolution structurelle
- effets déjà sensibles du changement climatique ?
- sensibilité particulière de l’interface tempéré/méditerranéen ?
1. Caractérisation du changement
climatique récent
(période 1980-2008)
Température moyenne de l’hémisphère nord
période 1000-2000 (Mann et al. 1999)
Stations étudiées
Historical climates:
wet atl. temperate
dry temperate
temperate sub-Med
Mediterranean
PARIS
Albi
Toulouse
Carcassonne
Mende
Millau
Montpellier
plain (< 200 m)
plateau 500-700 m
Plateaux 600-700 m:
•Colombier-le-Jeune MF, Ardèche
•Mende MF, Lozère
•Millau-Larzac MF, Hérault/Aveyron
Lyon
Colombier
Altitude above sea level:
Valence
Montélimar
Avignon
Marseille
Plaines :
•Lyon-Bron MF, Rhône
•Valence INRA, Drôme
•Montélimar MF, Drôme
•Avignon INRA, Vaucluse
•Montpellier MF, Hérault
•Carcassonne MF, Aude
•Toulouse MF, H.te Garonne
•Albi MF, Tarn
11 stations Météo-France et INRA
• Séries continues pour 7 variables journalières sur 1980 – 2008
• Données mensuelles sur 1950 - 1979
Données
Données climatiques de base mesurées
•
•
-
Températures maximales, minimale, et moyenne
Pluviométrie (P)
Rayonnement, hygrométrie de l’air, vitesse du vent
L’évapotranspiration
Variables calculées
- Valeurs mensuelles : moyennes des températures, cumul mensuel de P et ETP
- Valeurs saisonnières (moyennes des températures, cumul de P et ETP)
- Valeurs annuelles des mêmes paramètres
- Fréquence mensuelle et annuelle de conditions extrêmes : nombre de jours de gel
par mois et par an ; nombre de jours supérieurs à 30°C par mois et par été
Analyse des VARIATIONS INTERANNUELLES de variables climatiques
Position de la période étudiée
ure1:Températurem
oyenneann
uellesurlaFrancemétrop
olitainela
(°C)France métropolitaine
Température moyenneFigannuelle
(°C)
1900-2003
de
14,00
1950
1980
13,00
12,00
11,00
10,00
9,00
Réchauffement lent de 1900 à 1950 (+0.5°C en 50 ans), puis rapide à partir de 1980
Stagnation ou léger refroidissement (de 1945-50 à 1975-79)
1950-1979 : période de référence avant réchauffement rapide
1980-2008 : période de changement rapide, analysée
2008
2006
2004
2002
2000
1998
1996
1994
1992
1990
1988
1986
1984
1982
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
1980
T moyenne (°C)
Températures moyennes annuelles de 1980 à
2008
années
Montpellier
Avignon / Carcassonne
Montélimar / Toulouse / Albi
Lyon-Bron / Valence
Millau-L / Colombier / Mende
Toutes stations
Augmentation significative sur toutes les stations, relativement régulière
Entre +0.45 et +0,55°C/décennie sur la région (+1.6 °C en 29 ans)
Lyon : + 0.67°C /décennie (+ 2°C en 29 ans)
Adéquation du modèle linéaire à la réalité
Avignon
16
15
T(°C)
15
T(°C)
Toulouse
16
14
13
14
13
12
1965
1975
1985
1995
12
1950
2005
1960
Années
Lyon
14
13
13
12
12
T(°C)
T(°C)
1980
1990
2000
Années
14
11
10
9
1945
1970
Millau
11
10
1955
1965
1975
1985
1995
2005
9
1964
1974
Années
Variations annuelles
1984
1994
2004
Années
Moyenne glissée (7 ans)
Tendance corrigée
2010
Tendances des températures moyennes mensuelles
1980-2008
1.2
°C/10 ans
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
J
F
M
A
M
J
Jt
A
S
O
N
D
Mois
Montpellier
Lyon-Bron / Valence
Ajustement tendance corrigée
Carcassonne / Avignon
Millau-L / Colombier / Mende
Montélimar / Toulouse / Albi
Toutes stations
Augmentation moyenne : +0.5°C/décennie mais :
•
ETE (de mai à août) : +0.7°C/décennie (+2.2°C en 29 ans)
•
HIVER (novembre à février) : +0.35°C/décennie (+1°C en 29 ans)
Ce qu’il faut retenir
• Réchauffement de base commun de +0.5°C / 10 ans
• Réchauffement supplémentaire de mars à octobre
allongeant la période de déficit hydrique.
