Philippe Gachon - Journée de l`assurance de dommages

Le réchauffement planétaire
bouleverse la planète!
Que nous réserve le climat dans le futur?
Philippe Gachon
(PhD) Chercheur Scientifique
Canadian Centre for Climate
Modeling and Analysis (CCCMA),
Climate Research Division (CRD)
Environnement Canada
[email protected]
La Journée de l’Assurance de Dommages 2014,
Palais des Congrès, Montréal, Mercredi 12 mars 2014
Plan de la présentation
• Introduction:
– Rappel des concepts de base: météo. vs climat, variabilité vs
changement climatique, extrêmes vs climat moyen
– Les GES (Gaz à Effet de Serre) et leur évolution (CO2) dans le
temps
– Les désastres naturels (hydrométéorologiques): le monde vs au
Canada
• L’évolution historique et futur du climat à l’échelle globale vs au
Canada:
− Les variables météorologiques de base: Températures, neige et
glace marine, et précipitation
− Les phénomènes à forts impacts et/ou extrêmes météorologiques:
ex. tempêtes et intensité de précipitation (Est du Canada)
• Conclusion
Rappel des concepts de base :
Distinction météo. vs climat
• Météorologie: La météorologie a pour objet l'étude des phénomènes
atmosphériques (ex. tempêtes) ou du temps présent tels que les nuages, les
précipitations ou le vent dans le but de comprendre comment ils se forment et
évoluent en fonction des paramètres mesurés tels que la pression, la température et
l'humidité. Le mot vient du grec antique où meteor désigne les particules en
suspension dans l'atmosphère et logos veut dire discours ou connaissance.
• Climat: Dans un sens restreint est généralement défini comme la moyenne des
conditions météorologiques, ou plus rigoureusement, comme la description
statistique en fonction de la moyenne et de la variabilité des variables météo.
concernées sur une période de temps allant de mois à des milliers ou des millions
d'années. La période classique pour une moyenne de ces variables est de 30 ans,
telle que défini par l'Organisation Météorologique Mondiale.
Rappel des concepts de base : changement climatique
vs variabilité climatique
1.
2.
3.
Le changement climatique (CC) s’exprime comme une variation statistiquement
significative du climat moyen ou de variabilité, persistante sur une longue période
de temps (décennies ou +). Le CC peut être dû aux processus internes naturels ou
aux forçages externes, ou aux changements persistants d’origine anthropique de
la composition de l’atmosphère ou de l’utilisation du sol.
Les périodes de référence (normale de 30 ans, ex. 1961-1990 ou 1971-2000) sont
utilisées pour comparer les fluctuations récentes du climat et celles dans le futur.
La variabilité climatique s’exprime comme une différence par rapport à une
tendance ou état moyen i.e. normale (fluctuation à court terme pouvant se
superposer à un changement climatique à long terme ou à une tendance).
NB: La Convention Cadre des Nations Unis sur
le Changement Climatique fait la distinction
entre “changement climatique” attribuable
aux activités humaines (ex. GES), et
“variabilité climatique” attribuable aux causes
naturelles.
Rappel des concepts de base :
Extrêmes vs climat moyen
• Extrêmes météorologiques et climatiques:
L’occurrence d’une valeur de variables
météorologiques au-dessus ou en-dessous d’une
valeur seuil, soit près de la “queue” inférieure ou
supérieure (i.e. rare ou peu fréquent) de la
distribution statistique.
UN ÉVÉNEMENT EXTRÊME SE CARACTÉRISE PAR :
• FRÉQUENCE D’OCCURRENCE (PÉRIODE DE
RETOUR)
• OCCURRENCE/RÉCURRENCE (PÉRIODE DE
L’ANNÉE)
• INTENSITÉ (DÉTERMINATION DE SON RANG DANS
LA DISTRIBUTION STATISTIQUE)
• DURÉE (3 jours, ou plus ex. mois, saison ou
multiannuelle comme sècheresse)
Ex. Distribution température, Source: IPCC (2012)
Les gaz à effet de serre et
l’influence anthropique
sur le climat
Les gaz à effet de serre et l’influence anthropique
(Source: IPCC, 2007 et 1995)
Principaux Gaz à Effet de Serre
CO2: Dioxyde de Carbone
CH4: Méthane
N2O: Protoxyde d‘Azote (Oxyde Nitreux)
Et H2O (Vapeur d’Eau)
Évolution de la concentration de CO2 dans
l’atmosphère
(depuis 400 000 ans jusqu’à 1950)
Source: Petit
et al.(1999)
Évolution historique de la concentration de CO2
dans l’atmosphère (Ère industrielle jusqu’à 2012;
Source: IPCC, 2007 et 2013)
Source:
IPCC (2007)
Source:
IPCC (2013)
RCP scenarios: incluant émissions, concentrations de
tous les GES et aérosols + gaz actifs chimiquement,
utilisation du sol,…
Source: Moss et al. (2008); Moss et
al. (2010).
