Changement climatique en Midi-Pyrénées et conséquences

ChangementclimatiqueenMidi‐Pyrénées
etconséquencessurlacroissancedel’herbe
Auteurs(EquipeOrphée–UMRAGIR)
BenoitFelten
[email protected]
MichelDuru
[email protected].fr
GuillaumeMartin
[email protected]
MarionSautier
[email protected]
Partenaires
ChristianPagé (CERFACS)et MichaëlGaurut
(INRA‐UREP)duprojetANRValidate pourles
donnéesmétéosimulées(2036‐2065)
ArezkiZerourou (INRA‐AGIR)pourlemodèle
Herbsim
LeprojetClimfourelviseàidentifierlesimpactsduchangementclimatiquesurlaressourcefourragère
etlessystèmesd’élevagepourréfléchiràdesadaptationsstructurelles.
NousprésentonsicilanatureduchangementclimatiqueenMidi‐Pyrénéesencomparantsur5sitesle
climatpassé (1980‐2009)avecleclimatfutur(2036‐2065)simulé selonlescénarioA1BduGIEC.Puis,
nousidentifionslesimpactsdecechangementsurlacroissancedesprairies.
LechangementclimatiquesetraduitparunemigrationduclimatpériméditerranéenversleNordetdu
piémontpyrénéenenaltitude,avecunaccroissementdelasaisonnalité delaproductiond’herbe.
Changement climatique
Adaptation
Systèmes d’élevage
Scénarios socio-
économiques
Pyrénées
…surlacroissancedel’herbe
Caractériserlesimpactsduchangementclimatique…
L’adaptationauchangementclimatiquedoitêtreréfléchiedès
maintenantpourpouvoirfairefaceàcechangementmajeurqui
impactelessystèmesagricoles.
L’objectifdenotreétudeestdeconcevoirdessystèmesd’élevageà
dominanceherbagèreadaptésauchangementclimatiqueà
l’horizon2050.
Lapremièreétapeestd’identifierlanatureetl’ampleurdu
changementclimatique etdecaractérisersesimpactssurla
croissancedel’herbe.Cetravailaété réalisé parcomparaisonentre
desmoyennesdetrenteannées.
Cesrésultatsconstituentunebaseindispensablepourréfléchiraux
adaptationsdessystèmesd’élevage.
L’étudemontrequel’impactduchangementclimatiquesurlacroissancedel’herbedépenddemanière
prégnantedessaisonsetdelalocalisationgéographique.
Globalement,lasaisonnalité delacroissancedel’herbeestaccrue puisquelaproductiondeprintempspasseen
moyennede60à72%delaproductionannuelle.Laproductiondeprintempss’accroîtsurtouslessites(en
moyenne+25%).Laproductionestivalediminue,saufenmontagne. Lenombredejoursoù lacroissanceest
arrêtéeenété augmentede25%enmoyenne,excepté enmontagneoù ileststableetenpiémontoù iltriple.
Enfin,laproductionautomnaleestréduited’environ20%,excepté enmontagneetenpiémont(+100%).
Decesdifférencessaisonnièresetgéographiques,ilrésultedesimpactsglobauxvariésàl’échelledel’année:la
productionannuellechangepeu,excepté enmontagne.

Lesdonnéesmétéorologiquesutiliséespourréaliserlestraitementssontdesdonnéesjournalièressur30ans:
1980‐2009pourlapériode"passé" et2036‐2065pourlapériode"futur".
Lesdonnées"passé" sontdesdonnéesissuesdemesuresdansdesstationsMétéo‐Francededeuxtypes:
Stationsdeniveau0(automatique)quifournissentdesdonnéesprécisesetrégulièressurlessitesde
Toulouse,GourdonetMillau.
Stationsdeniveau4(observations)prochesdeErcé etStGirons,pourlesquelleslesrelevéssonteffectuéspar
desparticuliers.
Lesdonnées"futur" sontdesdonnéessimuléesparleCERFACS (Centre Européende Rechercheet
de Formation Avancéeen Calcul Scientifique)grâceàl’emploidumodèleArpège.Lessimulationseffectuées
sontlocaliséessurunemaillede8*8km.Cesdonnéesontété fourniesdanslecadreduprojetANRValidate
(Vulnérabilité desprairiesetdesélevagesauchangementclimatiqueetauxévènementsextrêmes).
Météo‐France,etsespartenaires,sontencoursderéalisationd’unprojetquiviseàpublierlesdonnées
météorologiquessimuléesdufuturselonplusieursscénariosclimatiquesetdisponiblesgratuitement(projet
DRIAS,échéancefin2011).
Plusieursscénariosclimatiques
(figuren°1) ontété établisparleGIEC
(GroupementIntergouvernemental
d’expertssurlechangementclimatique),
quisontlaconséquencede
développementssocio‐économiques
émettantdifférentstauxdegazà effet
deserre(GES).
Peudedifférencesexistententreles
scénariosclimatiquesà l’horizon2050.Le
scénarioA1B,choisitici,correspondàun
développementdetypeéconomiqueet
mondialoù lacroissancetrèsrapide
s'appuiesurdessourcesd'énergie
équilibréesentrefossilesetautres
(nucléaire,renouvelables).Enoutre,de
nouvellestechnologiesplusefficaces
sontintroduitesrapidement.
Figuren°1.Les6scénariosduGIEC
Élémentsdeméthodes:lesdonnéesmétéoobservéesetsimulées
Graphiquen°1.Rappeldesconcentrations
CO2enppm selonlesdifférentsscénarios
(sourceGIEC)
Graphiquen°2.Rappelréchauffementmondial
différentsscénariosbase1990,avecdegrés
d’incertitude(sourceGIEC)
ChangementclimatiqueenMidi‐Pyrénéesetconséquencessurlacroissancedel’herbe

