L'évolution du climat et son impact sur la ressource en eau en France

Transcription

1 L'évolution du climat et son impact sur la ressource en eau en France 30 novembre au 11 décembre 2015 sur le site de Paris-Le Bourget 1

2 Quelques dates importantes: 1824 (191 ans): Découverte de l effet de Serre par Joseph Fourrier 1896(119 ans): : Arrhenius identifie le dioxyde de carbone (CO 2 ) comme principale composante de l atmosphère contribuant à l effet de serre en plus de la vapeur d eau 1958(57 ans): Premières mesures continues de concentration de l air en CO 2 (Keeling, 1960) 1967 (48 ans): 1 ère modélisation de l effet de l augmentation de la concentration en CO 2 sur la hausse des température (Manabé et Wetherald, 1967) 1979 (36 ans): la 1 ère conférence mondiale sur le climat : le «Sommet de la Terre de Stockholm» recommandera de «prévoir et prévenir les changements climatiques d origine anthropique qui pourraient nuire au bien-être de l humanité» 1988 (27 ans): Création du Groupe d Experts Intergouvernemental sur l Evolution du Climat GIEC 1992 (23 ans): Sommet de la Terre de Rio de Janeiro : adoption de la convention climat visant à stabiliser les concentrations de gaz à effet de serre (GES), signée aujourd hui par 195 pays 1995 (20 ans): 1 ère Conférences des Parties (COP) visant au suivi des engagements pris avec la convention climat 2015 (d ici 5 jours): : COP21:dont l objectifsest de prendre des engagements contraignants pour réduire les émissions et limiter le réchauffement à +2 par rapport à l ère préindustrielle

3 L évolution des concentrations en CO2

4 L évolution des concentrations en CO2 Source : NOAA

5 L évolution des concentrations en CO2 Source : NOAA

6 Origine des émissions des gaz à effet de serre Fig: GIECC AR5, WGIII L énergie fossile est la source dominante actuellement L usage des sols n est pas négligeable

7 Origine des émissions des gaz à effet de serre Pays à hauts revenus Origine des émissions Pays à revenus moyens-supérieurs un habitant des pays de l OCDE 14 teqco 2 /an un habitants de pays dont l économie est en transition et moins de 4 teqco 2 /an Pays à revenus moyens-inférieurs Pays à faibles revenus Source: la météorologie 2015 GIEC AR5 7

8 Les émissions des gaz à effet de serre en France Source CITEPA

9 Constatation: évolution de la température de l air Evolution des températures mondiales Klaus et al., Sciences,2015 Evolution de la température moyenne en France (Ecart à la moyenne ) Planton et al., 2015

10 Constatation: évolution de la température de l air Evolution de la température de surface entre 2001 et 2009 par rapport à la période NASA GISS

11 Les principaux effets du changement climatique Modification de la circulation atmosphériques Relation entre température et courants

12 Les principaux effets du changement climatique Modification de la circulation atmosphériques Source IPCC AR5

13 Les principaux effets du changement climatique Lien entre température, l humidité de l air et précipitations Evolution de la température de l air Evolution de l humidité de l air Source IPCC AR5

14 Constatation: évolution des fortes précipitations Evolution du nombre de jours de forte précipitations Intensité des précipitations > 10 mm/jour Donat et al., 2013, JGR 14

15 Détection des Impacts sur les débits sur le globe Dai et al.,

16 Détection des Impacts sur les débits sur le globe Renard, 2006 Dai et al.,

17 Détection des Impacts sur les débits: problème lié à la variabilité naturelle Sur 40 ans: Tendance nette à la baisse Evolution des débits du Salat à Roquefort Boé et Habets, HESS

18 Détection des Impacts sur les débits: problème lié à la variabilité naturelle Evolution des débits du Salat à Roquefort Boé et Habets, HESS

19 Détection des Impacts sur les débits: problème lié à la variabilité naturelle Evolution des débits du Salat à Roquefort Boé et Habets, HESS

20 Détection des Impacts sur les débits: problème lié à la variabilité naturelle Evolution des débits entre et du changement Contraste des débits climatique printaniers: jusqu à 40%! la variabilité naturelle s ajoutera aux impacts contraste des débits annuels : plus de 20%! Boé et Habets, HESS

21 Comment projeter les impacts dans le futur? 1. Des scénarios d émission des scénarios d émission (RCP: Recursive Concentration Pathway) Moss et al., 2010 Nature, IPCC

22 Comment projeter les impacts dans le futur? 2. des modèles de climat Rayonnement solaire continent nuage courant marin vent pluie neige océan relief végétation banquise Gaz à effet de serre Source:

23 Comment projeter les impacts dans le futur? 2. des modèles de climat Rayonnement solaire continent nuage courant marin vent pluie neige océan relief végétation banquise Gaz à effet de serre Source:

24 Comment projeter les impacts dans le futur? 2. des modèles de climat Les modèles de climat (GCM ou AOGCM) Fig:LMD/IPSL 24

25 Evaluation des modèles de climat et attribution GIEC AR5 25

26 Source IPCC AR5 Incertitudes associées aux projections climatiques

27 Echelle globale : évolution de quelques indicateurs Nombre de jours chauds Nombre de jours froids Nombre de jours très pluvieux Source AR5, 2013

28 Evolution des précipitations à l horizon 2100 hiver été Résultats issus de plus de 25 GCM et plus de 60 projections Terray & Boé, 2013, CRAS 28