Les désastres naturels
(hydrométéorologiques) dans le
monde vs au Canada (historiques)
Évolution de la fréquence des désastres
naturels à l’échelle globale
(Source: Mehler, 2003)
Évolution des coûts reliés aux désastres
naturels – Global (Source: Mehler, 2003)
Coûts dus aux désastres naturels aux
USA (Source: CCSP, 2008)
Ouragan
Katrina
Coûts dus aux désastres naturels
aux USA (Source: CCSP, 2008)
Évolution historique des désastres naturels
au Canada depuis 1900
Source: McBean (2013)
L’évolution historique et
futur du climat à l’échelle
globale vs Canada:
La température
L’évolution historique: Moyenne annuelle des
Températures de l’air depuis 1850 jusqu’à 2012
(globale)
Source:
IPCC (2013)
Anomalies relative
à 1961-1990
Le climat global : Moyenne et tendance
historique observée (différents indicateurs)
Source:
IPCC-AR5
(chapter 2, 2013)
Anomalies
relatives
à 1961-1990
Tendances climatiques globales passées:
Températures de l’air (2m)
(Source: IPCC (Chapt. 2, 2013)
3 dernières décennies =1°C/décennie pour Est du Canada
(> à la tendance moyenne globale)
L’évolution historique au Canada (vs globale):
Moyenne annuelle des Températures de l’air
depuis 1948
Source: Environnement Canada (Climate Research Division)
Tendances historiques dans les températures
minimum quotidiennes (mois, seuil de 95%):
3 dernières décennies (1981-2010)
Source: Vincent et al. (2012)
Janvier
Février
Mars
Avril
Mai
Juin
Juillet
Août
Septembre
Octobre
Novembre
Décembre
Source de données: Hutchinson et al. (2009); Hopkinson et al. (2011)
Projections climatiques à l’échelle globale: :
Températures de l’air (2 m) moyenne annuelle
(Source: IPCC, 2013)
Source:
SRES-A2 (2050/2100): 536/857 ppm
SRES-B1 (2050/2100): 491/538 ppm
RCP2.6 (2050/2100): ≈ 470/450 ppm
RCP4.5 (2050/2100): ≈ 500/650 ppm
Projections climatiques à l’échelle Nord Américaine:
Températures de l’air (2 m) moyenne annuelle (2050s)
RCP4.5 scenario: Canadian RCM (nouveau modèle de CCCma)
Projections climatiques à l’échelle Nord Américaine:
Températures de l’air (2 m) moyenne saisonnière (2050s
ou 2041-2070 vs 1961-1990), Temp. min. quotidienne
hiver/été) SRES-A2 scenario (ancien modèle régional)
CRCM4.2.0
CGCM3
Source:
•
•
Simulations d’Ouranos
CGCM3 de CCCma
Tmin (Hiver)
Tmin (Été)
L’évolution historique et futur
du climat à l’échelle globale vs
Canada: La couverture de neige
et de glace marine
Tendances passées dans l’extension de la
couverture de neige Hémisphère Nord (#19712000) (Source: IPCC, Chap. 4, 2013)
Diminution pour Juin:
• 11.7% [8.8–14.6%] par décennie (1967-2012) ou 53% sur 41 ans
• 14.8% [10.3–19.3%] par décennie (1979–2012) ou 50% sur 34 ans
Diminution pour Mars-Avril:
• 0.82% [0.53–1.10%] par décennie (1922–2012) ou 7.46% sur 81 ans
• 1.59% [0.86–2.33%] par décennie (1967–2012) ou 7.31% sur 45 ans
• 2.24% [1.12–3.35%] par décennie (1979–2012) ou 7.61% sur 34 ans
L’évolution du couvert neigeux au Canada:
Tendance historique observée (au printemps):
34% de diminution en Juin (sur 39 ans, 1972-2010), 13% en Mai, et
7% en avril.