Carten°1.Les5sitesdeMidi‐Pyrénées
étudiés,avecleuraltitude
ChoixdessitesdeMidi‐Pyrénées
Lechangementclimatiqueetsesimpactsontété
étudiéssur5sitesdeMidi‐Pyrénéespouraborder
unediversité desituationssurleterritoireen
termesdeconditionspédoclimatiquesetde
systèmesagricoles(carten°1):
St‐Girons(09)enpiémontpyrénéenestsitué
entrelescoteauxsecsetlamontagnepluvieuse;
Ercé (09)enmontagnepyrénéenneestsitué dans
unezoneactuellementtrèspluvieuseavec1600mm
paran;
Toulouse(31)enplaineconnaîtdessécheresses
importantes;
Millau(12)dansleSudduMassifCentralconnaît
déjà dessécheressessuccessivesproblématiques
surlesplateauxduLarzac;
Gourdon(46)situé surleCausseestcertesmoins
secqueleclimattoulousainmaislessolsysont
majoritairementsuperficiels.
Élémentsdeméthodes:lessitesétudiésetlemodèleHerb’sim
Herb’sim estun modèleconçupourraisonnerlaproductionetl’utilisationdel’herbe.Sonutilisationfournie
unevisionintégréedelacroissancedel’herbe etpermet l’élaborationderéférentielsrégionaux surlabase
decomparaisond’annéesclimatiques,demodesd’exploitation,detypesdevégétation.Ilaété utilisé icien
nefaisantvarierqueleclimat,lesautresvariablesd’entréesétantfixespourexaminerleseuleffetdu
changementclimatiquesuruntypedeprairiepourlesdifférentssitesd’étude.
L’avantagedeHerb’sim estsonaccessibilité enligneetlapossibilité dechoisirdesitinérairestechniquesdéjà
pré‐implémentésdansl’interface.
LemodèleHerb’sim aété utilisé poursimulerdescroissancesnettesjournalièresselonchacundesdeux
climatsdéfinis,"passé" et"futur”.
Lecalculdelacroissancenettedesprairiessoumisesauclimat futurtientcomptedel’effetCO2sur
l’efficienced’utilisationdurayonnement (undoublementenconcentrationduCO2augmented’environ15%
l’efficiencedeconversiondurayonnementintercepté enbiomasseaérienne).
ProjetCLIMFOUREL
Gourdon
Gourdon
220m
220m
Millau
500m
Toulouse
150m
Ercé
650m
StGirons
350m
Figuren°2.FonctionnementdumodèleHerb’sim

