Opportunités et risques pour les agro-écosystèmes et les forêts en réponse aux changements climatiques, socio-économiques et politiques en France (et en Europe) - projet ORACLE (CEPS 2010)

Dominique CARRER
Dominique CARRER
(1)
(1)
, Nabil Laanaia
, Nabil Laanaia
(1)
(1)
, Jean
, Jean- -Christophe Calvet Christophe Calvet
(1)
(1)
, Nathalie de Noblet
, Nathalie de Noblet
(2)
(2)
et Anne
et Anne- -Isabelle Graux Isabelle Graux
(3)
(3)
(1)
(1)CNRM
CNRM- -GAME / UMR3589, M GAME / UMR3589, Mé ét té éo o- -France, Toulouse, France France, Toulouse, France (2)
(2)LSCE / Unit
LSCE / Unité émixte CEA mixte CEA- -CNRS, CNRS, Gif Gif- -sur sur- -Yvette, France Yvette, France (3)
(3)UREP/INRA, Clermont
UREP/INRA, Clermont- -Ferrand, France Ferrand, France
ORACLE vise
ORACLE vise à àfournir des fournir des é évaluations valuations spatialement spatialement explicites des changements futurs en termes a) de fonctionnemen explicites des changements futurs en termes a) de fonctionnement des t des agro agro- -é écosyst cosystè èmes, et b) d'usage des terres, en mes, et b) d'usage des terres, en
France
France à àhaute r haute ré ésolution (8x8 km solution (8x8 km
2
2
) et en Europe
) et en Europe à àmoyenne r moyenne ré ésolution (50x50 km solution (50x50 km² ²). ORACLE est un projet ). ORACLE est un projet multi multi- -disciplinaire qui associe climatologues, agronomes, disciplinaire qui associe climatologues, agronomes,
forestiers,
forestiers, é économistes, hydrologues et statisticiens. L conomistes, hydrologues et statisticiens. L’ ’objectif affich objectif affiché éest de construire des outils int est de construire des outils inté égr gré és d s d’ ’aide aide à àla d la dé écision. cision.
Une des phases amonts du projet consiste
Une des phases amonts du projet consiste à àconstruire des indicateurs bas construire des indicateurs basé és s à àla fois sur les for la fois sur les forç çages atmosph ages atmosphé ériques climatiques et sur les sorties de mod riques climatiques et sur les sorties de modè èle globaux de le globaux de
v
vé ég gé étation dot tation doté és d s d’ ’une une é évolution dynamique du cycle foliaire. Au sein du Centre National volution dynamique du cycle foliaire. Au sein du Centre National de Recherches M de Recherches Mé ét té éorologiques de M orologiques de Mé ét té éo France, des o France, des é équipes d quipes dé éveloppent depuis veloppent depuis
la fin des ann
la fin des anné ées 1980 le mod es 1980 le modè èle de surface ISBA. Ce mod le de surface ISBA. Ce modè èle de sol le de sol- -v vé ég gé étation comporte un module d tation comporte un module d’é ’évolution dynamique de la v volution dynamique de la vé ég gé étation d tation dé édi dié éà àla mod la modé élisation du cycle lisation du cycle
du carbone. Dans le cadre du projet ORACLE, ce dernier est utili
du carbone. Dans le cadre du projet ORACLE, ce dernier est utilis sé éavec son homologue fran avec son homologue franç çais d ais dé évelopp veloppé éà àl l’ ’IPSL IPSL, ORCHIDEE, afin d , ORCHIDEE, afin d’ ’apporter des apporter des é él lé éments de r ments de ré éponse sur ponse sur
l
l’ ’impact du climat futur sur les impact du climat futur sur les agro agro- -é écosyst cosystè èmes et les for mes et les forê êts. Une attention particuli ts. Une attention particuliè ère est port re est porté ée sur la quantification des incertitudes et la e sur la quantification des incertitudes et la significativit significativité édes des é éventuelles ventuelles
tendances isol
tendances isolé ées gr es grâ âce ce à àune approche une approche multi multi- -mod modè èles et les et multi multi- -sc scé énarios. narios.