Source: Statistique Canada (2012)
Tendances passées
dans l’extension de
la glace marine
dans l’Hémisphère
Nord (#1979-2012)
(Source: IPCC,
Chap. 4, 2013)
L’évolution de la glace marine au Canada: Tendance
historique observée (en été dans Est du Canada, 19
Juin au 19 Novembre): -11 à -17% par décennie (1968-2010)
Source:
Statistique
Canada
(2011)
Tendances passées:
La glace marine et son évolution depuis 30 ans
Ex. 2012 versus 1997 (année moyenne) : Une diminution de plus de 50% de
son étendue et de 85% de son épaisseur depuis 1979
Source: University of Illinois (US), http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/
Projections climatiques dans l’Arctique: glace
marine (Source: IPCC, 2013)
L’évolution historique et
futur du climat à l’échelle
globale vs Canada:
La précipitation
L’évolution historique: Moyenne annuelle des
précipitation totale depuis 1900 jusqu’à 2012
(globale)
Source:
IPCC
(2013)
L’évolution historique: Moyenne annuelle des
précipitation totale depuis 1900 jusqu’à 2012
(au Canada): http://www.ec.gc.ca/adsc-cmda/default.asp?lang=Fr&n=4A21B114-1
Anomalies des précipitations nationales annuelles au Canada par rapport à
la moyenne 1961-1990 avec moy. mobile sur 9 ans - 1948 à 2013
Projections climatiques à l’échelle globale:
Précipitation totale annuelle
(Source: IPCC, 2013)
L’évolution historique et futur du
climat à l’échelle globale vs
Canada: Les phénomènes à forts
impacts (ex. tempêtes)
Conditions actuelles: caractéristiques des
tempêtes (grande échelle à travers l’Amérique
du Nord et le Canada): moyenne climatologique mensuelle
de la densité de tempêtes (1981-2010) à partir de réanalyses (NARR)
Ex. Decembre 2010: Fortes anomalies de
température & tempête associée (3 semaines
de retard dans englacement Baie d’Hudson)
Exemple de la tempête du 6 décembre 2010 avec
forts niveaux d’eau (Bas St-Laurent/Gaspésie)
• Des événements semblables sont-ils
susceptibles de se reproduire?
• Sommes-nous prêts à faire face à de
nouvelles inondations côtières?
• Quelles mesures faut-il prendre pour assurer
la sécurité des infrastructures et des
propriétés?
À Rimouski, la marée a atteint un niveau
record de 5,54 mètres, du jamais vu depuis
110 ans.
Date : 6 au 7 Décembre 2010
500 personnes évacuées
Dommages estimés à plusieurs dizaines de
millions de dollars de dégâts au Bas-SaintLaurent, en Gaspésie et sur la Côte-Nord
Évolutions historiques (1979-2011)
des caractéristiques des tempêtes:
Maritimes (42.5-52.5°N/51-71°O), Déc.
