Impact du changement climatique sur les sécheresses en France
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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 Plan Introduction Chaîne hydrométéorologique SIM Projet ClimSec Réanalyse atmosphérique 1958-2008 Climatologie des sécheresses Perspectives – Sécheresses agricoles et hydrologiques – Évolution sous changement climatique Introduction Définition(s) Déficit en eau dans une ou plusieurs parties du cycle hydrologique Types de sécheresses – Physiques • Météorologique Déficit pluviométrique • Agricole Déficit en eau du sol • Hydrologique Étiages – Socio-économiques : impact sur les activités humaines Coût : 500 millions d’euros par an en France Chaîne hydrométéorologique SIM Entrées Analyses ARPEGE ou CEP Forçage atmosphérique Observations de surface Analyse SAFRAN Sorties Forçage atmosphérique Photosynthèse, Schéma de surface Végétation interactive ISBA (x=8km, t=5’) Neige Qr Paramètres : H E G Bilans d’eau et d’énergie Base Ecoclimap Débits Tri-horaires Modèle hydrologique MODCOU (x=1-8km, t=1j) • Qi Nappe Débits et niveaux des nappes 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 1. Établissement d’une climatologie des sécheresses sur la France sur la période 1958-2008 à partir de la réanalyse SAFRAN-ISBA-MODCOU 2. Évolution des caractéristiques des sécheresses sous changement climatique Réanalyse atmosphérique 1958-2008 1000 2000 3000 4000 Précipitations Température Vent Humidité Neige 0 Nombre d'observations par jour Extension sur la période 1958-1970 (1970-2007 déjà réalisée) Utilisation de la réanalyse ERA40 et des observations au sol 1960 1970 1980 1990 2000 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 Moyennes pluviométriques 1961-1990 Safran Aurelhy Safran PRCP Jan Feb Aurelhy PRCP Mar 300 250 Apr May Jun Jan Feb Mar Interpolation des observations Régression prenant en compte le relief Maillage de 1km Apr Aggrégation àMay l’échelle deJun 8km 200 Jul Aug Sep 150 Nov Dec 250 200 Jul Aug Sep 100 Oct 300 150 100 Oct Nov Dec 50 50 0 0 Tendances pluviométriques 15 Précipitations annuelles 1959-2006 Tendance linéaire (mm/an) Test de Mann-Kendall Seuil de confiance 90% 10 5 0 1. Augmentation des précipitations sur la moitié nord 2. Diminution dans la moitié sud, significative sur la Côte d’Azur -5 -10 -15 Tendances pluviométriques 5 0 2000 -5 2500 1500 1000 -10 Comparaison aux séries homogènes de référence 310 stations SAFRAN 500 -10 -5 0 0 OBS 5 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 Valeur Classe Probabilité 0 -0,99 Légère 34,1 -1 -1,49 Modérée 9,2 -1,5 -1,99 Sévère 4,4 < -2 Extrême 2,3 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 Climatologie des sécheresses : extension moderate drought 20 40 60 80 1000 20 40 60 80 1000 Sévère Extrême 1976 1989-1990 2003 0 severe drought extreme drought Modérée 20 40 60 80 100 Légère 20 40 60 80 1000 mild drought Extension des catégories de sécheresse sur 12 mois (SPI-12) 1960 1970 1980 1990 2000 Climatologie des sécheresses : extension 40 1976 1989-1990 2003 20 24 0 24 60 800 20 12 12 40 60 800 20 6 6 40 60 800 20 3 3 40 60 80 Extension des sécheresses extrêmes sur 3 à 24 mois 1960 1970 1980 1990 2000 Sécheresse de 1976 : SPI-12 juil. 1975 août 1975 sept. 1975 oct. 1975 nov. 1975 déc. 1975 janv. 1976 févr. 1976 mars 1976 avr. 1976 mai 1976 juin 1976 juil. 1976 août 1976 sept. 1976 oct. 1976 nov. 1976 déc. 1976 janv. 1977 févr. 1977 mars 1977 avr. 1977 mai 1977 juin 1977 extreme drought severe drought moderate drought mild drought mildly wet moderately wet severely wet extremely wet Sécheresse de 1989-1990 : SPI-12 janv. 1989 févr. 1989 mars 1989 avr. 1989 mai 1989 juin 1989 juil. 1989 août 1989 sept. 1989 oct. 1989 nov. 1989 déc. 1989 janv. 1990 févr. 1990 mars 1990 avr. 1990 mai 1990 juin 1990 juil. 1990 août 1990 sept. 1990 oct. 1990 nov. 1990 déc. 1990 extreme drought severe drought moderate drought mild drought mildly wet moderately wet severely wet extremely wet Perspectives Sécheresses 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 Perspectives Évolution 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 Perspectives Évolution sous changement climatique Ex : Moyenne multi-modèles entre les périodes 1970-1999 et 20462065 sous le scénario d’émissions A1B Pourcentage de changement sur les précipitations moyennes de juin à novembre Changement du SWI moyen de juin à août Source : Boé (2007) ClimSec : Résultats attendus 1. Mise en œuvre d’indicateurs de sécheresse sur trois parties du cycle hydrologique sur la France 2. Caractérisation des événements de sécheresse : fréquence, durée, sévérité, extension spatiale 3. Quantification des incertitudes sur les projections hydroclimatiques Approche multi-modèles Plusieurs scénarios d’émission 4. Analyse des changements attendus sur les caractéristiques des événements à plusieurs horizons temporels Merci de votre attention Contact [email protected] 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) 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 SC-PDSI SWI std -4 -2 0 2 4 Le Bourget -6 Le Bourget 1980 1990 2000 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 Dossiers CatNat Toulouse Indices Bourges S Non S S Non S SCPDSI S 6 4 1 1 Non S 0 2 3 7 SWI-U S 5 1 2 2 Non S 1 5 2 6 S 2 1 0 0 Non S 3 5 4 7 SWI-3L