Mai à Août :+ 2.2°C en 29 ans !
Pluviométrie moyenne annuelle 1980-2008
Cumul annuel de précipitations 1980-2008
900
800
700
600
500
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
1992
1991
1990
1989
1988
1987
1986
1985
1984
1983
1982
1981
400
300
200
1980
P (mm/an)
1200
1100
1000
Années
Montpellier
Avignon / Carcassonne
Montélimar / Toulouse / Albi
Lyon-Bron / Valence
Toutes stations
Millau-L / Colombier / Mende
 Forte variabilité inter-annuelle
 Pas de tendance perceptible par station (pluviométries
moyennes stables ?)
Années
Montpellier
Avignon / Carcassonne
Montélimar / Toulouse / Albi
Lyon-Bron / Valence
Millau-L / Colombier / Mende
Toutes stations
 Forte variabilité inter-annuelle
 pas de tendance d’évolution
 Des années ou suites d’années à été sec :
• 1986, 1989-90-91-(1995), 2003-04-05-06
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
2000
1999
1998
1997
1996
1995
1994
1993
1992
1991
1990
1989
1988
1987
1986
1985
1984
1983
1982
1981
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
1980
P (mm/4mois)
Pluviométrie de mai à août (saison sèche)
1980-2008
Ca qu’il faut retenir
• Pas d’évolution notable sur la pluviométrie annuelle
• Forte variabilité entre les années (pouvant atteindre
500mm!)
Évapotranspiration cumulée annuelle ETPpm
1980-2008
1500
ETPpm (mm/an)
1400
1300
1200
1100
1000
900
800
2008
2006
2004
2002
2000
1998
1996
1994
1992
1990
1988
1986
1984
1982
1980
700
Années
Montpellier
Lyon-Bron
•
•
•
Carcassonne / Montélimar
Millau-L / Colombier
Toulouse / Albi
Toutes stations
Toutes les régressions sont hautement significatives
Plateaux : +42 mm/décennie (+125 mm en 29 ans)
Plaines : +75 mm/décennie [50-94] (+217 mm en 29 ans)
Evapotranspiration ETPpm par périodes
Moyenne de 8 stations
800
ETPpm (mm/4mois)
700
Mai-août
600
500
400
300
200
2008
2006
2004
2002
2000
1998
1996
1994
1992
1990
1988
1986
1984
1982
1980
100
Années
Mai-Août
Sept.-Déc.
Janv.-Avril
Cumul mai-août : tendance : + 43 mm/décennie, + 123 mm/ 29 ans,
représente 2/3 de la tendance annuelle en plaine (+38 à +56 mm/décennie),
et la quasi totalité sur les plateaux (+32 à +40 mm/décennie).
Ce qu’il faut retenir
• L’ETPpm a augmenté partout en accord avec l’évolution
de la température
• Entre 1980 et 2008 elle a gagné :
– 125 mm sur les plateaux
– 217 mm en plaine
Rappel : pluviométrie moyenne à Montpellier = 680 mm !
• L’augmentation est concentrée sur les mois d’été : de
mai à août
24
Plaines médit.
Plaines tempérées
Plateaux
22
Mediterranean
level: >20°C
20
18
16
14
12
Mean 1950-79
1980
A
Va lbi
le
nc
Ly e
on
-B
Ag
G en
ou
rd
on
Pa
u
M
C illa
ol
u
om -L
bi
er
-J
M
en
de
10
M
on
tp
el
li
Av er
C
ar ign
ca
o
ss n
M onn
on
e
té
lim
To ar
ul
ou
se
Summer temperature expectancies
(eTmjja, °C)
Période mai-août 1980/2008 :
Température moyenne
2009
+2.2°C sur 29 ans
- En plaine, les températures jusqu’à Albi et Lyon sont > à
Montpellier en 1980 (niveau méditerranéen
)
Avancée des isothermes vers N et NO d’environ 300 km
Période mai-août 2008/1980 :
Somme d’ETP
Medit plains
Temperate plains
800
Plateaus
wet Atl.