Tendance statistiquement
significative (95%): augmentation de
l’intensité moyenne
Évolution potentielle future des
caractéristiques des tempêtes: Maritimes
(42.5-52.5°N/51-71°O)
2041-2070 vs 1961-1990 en Décembre
CRCM4.2.0 (CGCM3-A2) / CRCM4.2.3 (CGCM3-A2) /
CanRCM4 (CanESM2-RCP4.5) / CRCM5 (CanESM2-RCP4.5)
Évolution potentielle future des
caractéristiques des tempêtes: Maritimes
(42.5-52.5°N/51-71°O)
2041-2070 vs 1961-1990, Juillet
CRCM4.2.0 (CGCM3-A2) / CRCM4.2.3 (CGCM3-A2) /
CanRCM4 (CanESM2-RCP4.5) / CRCM5 (CanESM2-RCP4.5)
L’évolution historique et futur du climat à
l’échelle globale vs Canada:
Les extrêmes météorologiques: ex. intensité
de précipitation (Est du Canada)
L’évolution historique globale des extrêmes:
Les changements depuis 1950s
Tendances dans la
fréquence de différents
extrêmes climatiques
depuis 1950s
Source: IPCC-AR5, Chapter 2 (2013)
Projections climatiques à l’échelle globale:
Intensité de précipitation par jours de pluie
(échelle annuelle) (Source: IPCC, 2013)
Projections climatiques à l’échelle
régionale: Intensité de précipitation par
jours de pluie (échelle annuelle), maritimes
2050s vs 1961-1990 (A2 and RCPs scenarios):
Hiver (DJF)
Réchauffement de 2 à 4.3°C (Tmin et Tmax)
+ augmentation de 10 à 20% des précipitations totales
Modèles Régionaux
du Climat provenant
de: NARCCAP,
Ouranos, CCCma/EC
& ESCER/UQAM
Projections climatiques à l’échelle
régionale: Intensité de précipitation par
jours de pluie (échelle annuelle), maritimes
2050s vs 1961-1990 (A2 and RCPs scenarios):
Été (JJA)
Modèles Régionaux
Réchauffement de 1.5 à 2.5°C(Tmin et Tmax)
du Climat provenant
+ diminution le + souvent de 0 à 5% des précipitations totales de: NARCCAP,
Ouranos, CCCma/EC
& ESCER/UQAM
Conclusion
• Variabilité climatique observée à l’échelle historique (1900-2010):
 Global: Réchauffement depuis 1900, avec accélération depuis les
années 1950 (global) et depuis années 1980 (Global et Canada).
 Au Canada:
 1950–2010 (tout le Canada): Tendance positive pour la
température moyenne annuelle 1,5°C depuis 61 ans. Ce
réchauffement est légèrement plus marqué dans la température
minimale que pour les températures maximales, avec un plus fort
réchauffement en hiver et au printemps (i.e. qu’en été et en
automne).
 1900–2010 (Sud du Canada): Idem que pour 1950-2010 bien que le
réchauffement est considérablement supérieur pour la
température minimale par rapport à la température maximale au
cours de cette période.
Conclusion
• Changements Climatiques:
 Réchauffement Global: Changement de la température globale de
surface pour la fin du XXIe siècle est susceptible de dépasser de 1,5°C
(#1850-1900) pour tous les scénarios de la RCP sauf RCP2.6. Il est
susceptible de dépasser 2° C pour RCP6.0 et RCP8.5. Le réchauffement
se poursuivra au-delà de 2100 (tous les scénarios de la RCP sauf
RCP2.6), avec forte variabilité interannuelle à décennale et pas
uniforme au niveau régional.
 Au Canada: Réchauffement plus marqué qu’ailleurs dans l’Hémisphère
Nord avec un taux de 2 à 3 fois supérieur en hiver (# été) et au Nord
qu’au Sud (surtout pour Tmin).
 Changements anticipés du nombre de tempêtes (Déc. & Juil) et de
l’intensité de précipitation (hiver & été) dans les maritimes.
References
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Moss, R. H. et al. 2008. Towards New Scenarios for Analysis of Emissions, Climate Change, Impacts, and Response Strategies (IPCC Expert Meeting
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Acknowledgements
• Financial support from the National Sciences and Engineering Research
•
•
•
•
Council (NSERC) of Canada, and Environment Canada.
The Data Access Integration (DAI, see http://loki.qc.ec.gc.ca/DAI/) Team for
providing data and technical support, in particular the help of Milka Radojevic
and Guillaume Dueymes in preparing the data and make the analysis.
Ouranos as the CRCM time series data were generated and supplied by
Ouranos’ Climate Simulations Team.
The North American Regional Climate Change Assessment Program
(NARCCAP, http://www.narccap.ucar.edu/) for providing some of the RCM
data used herein. NARCCAP is funded by the National Science Foundation
(NSF), the U.S. Department of Energy (DoE), the National Oceanic and
Atmospheric Administration (NOAA), and the U.S. Environmental Protection
Agency Office of Research and Development (EPA).
Special Thanks to Rabah Aider, Guillaume Dueymes, Milka Radojevic, John
Scinocca, Yanjun Jiao, and Dan McKenney (ANUSPLIN datasets) .