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Météo-France
et
Les grands programmes
internationaux sur le système
« Terre »
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La coopération nationale
Scénarios climatiques à l’échelle globale
Scénarios climatiques à l’échelle régionale
La prévision saisonnière
La modélisation intégrée de la ville
ESCRIME
Etude des Scénarios Climatiques
Réalisés par l’IPSL et Météo-France
 Objectif d’analyse commune des scénarios réalisés dans le
cadre du GIEC.
 15 projets scientifiques d’analyse des simulations.
 Publication sur chacun des modèles du système terre,
publication générale soumise à CRG, publications d’analyses
commune.
Préparation du IVème rapport du GIEC
Scénarios climatiques à l’échelle globale
 Simulation du XXème siècle (C20C3), prolongée de 100 ans
avec forçage naturel évolutif.
Diffusion et analyse des résultats
 Sorties numériques sélectionnées communiquées au PCMDI
suivant les recommandations du GIEC.
 Visualisations des résultats via internet avec mot de passe.
 Sorties numériques plus complètes disponibles notamment
pour les membres du groupe ESCRIME via un serveur DODS.
Simulation du XXème siècle
Scénario A2
Changement de température à la fin du XXIème siècle
CNRM
A2
B1
IPSL
Préparation du IVème rapport du GIEC
Scénarios climatiques à l’échelle régionale
Projet GICC-IMFREX
 Projet coordonné par Météo-France associant le CERFACS,
le CSTB, EDF, l’IPSL, le LGP et Médias-France.
 Analyse des événements extrêmes de température,
précipitations et vent.
Projet GICC-MEDWATER
 Projet coordonné par l’IPSL associant le CEFREM, le LGGE,
le LGP, Médias-France et Météo-France.
 Analyse des impacts du changement climatique sur le cycle
hydrologique du bassin méditerranéen.
Tendances des Températures minimales
et maximales en France (1901/2000)
à partir des séries homogénéisées
Minimales (Tn)
(°C/Siècle)
Maximales (Tx)
(°C/Siècle)
Baisse des nuits relativement froides et
augmentation des nuits relativement chaudes
(%)
Evolution 1901-2003 de Tn10p et Tn90p à Toulouse Blagnac
Réchauffement Climatique : une réalité aussi Outre-Mer
9
8
7
6
anomalie de températures
Le
réchauffement,
une réalité aussi
Outre-Mer
0,5°C
5
4
3
2
1
0
-1
1950
1960
1970
1980
1990
Guyane
Martinique
Guadeloupe
Nelle Calédonie
Pol. Française
France Métr.
2000
Durée maximale
moyenne en Europe
et en été
des périodes avec des
Tmax supérieures de
plus de 5° à la
normale 1961-1990
(stabilisation 2000 et
scénario A2)
Température maximale journalière
en été
ARPEGE
Taux de
CO2
LMDZ
Temperature moyenne d’été en France (°C)
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
1900
1920
1940
1960
1980
2000
2020
2040
2060
2080
2100
La prévision saisonnière
Un enjeu économique et humain

Dans les régions tropicales, déjà utilisée pour la gestion des barrages, pour
la prévision des épisodes El Niño …

A nos latitudes, intérêt potentiel pour le secteur de l’énergie, des
assurances, de l’agriculture ….
Le couplage avec l’océan: une nécessité

L’océan interagit avec l’atmosphère aux échelles de temps saisonnières.

Le fait que la connaissance de l’évolution de l’océan améliore la qualité des
prévisions est démontré.
Une réalisation récente

Initialisation du modèle couplé ARPEGE-Climat/ORCA par les analyses
MERCATOR.