750
700
Mediterranean
level: > 580 mm
650
600
550
1980
2009
500
450
400
350
bi
er
om
u
illa
M
Pa
u
Ly
on
G
ou
rd
on
bi
Al
Ag
en
Va
le
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Co
l
M
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lie
r
Av
ig
no
Ca
n*
rc
as
so
nn
M
on e
té
lim
ar
To
ul
ou
se
300
- +123mm sur 29 ans (+132 mm en plaine, +95 mm sur les plateaux)
- En plaine toutes les ETP sont supérieures à Montpellier-1980
(niveau méditerranéen
)
Avancée iso-ETP de 300-400km vers N et NO
e(ETP-P) mai-août (mm)
Période mai-août 2008/1980 :
Déficit hydrique (ETP-P)
700
600
1980
2008
500
400
300
200
100
•
•
C
ar
ca
ss
on
e
A
vi
gn
on
M
*
on
tp
el
lie
r
M
oy
en
ne
A
l
To bi
ul
ou
se
C
ol
om
bi
er
M
ill
au
-L
Ly
on
-B
ro
n
V
al
en
ce
*
0
même progression que ETP (niveau méditerranéen
)
Montélimar, Toulouse, Millau-Larzac passés en situation médit.
Importance du changement des paramètres
climatiques sur mai-août, 1980 à 2008
•
Indicateurs du déficit hydrique mai-août : ETP-P et P/ETP (très
important pour la production agricole et autres activités)
Stations
Colombier-le-Jeune
Lyon-Bron
Valence
Albi
Millau-L
Toulouse
Montélimar
Carcassone
Avignon
Montpellier
Moyenne régionale
Méditerranéen
P moy
287
296
269
248
234
224
258
182
177
126
1980
2008
e(ETP-P) e(P/ETP) e(ETP-P) e(P/ETP)
223
0.56
314
0.48
214
0.58
367
0.45
276
0.49
368
0.42
222
0.53
371
0.40
297
0.44
394
0.37
280
0.44
424
0.35
359
0.42
456
0.36
408
0.31
516
0.26
391
0.31
561
0.24
490
0.20
629
0.17
235
309
0.43
431
0.35
<200-220
>380
<0.35-0.37
>380
<0.35-0.37
-Montélimar, Toulouse et Millau ont en 2008 des niveaux moyen
d’aridité P/ETP et ETP-P = critères du climat méditerranéen
- Forte évolution Albi, Valence, Lyon : « pré-méditerranéens »
Température et ETP sont les facteurs de déplacement des lignes
d’iso-climat d’été ; Pluviométrie = facteur de résistance
Indice synthétique: l’Indice d’Aridité (IA) de mai
à août
•
Synthétise le déficit hydrique ETP-P et le taux de couverture
P/ETP en un seul indice :
IA - 1980 IA - 2008
Montpellier
390
523
IA = (1-(P/ETP)) x (ETP-P)
Avignon
270
427
Carcassone
282
382
Montélimar
208
291
Classement climat tempéré/Méditerranéen sur 4 mois d'été
Toulouse
155
277
IA
Classification
Millau
166
245
>900
Aride
Albi
105
223
500-900 Méditerranéen semi-aride
250-500 Méditerranéen sub-humide
Valence
140
212
150-250 Pré-Méditerranéen
Lyon
90
204
100-150 Tempéré sec
Colombier
97
163
0-100
Tempéré
<0
Tempéré humide
Méditerranéen
semi-aride
Méditerranéen
sub-humide
Médit . sub -humide
sub -tempéré
ANNEE
Tempéré sec
sub -médit .