Conclusion et Perspectives
Conclusion et Perspectives
–
–
Les premiers r
Les premiers ré ésultats restent sultats restent à àconfirmer mais des tendances diff confirmer mais des tendances diffé érentes en terme d rentes en terme d’ ’opportunit opportunité éou risque semblent se dessiner ou risque semblent se dessiner à àé éch ché éance ance
de 2050 ou 2100. L
de 2050 ou 2100. L’ ’approche approche multi multi- -mod modè èles et les et multi multi- -sc scé énarios vise narios vise à àisoler des exp isoler des expé ériences r riences ré éalis alisé ées uniquement les enseignements statistiquement significatifs. C es uniquement les enseignements statistiquement significatifs. Cet exercice et exercice
s
s’ ’inscrit dans la suite du projet CLIMATOR. Ainsi le projet veille inscrit dans la suite du projet CLIMATOR. Ainsi le projet veillera ra à àse confronter avec les r se confronter avec les ré ésultats obtenus dans CLIMATOR. Une sultats obtenus dans CLIMATOR. Une é évaluation valuation à àpartir des statistiques agricoles partir des statistiques agricoles
de 1984
de 1984 à à2011 permettra d 2011 permettra d’ ’estimer le potentiel des mod estimer le potentiel des modè èles de sol les de sol- -v vé ég gé étation tation à àpr pré édire des dire des é évolutions de productivit volutions de productivité ésur du climat futur sur du climat futur. Pour l . Pour l’é ’évaluation sur les zones de valuation sur les zones de
for
forê êts, ts, les biomasses les biomasses à àl l’é ’équilibre tir quilibre tiré ées de l es de l’ ’inventaire IFN seront exploit inventaire IFN seront exploité és. A noter que l s. A noter que l’ ’approche approche multi multi- -disciplinaire du projet permettra aux diff disciplinaire du projet permettra aux diffé érents partenaires d rents partenaires d’ ’aborder aborder
la probl
la problé ématique sous des aspects non seulement scientifiques mais aussi matique sous des aspects non seulement scientifiques mais aussi socio socio- -é économiques et politiques. conomiques et politiques.
Constitutions des indicateurs
Constitutions des indicateurs
Exemples d
Exemples d’ ’indicateurs climatiques sur la France indicateurs climatiques sur la France
Effet sur le cycle v
Effet sur le cycle vé ég gé étatif avec ISBA tatif avec ISBA- -CC CC
SCENARIOS CLIMATIQUES
SRES x GCM x Regionalisation
DONNEES HORAIRES
(1950-2100)
• Température
• Précipitations
• Rayonnement
• Pression de vapeur
• Vent
• [CO
2
]
SCENARIOS CLIMATIQUES
SRES x GCM x Regionalisation
DONNEES HORAIRES
(1950-2100)
• Température
• Précipitations
• Rayonnement
• Pression de vapeur
• Vent
• [CO
2
] INDICATEURS
ECOCLIMATIQUES
INDICATEURS
ECOCLIMATIQUES
INFORMATION
• Rendement (Y)
• Production laitière
• Stockage de C
• Bilan GES
• etc.
MODELES SPATIALISES
A LARGE ECHELLE
(TYPES FONCTIONNELS)
MODELES SPATIALISES
A LARGE ECHELLE
(TYPES FONCTIONNELS)
MODELES D’IMPACT
(ECOSYTEME)
MODELES D’IMPACT
(ECOSYTEME)
INFORMATION
• NPP
• LAI
• Humidité du sol
Etc.
INDICATEURS
BIOTECHNIQUES
INDICATEURS
BIOTECHNIQUES
INDICATEURS
ECOCLIMATIQUES
INDICATEURS
ECOCLIMATIQUES
Y= f( NPP, Aridité, [CO
2
])Y= f( NPP, Aridité, [CO
2
])
Y= f( Aridité, [CO
2
], Exploitation,Fertilité)Y= f( Aridité, [CO
2
], Exploitation,Fertilité)
Cha
Chaî îne de calcul du mod ne de calcul du modè èle de sol le de sol- -v vé ég gé étation ISBA tation ISBA- -CC CC Diff
Diffé érentes approches pour la constitution d rentes approches pour la constitution d’ ’indicateurs indicateurs eco eco
et bio
et bio- -techniques techniques
Nombre de canicules par an
Nombre de canicules par an
(MPEH5C_3)
(MPEH5C_3)
1970
1970- -1999 1999 2020 2020- -2049 2049 2070 2070- -2099 2099
Nombre de jours de gel par an
Nombre de jours de gel par an
Pr
Pré écipitations neigeuses cipitations neigeuses Temp Tempé érature rature à à2m 2m
(MPEH5C_3)
(MPEH5C_3)
Les 12 sc
Les 12 scé énarios narios
du projet EU
du projet EU- -
ENSEMBLES
ENSEMBLES
sont exploit
sont exploité és. s.