Incorporation de cette prévision dans le système multimodèle mis en place
au CEPMMT: EUROSIP.
TSM moyenne 19/07 au 08/03 1999
ORCA 0.25°
(1442*1021)
ORCA 2°
(182*149)
Température à 2m
Corrélations entre
prévisions saisonnières et
observations :
Hivers de la période
1993-2001
Précipitations
MOCAGE forcé par les prévisions 0-24h ARPEGE
pendant ~6mois
Modélisation 3D sur Paris
Brise urbaine sur Paris
Avec le schéma de ville (TEB)
• la ville est plus chaude
• la brise urbaine se développe
TEB
Sans schéma de ville
Rien ne se passe
Rural
Lemonsu et Masson (2002)
Perspectives sur CAPITOUL
I.
Bilan d’énergie urbain

Le flux anthropogénique (chauffage, voitures)
Chauffage  Source principale d’énergie en hiver
Flux
Anthropogénique
Flux net
radiatif
été
hiver
Conclusions (1)
• Météo-France, de concert avec les autres
organismes français, est très mobilisé sur COPES
et son contexte européen (PCRD, GMES…) et
international (OMM, GIEC, GEOSS…)
• Notamment en ce qui concerne :
–
–
–
–
Le climat du futur
Les prévisions saisonnières
La diminution de l’impact des risques
La modélisation intégrée de la ville
Conclusions (2) : Mais ?
• Degré de mobilisation (d’information) de la communauté
scientifique sur les programmes européens (PCRD,
GMES…) et internationaux (IPCC, WCRP, GEOSS..) ?
• Articulation recherche académique/recherche finalisée sur
des questions d’ordre sociétal (changement climatique,
risques…) ?
• Quels relais pour favoriser la participation nationale aux
grands programmes : ANR dans la continuité du FRT et du
FNS, CIO piloté par l’INSU, programmes nationaux
(PNEDC…), ONERC ?
• Rôle du CNFCG vis à vis de la communauté scientifique ?
Quelles sont les projections
des changements climatiques?

Les projections, à l’échelle d’une région de la
planète, sont incertaines. Parmi les principales causes
d’incertitudes:
les
scénarios
d’émission,
la
représentation de certains processus physiques par les
modèles (nuages, aérosols, …).
 Pour l’Europe, la plupart des modèles indiquent un
réchauffement plus marqué en été et au Sud, une
augmentation des précipitations plus forte en hiver au
Nord et une diminution des pluies plus importante en
été au Sud. Mais la localisation précise des
changements climatiques peut être différente d’une
simulation à l’autre.
Quelles sont les projections
des changements climatiques?

Les
changements
climatiques
devraient
s’accompagner d’une modification de la fréquence des
événements extrêmes en France. L’augmentation des
épisodes de forte chaleur est très probable.
L’augmentation des pluies intenses est probable mais
pourrait être limitée. Il n’ y a actuellement aucune
certitude concernant les tempêtes.
OPAMED8
Développé par l’IPSL/LODyC et adapté au CNRM
Grille étirée au détroit de Gibraltar
Résolution horizontale x=1/8°x1/8°cos  (9-12 km)
Résolution verticale: 43 niveaux
Forçage atmosphérique journalier:
ARPEGE-Climat étiré
Rappel de la SST
Pas de rappel pour la SSS
Débits des rivières calculés
Profondeur de couche mélangée océanique dans le
Golfe du Lion
CTRL (1960-1999)
CTRL (2070-2099)
SCEN (2070-2099)
Modélisation 3D sur Marseille
20km
250m de résolution
température à Marseille, le 26 juin 2001 à 15h
Lemonsu et al 2004, Lemonsu et al 2005
Canopy and Aerosol Particles
Interaction in Toulouse Urban Layer
(CAPITOUL) experiment
2 km
Toulouse
500,000 habitants
Vieille ville européenne, briques et tuiles
« Loin » de la mer et des montagnes
Financement:
- Météo-France
- National Environmental Research Council (UK)
- PNTS
- IRSN
- Région Midi-Pyrénées
Avec l’aide de:
Univ. of British Columbia,
Univ. of Western Ontario
Perspectives sur CAPITOUL
III. Échanges radiatifs au sein de la canopée urbaine
(étude pilotée par l’INRA de Bordeaux)