Tempéré sec
Tempéré
ETE
1.4
Pau
1.2
Humide
Colombier-J
Montélimar
Millau-L
Toulouse
Sub-Humide
1
Valence
0.8
Avignon
Carcassonne
Sec
sub-humide
0.6
Montpellier-M
0.4
Semi-aride
0.2
0
100
200
300
400
IA max
500
600
700
eP/eETP annuel
Gourdon Lyon-B
Agen
Albi
Stations : climats traditionnels (70’s)
Historical climate:
wet atl. temperate
dry temperate
temperate sub-Med
PARIS
PARIS
Mediterranean
Altitude above sea level:
plain (< 200 m)
plateau 500-700 m
Lyon
Colombier
Mende
Gourdon
Millau
Toulouse
Agen
Pau
Albi
Millau
Toulouse
Lyon
Valence
Montélimar
Avignon
Montpellier Marseille
Marseille
Carcassonne
Montpellier
200 km
Valence
Stations : déplacement des lignes d’isoclimat
Historical climate:
wet atl. temperate
dry temperate
temperate sub-Med
PARIS
PARIS
Mediterranean
Altitude above sea level:
plain (< 200 m)
plateau 500-700 m
Lyon
Colombier
Mende
Gourdon
Millau
Agen
Toulouse
Pau
Albi
Millau
Toulouse
Lyon
Valence Valence
Montélimar
Avignon
Montpellier Marseille
Marseille
Carcassonne
Montpellier
200 km
Conclusion sur le changement climatique de la
zone de transition tempéré/méditerranéen
1) Le climat de la zone de transition tempéré/médit a beaucoup évolué
depuis 1980 : réchauffement +0.5°C/décennie, + faible en hiver, + fort
en été.
2) Période mai-août, de 1980 à 2008 :
- Températures : + 2.2 °C (déplacement isothermes de 300 km N et NO)
- ETP : +123 mm (déplacement iso-ETP de 300-400 km N et NO)
- Pluviométrie résiste (mais très variable entre années)
- Déficit hydrique été et automne  [(ETP-P) et P/ETP]
3) Extension du climat méditerranéen de 60 à 100 km vers N et NO
depuis 1980
- Montélimar, Millau-Larzac et Toulouse passées en climat
Méditerranéen
- Albi, Valence, Lyon et Colombier sont passées du tempéré au
« pré-Méditerranéen »
2. Effets sur la production
fourragère
Variables d’impact sur la production fourragère
• Les sommes de degrés-jours qui déterminent
les départs en végétation et la vitesse de
croissance
• Le déficit hydrique qui peut provoquer un arrêt
de croissance
• La concentration en CO2 qui peut augmenter
le potentiel de croissance.
Selon les saisons, le facteur limitant change !
Le réchauffement provoque une précocité
accrue des stades végétatifs au printemps
Somme des degrés-jours en base
0°C du 1er février au 30 avril
SDJ0
Toulouse, Albi,
Millau-L,
+128 à +143
Carcassonne,
Montpellier
Montélimar,
Avignon,
+145 à +168
Mende
Lyon, Valence,
+170 à +190
Colombier
Moyenne
+152
Jours
Jours/décennies
9 à 11
3 à 3.5
10 à 13
3.5 à 4.5
12 à 14
4 à 4.5
11
3.8
 Cumul de 800 DJ0 (coupe
de conservation) atteint
10 jours plus tôt dans l’ouest
Sommes des degrés-jours base 6°C du 1er février au 31 mai à Millau et
Lyon-Valence pour les périodes
1980-1986, 1987-1993, 1994-2000 et 2001-2007.
13 jours plus tôt en RhôneAlpes
Le déficit hydrique estival diminue la
production
-
Forte variabilité inter-annuelle et contrastes entre sites :
Montpellier : production toujours basse : 0-30% de l’irrigué (1 à 1,5 tMS/ha).
Carcassonne-Montélimar : 0-60% de l’irrigué. Tendance à la baisse.
Toulouse, Albi, Millau-L, et Lyon-Valence : 5-20% à 80-100% de l’irrigué, soit
variations entre 1 et 7 tMS/ha sur la période.