29 Evolution des précipitations à l horizon 2100 hiver été Résultats issus de plus de 25 GCM et plus de 60 projections Besoin de régionaliser les informations brutes des modèles pour les exploiter en hydrologie Terray & Boé, 2013, CRAS 29

30 Les projections climatiques en France : impact sur les précipitations hiver printemps été automne Dayon 2015, thèse

31 Les projections climatiques en France : impact sur les débits L incertitude est principalement gouvernée par l incertitude sur les précipitations Dayon 2015, thèse 31

32 Les projections climatiques en France : impact sur les débits hiver été Seine Garonne Dayon 2015, thèse

33 Les projections climatiques en France : impact sur les débits d étiage Débits mensuels minimums de période de retour 5 ans: QMNA5 Dayon 2015, thèse 33

34 Les projections climatiques en France : impact sur les débits de crues Evolution des crues décennales Hausse Crues (QJXA10) Hausse 7 projections climatiques, 2 modèles hydro 1 méthode de régionalisation 34

35 impact sur la ressource en eau souterraine Projection de l évolution du niveau des nappes à l horizon 2070 C est grave docteur? Pas très facile à interpréter! Ponctuellement, diminution du niveau de plus de10m

36 impact sur la ressource en eau souterraine Gestion des eaux souterraines via le niveau des nappes : On regarde l évolution de la fréquence de dépassement du seuil d alerte Moy=7mois/an Seuil d alerte = 1 er décile du niveau de la nappe en moyenne mensuelle Habets et al., à soumettre

37 impact sur l extension des zones humides alimentées par la nappe Diminution de la surface des zones humides alimentées par la nappe de 2% environ sur ces deux bassins Habets et al., à soumettre

38 impact sur l extension des sécheresses Vidal et al., HESS, 2012

39 Impact sur l extension des sécheresses Utilisation d une projection continu ARPV4.6 avec 3 scénarios d émissions scenarios, désagrégés par la méthode des régimes de temps Evolution de la fraction de la France qui est atteinte par une sécheresse agronomique sévère (SSWI3) Vidal et al., HESS,

40 Les possibilités d adaptation en hydrologie 1. Création de «nouvelles ressources» 2. Réduction des dépendances 3. Adaptation de l occupation des sols 40

41 Adaptation : Peut on réduire le problème quantitatif en réduisant nos prélèvements en nappe? En 2050 diminution de 50% En 2050 pas de diminution ~180 Mm3/an Industriels ²Prélèvements En 2050 diminution de 25% ~150 Mm3/an Prélèvements Agricoles Les prélèvements en nappe représentent environ 1000 Mm3/an ~700 Mm3/an Prélèvements AEP ² En 2050 une diminution de 85 Mm3 ne permet pas de compenser la baisse de la recharge estimée à ~1150 Mm3, mais peut être utile localement Habets et al.,soumis 41

42 Adaptation : le rôle des retenues d irrigation Evolution des volumes d eau stockés en barrage Lehner, GRanD database Evolution de la capacité de remplissage de retenues Création de retenues de substitution pour l irrigation On suppose une retenue (en bleue) alimentée par un bassin versant (en vert) Remplissage uniquement de Janvier à Mars En 2050, la capacité de remplissage est nettement réduite sur une partie des Pays de la Loire, des bassins de la Seine et de la Garonne Habets et al., HESS,

43 Adaptation : Peut on réduire le problème quantitatif en faisant évoluer l occupation des sols? Carte de l occupation des sols dominantes Culture d hiver prairie Culture d hiver Forêt Ville Evolution de la surface en feuille maximale (LAI) en % La forêt souffre sous CC Gain Perte forêt Culture d hiver Prairie Culture d été 43

44 Adaptation : Peut on réduire le problème quantitatif en faisant évoluer l occupation des sols? Evolution des écoulements par type de culture % Carte de l occupation des sols dominantes La prairie consomme moins d eau forêt Culture d hiver Prairie Culture d été prairie Culture d hiver Forêt Ville Evolution de la surface en feuille maximale (LAI) en % La forêt souffre sous CC forêt Culture d hiver Prairie Culture d été 44

45 Adaptation : Peut on réduire le problème quantitatif en faisant évoluer l occupation des sols? Modification de l occupation des sols Culture d hiver Forêt de feuillus Prairie Actuelle 41% 20% 21% prairie Culture d hiver Forêt Ville Pro-Hydro 15% 11% 59%

46 Adaptation : Peut on réduire le problème quantitatif en faisant évoluer l occupation des sols? Evolution des débits annuels (%) Fréquence de dépassement des niveaux de crise (%) prairie Culture d hiver Forêt Ville La végétation est un élément important à prendre en compte sous changement climatique et une source possible d adaptation

47 A retenir: Le changement climatique devrait conduire à une diminutionde la ressource en eau en France Des efforts seront nécessaires pour maintenir une bonne qualité de l eau Seuls les efforts d atténuation permettront de réduire fortement l impact sur la ressource en eau Florence.Habets@upmc.fr

48 A retenir: Le changement climatique devrait conduire à une diminutionde la ressource en eau en France Des efforts seront nécessaires pour maintenir une bonne qualité de l eau Seuls les efforts d atténuation permettront de réduire fortement l impact sur la ressource en eau Parmi les possibilités d adaptation: La réduction des prélèvements en nappe permettra localement de réduire l impact du changement climatique La création de retenues ne semble pas être une solution adaptée partout L occupation des sol peut être un élément régulateur (ou amplificateur) Florence.Habets@upmc.fr