Des exemples
Des exemples
d
d’ ’indicateurs indicateurs
issus d
issus d’ ’un un
sc
scé énario m nario mé édian, dian,
MPEH5C_3, sont
MPEH5C_3, sont
ici expos
ici exposé és. s.
Quelques tendances qui restent
Quelques tendances qui restent à àconfirmer pour confirmer pour
broadleaf
broadleaf : :- -
biomasse (s
biomasse (sè èche) augmente jusqu che) augmente jusqu’ ’en 2060 (puis stabilisation ou d en 2060 (puis stabilisation ou dé écroissance); croissance);
-
-d dé émarrage v marrage vé ég gé étatif l tatif lé ég gè èrement avanc rement avancé é, mortalit , mortalité épr pré écoce coce à àl l’é ’éch ché éance 2100 (jusqu ance 2100 (jusqu’à ’à - -2mois). 2mois).
prairie :
prairie : - -
effet positif sur LAI pour 2050
effet positif sur LAI pour 2050 – –cycle rallong cycle rallongé é; ;
-
-effet n effet né égatif sur LAI gatif sur LAI à àl l’ ’horizon 2100 horizon 2100 - -d dé émarrage v marrage vé ég gé étatif et mortalit tatif et mortalité éavanc avancé és. s.
culture :
culture : - -
à
àl l’ ’horizon 2050 effet positif pour C3 et neutre pour C4; horizon 2050 effet positif pour C3 et neutre pour C4;
-
-à àl l’ ’horizon 2100 C3 et C4 p horizon 2100 C3 et C4 pé énalis nalisé és. D s. Dé émarrage v marrage vé ég gé étatif avanc tatif avancé épour C3 de 1mois. pour C3 de 1mois.
Contact person
Contact person: : dominique dominique. .carrer carrer@ @meteo meteo. .fr fr, Phone: , Phone: +33 (0) 5 +33 (0) 5- -61 61- -07 07- -94 94- -77 77
ORACLE (
ORACLE (Opportunit Opportunité és et Risques pour les s et Risques pour les Agro Agro- -é écosyst cosystè èmes et les for mes et les forê êts en ts en
r
ré éponse aux changements CLimatiquE, ponse aux changements CLimatiquE, socio socio- -é économiques et politiques en France et conomiques et politiques en France et
en Europe)
en Europe) : une approche : une approche multi multi- -mod modè èles et les et multi multi- -sc scé énarios pour l narios pour l’é ’évaluation de valuation de
l
l’ ’effet du changement climatique sur le cycle v effet du changement climatique sur le cycle vé ég gé étatif tatif
Culture C3
Culture C3
Prairie C3
Prairie C3
Culture C4
Culture C4
Broadleaf
Broadleaf
(A2)
(A2)
Changements Environnementaux - Séminaire ANR les 17 et 18 avril 2013, Toulouse
Cycle annuel moyen
Cycle annuel moyen
du
du Leaf Area
Leaf Area Index
Index
Focus
Focus sur Toulouse sur Toulouse
Sensibilit
Sensibilité éaux incertitudes atmosph aux incertitudes atmosphé ériques sur riques sur
la France (s
la France (sé élection de 191 sites pilotes) lection de 191 sites pilotes)
Pr
Pré écipitations neigeuses cipitations neigeuses Temp
Tempé érature rature à à2m 2m
Leaf Area
Leaf Area Index annuel mod Index annuel modé élis lisé é
Evolution
Evolution sur 150ans de la biomasse sur 150ans de la biomasse
des arbres [kg.C/m2]
des arbres [kg.C/m2]