Tendance générale à la baisse, mais non significative (forte variabilité)
L’augmentation de [CO2] favorise la croissance
tMS/ha
effet sécheresse
effet température
effet CO2
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
Variations moyennes
1980-2008 (-11%)
tMS/ha
9
8
7
6
Productions moyennes
1980-2008
3.8
4
2
7.4
5.1
5
3
8.3
1980
2008
1.5 1.9
1.7 1.7
1
0
Janv-Avril
Mai-Août
Sept-Déc
Année
- Effet sécheresse : -28% été ; -18% automne ; total -1.75 tMS/ha (-21%)
- Effet température : +25% print. ; 10-15% automne ; total +0.58 tMS/ha (+7%)
- Effet CO2 : faible ; total +0.25 tMS/ha (+3%)
Tendances de la production d’une prairie moyenne
péri-méditerranéenne de 1980 à 2008
Bilan global
1. Janv-Avril
2. Mai-Août
3. Sept-Déc
Total année
% var Rend. % var Rend. % var Rend. % var Rend.
Moyenne 1970-1979 Irrigué (tMS/ha)
1.5
7
2.7
11.2
1
0.73
0.68
0.76
Ratio moyen Sec/Irrigué vers 1980
Espérance de rend. en sec 1980
1.5
5.1
1.7
8.3
(tMS/ha)
0
-1.43
-0.31
effet sécheresse
0
-28
-18
-21 -1.74
Variations
0.37
0
0.21
0.58
effet température +25
0
+15
de 1980 à 2008
effet CO2
0.25
+3.5 0.06 +3.5 0.13 +3.5 0.06
en tMS/ha (et %)
Total variations +28
0.43
-1.3
-0.04
-0.9
-25
-3
-11
Espérance de rend. en sec 2008
1.9
3.8
1.7
7.4
(tMS/ha)
- Janv-Avril : effet température ++ et léger effet CO2
 +28% de production soit +0.43tMS/ha
- Mai-Août : Effet sécheresse à peine compensé par l’effet CO2
 -25%de production soit –1.3tMS/ha
- Sept-Déc : Les effets se compensent
 PERTE GLOBALE MOYENNE DE –11% soit –0.9tMS/ha en tendance
Variation de la production estivale des prairies
selon la latitude
Production fourragère 15 mai - 15 sept.
(sec en % irrigué)
La zone d’étude est soumise a un glissement progressif du climat
méditerranéen
100
90
80
70
60
Changement
climatique
50
2-6 km/an
40
30
20
10
45°N
Transit Temp-Med
42°N
0
1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080
Tempéré
Méditer
Latitude
Cette transition s’accompagne d’une très forte variabilité autour de
« l’année moyenne »
Conclusion sur l’impact du changement
climatique sur la production fourragère
Double impact du « transit tempéré-méditerranéen » :
• ↑ de la production de printemps
• baisse progressive de la production moyenne été
• ↑ de la variabilité inter-annuelle été-automne (principal pb ressenti)
 Caractère structurel de la répétition des sécheresses sévères
depuis 10 ans dans ces régions : il faut adapter les systèmes
d’alimentation animale
Merci de votre attention
Résultat des simulations avec le modèle STICS
Simulations STICS - Variations production (t/ha) 1980-2008
Stations/Groupe station
ΔPrintemps ΔEte ΔAutomne ΔAnnuel
Millau
0.47
-0.81
-0.14
-0.48
Colombier
0.72
(0.22)
0.22
1.16
Lyon
0.79
-1.71
-0.15
-1.07
Valence
(2.38)
(-2.47)
0.73
0.64
Toulouse
0.78
-1.09
-0.85
-1.16
Montélimar
0.40
-0.75
(2.82)
2.48
Carcassonne
0.91
-0.98
-0.22
-0.29
Avignon
0.97
-1.19
0.89
0.67
Montpellier
-0.33
-0.63
1.10
0.14
Moy. pré-médit.
0.63
-1.09
-0.04
-0.50
Moy. Médit. historiques
0.52
-0.93
0.59
0.17