Analyse de l’anisotropie
des températures de surface

Modélisation à l’échelle
des bâtiments des échanges
radiatifs
11 Juillet 2004, à 10h
Exemple d’indices
Tx10p, Tx90p, Id (Ice day) et Sd (Summer day)
Températures maximales, Paris Montsouris
40
CANICULE 2003
35
sept2002-aout2003
décile inférieur
30
décile supérieur
SD
Tx (°C)
25
20
jour relativement chaud
15
10
5
jour relativement froid
ID
0
-5
1-sept-02
1-oct-02
1-nov-02
1-déc-02
1-janv-03
1-févr-03 1-mars-03
1-avr-03
1-mai-03
1-juin-03
1-juil-03
1-août-03
Le changement climatique
Un enjeu de société

La convention cadre des Nations Unies sur le changement climatique fixe
comme objectif de « … de stabiliser…les concentrations de gaz à effet de
serre dans l’atmosphère à un niveau qui empêche toute perturbation
anthropique dangereuse du système climatique »

Les fondements scientifiques des accord internationaux qui en résultent
doivent être établis.
Le couplage avec l’océan: une nécessité

L’océan est une des composantes lentes du système climatique.

L’importance du rôle de l’océan sur le changement climatique est
démontrée.
Une réalisation récente

Réalisation par la communauté climatique française (au CNRM et à l’IPSL)
d’un exercice de simulation du climat sans précédent.

Incorporation des résultats dans le prochain rapport du GIEC (2007).
Projet ENSEMBLES
• (A faire)
• Prévisions 7 mois, 14 mois et 10 ans avec
ARPEGE tl63l31r couplé ORCA-GELATO
• Initialisation ENACT
EUROSIP
• Multimodèle européen:
CEPMMT+MetO+Météo-France
• ARPEGE v4+ORCA 2
• Initialisation MERCATOR
DJF1993-2001
1993-2001 500hPa
geopotential
ACCACC
DJF
Z500
- NH
North Hemisphere
DEMETER
Dem31
MERCATOR2
0.22 0.20 0.18
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
-0,2
-0,4
-0,6
1993
1994
1995
1996
1997
years
1998
1999
2000
2001
ACC DJF 1993-2001 Total Precipitation
Tropical
DEMETER
Dem31
MERCATOR2
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
-0,1
-0,2
1993
1994
1995
1996
1997
years
1998
1999
2000
2001
Nombre de jours moyen d’une période chaude en été
Climat actuel
Climat de la fin du
21ème siècle
Nombre de jours de gel en hiver
Climat actuel
Climat de la fin du
21ème siècle
Nombre maximum de jours secs consécutifs en été
Climat actuel
Climat de la fin du
21ème siècle
Scénario B1
Nombre moyen de
jours de gel en
Europe
(stabilisation 2000 et
scénario A2)
Perspectives générales
Modélisation intégrée de la ville
- amélioration de la prévision du temps en ville
- aérosols, chimie
- hydrologie urbaine: eau et neige, systèmes d’évacuation
- évolution du climat urbain
- impact des megacités sur le climat
- réduction des effets urbains  bioclimatologie urbaine
Partir d’une expertise sur la météorologie urbaine
 modélisation intégrée pluri-disciplinaire
Conclusion
Evolution 1951-2000 (extrêmes proposés par Easterling)
– Nettes détectées sur : «Tx plus élevées» ( 0.2°C/décennie),
«plus d’étés chauds» (Tm en hausse de 0.25°C/décennie), «Tn
plus élevées» (de 0.3°C/décennie), «moins de jours de gel»
– Relativement nettes pour «plus de vagues de chaleur», «moins
de vagues de froid», «plus d’évènements pluvieux» et, en été,
pour des «sécheresses aggravées»
–Peu évidentes ou contrastées sur «plus d’évènements générant
des cumuls journaliers intenses», «plus d’évènements générant
des cumuls multi-journaliers intenses»
 http://medias.cnrs.fr/imfrex/web/
 http://eca.knmi.nl/