10 , 2
12 , 1
12 , 3
13 , 9
10 , 9
13 , 2
12 , 7
14 , 9
13, 7
15, 8
13,715,8
12,714,9
10,913,2
10,212,1
12,313,9
-367 -418
-420
-320
-220
-120
-20
80
180
280
380
-
260
-159
-420
-320
-220
-120
-20
80
180
280
380
852
396,4
-420
-220
-20
180
380
580
780
14 6 , 2
-136
-420
-320
-220
-120
-20
80
180
280
380
-
55,3 -117
-420
-320
-220
-120
-20
80
180
280
380
‐55‐117
‐260‐158
‐367‐418
+146‐136
+851+396
L’étudeduclimatenMidi‐Pyrénéessurles30dernièresannées montre(graphiquen°3):
Uneaugmentationsignificativedestempératuresmoyennesannuelles (environ+0.5°C/10ans)saufenzone
pyrénéenne(tendancenonsignificative);
Uneaugmentationdudéficithydriqueannuel significativepourleclimattoulousainseulement;
Unemigrationclimatique duSud‐Est versleNordetdeszonesdepiémontversdeszonesplushautesenaltitude
en2050(scénarioA1BduGIEC).
9
10
11
12
13
14
15
16
17
1980 1984 1988 1992 1996 2000 2004 2008 2036 2040 2044 2048 2052 2056 2060 2064
Toulouse St Girons Er c é Millau Gourdon
°C
Toulouse : +0,042°C/an (R2=0,3)
Gourdon : +0,053°C/an (R2=0,35)
Millau : +0,047°C/an (R2=0,30)
St Girons et Ercé: ns
Futur
Toutes stations: +0,039°C/an (R2=0,55)
L’augmentationdelatempérature
moyenneannuelleentreleclimatpassé et
leclimatfutursimulé estd’environ2°C en
Midi‐Pyrénées.Elleestunpeumoins
importanteenzonedemontagnequ’en
plaine(carte n°2).
Lebilanclimatiqueesticieffectué par
différenceentrelapluviométrie(observée
ousimulée)etl’évapotranspiration
potentielle(ETP).
Danslepassé récent(30dernières
années),l’ETPatendanceàaugmenter
alorsquelapluviométrienebaissepas
significativement.Lessimulationssurle
climatfuturmontrentquelatendance
s’inverse:lapluviométriediminue
fortementmaisl’ETPstagne
conséquencedel’effetdel’augmentation
duCO2surlafermeturestomatique.
Toutefois,ledéficithydriquemoyen
annuels’accentueentreleclimatpassé et
leclimatfutursimulé.L’écartsecreuse
dansleszonesoù ledéficithydriqueest
aujourd’huipeuélevé,alorsqu’il
augmentepeu,voirediminue,dansles
zonesaujourd’huisèches(carten°3).
Carten°2.Températuresmoyennes
annuelles(°C)dupassé (bleu)etdu
futur(rouge)
Carten°3.Bilanclimatique(mm)moyenannuel
dupassé (bleu)etdufutur(rouge)
Leclimatchange,leclimatmigre
ChangementclimatiqueenMidi‐Pyrénéesetconséquencessurlacroissancedel’herbe
Graphiquen°3.
Températuresmoyennes
annuellesdes5sitesétudiés
pourleclimatpassé (1980‐
2009)etfutur(2036‐2065)

0
5
10
15
20
25
janvier
février
mars
avril
mai
ju in
ju ille t
août
septembre
octobre
novembre
décembre
°C
Lestempératuresmoyennesaugmententplusenété (+3°C)qu’enhiver(+1.5°C),enmoyennesurles5sites.
Lestempératuresmaximalesmoyennesaugmententessentiellementl’été alorsquelesminimalesaugmentent
constammenttoutel’année.
Cetteévolutionestsimilairepourles5sitesdeMidi‐Pyrénées,lesécartsobservésactuellemententrelessites
demeurentidentiquesdanslefutur(graphiquen°5)
Graphiquen°4.Moyennesdes5sitesdestempératures(°C)
mensuellesmoyennes(traitplein),minimales(pointillés)
etmaximales(tirets)dupassé (bleu)etdufutur(rouge)
Graphiquen°5.Températuresmensuellesmoyennesà
Toulouse(violet)età Ercé (vert)dupassé (pointillés)etdu
futur(traitspleins)
Leclimatchange,lesétésdeviennentplusintenses
0
5
10
15
20
25
30
janvier février mars avril mai juin juillet août septembre octobre novembre décembre
°C
ProjetCLIMFOUREL
Graphiquen°6.Moyennesmensuellesdubilanclimatique(P‐ETP)
duprintempsà l’automnesurles5sitesétudiés,soumisauclimat
passé (traitplein)etfutur(pointillés)
Lebilanclimatiqueàl’échellemensuelle
doitêtrecombiné à laprofondeurdusol
pourpouvoiridentifierundéficithydrique
auniveaudelaparcelle(graphiquen°6).
Classiquement,laréserveutileseremplit
enautomne‐hiver(pluie)etsevideenété.
Ainsi,lorsqueladifférenceentrelespluies
etl’évapotranspirationestnégative,on
parlededéficithydrique.Celui‐cipeutêtre
problématiquepourlesculturesàpartir
d’unseuil,définiparletypedesoletle
typedeplante.
Ledéficithydriqueaugmenteentrele
passé etlefutursimulé enduréeeten
intensité.Cetteaugmentationest
importantepourlesstationsactuellement
«pluvieuses»,maisl’estbeaucoupmoins
pourlessitesdéjà soumisàundéficit
hydriqueoù ilatteintcependantdesseuils
importants.Cestressdémarreégalement
demanièreplusprécoceauprintemps.
Lecumuld’undéficithydriqueetdes
températuresélevéesenété conduità
limiterfortementlacroissancedesplantes.
-150
-100
-50
0
50
100
mars avril mai juin juillet août septem bre octobre
Ercé
Millau
Gourdon
St Girons
Toulouse
P-ETP (mm)