Changement climatique : un enjeu pour la recherche. Sylvie Joussaume CNRS
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- Marcel Ringuette
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1 Séminaire Institut Coriolis, Ecole Polytechnique, 15 mai 2009 Changement climatique : un enjeu pour la recherche Sylvie Joussaume CNRS Institut Pierre Simon Laplace Laboratoire des Sciences du Climat et de l Environnement (CEA-CNRS-UVSQ) directrice GIS «Climat-Environnement-Société» Etat de l art 4 ème rapport du GIEC Les enjeux de la recherche : l exemple du GIS Climat
2 La concentration des gaz à effet de serre augmente suite aux activités humaines et à la démographie CO 2 CH 4 N 2 O IPCC (2007)
3 Ce que nous apprennent les glaces de l Antarctique Source : EPICA, Nature 2004
![depuis 1850 + 0,76 [0,57-0,95]](/docs-images/88/117353790/images/4-1.jpg "C +1,8 [1,3-2,3] mm/an")
![1961-2003 +3,1 [2,4-3,8] mm/an](/docs-images/88/117353790/images/4-2.jpg "1993-2003 Climatologie /")
4 Le climat change : 11 des 12 années les plus chaudes depuis ,76 [0,57-0,95] C +1,8 [1,3-2,3] mm/an ,1 [2,4-3,8] mm/an Climatologie / septembre 2007
5 La modélisation du climat Modèles couplés atmosphère-océan Heating H 2 0, Clouds CNRS/ L. Fairhead Temperature Winds Friction Evaporation Precipitation Sea ice Temperature Salinity Currents Friction land ocean
6 Précipitations annuelles (cm) Observations CMAP (Xie and Arkin) IPCC (2007) Moyenne multi-modèles Evaluation des modèles CMIP3 Programme Mondial de Recherches sur le Climat
7 IPCC (2007) WGI, Ch 8 Models ca 2000 Models ca 2005
8 Validation des modèles climatiques Climats passés Simulation du dernier maximum glaciaire il y a ans - projet international PMIP2 ipcc (2007)
9 CNRS/ L. Fairhead ipcc (2007) observations Simulations Forçages naturels & anthropiques Simulations Forçages naturels
10 IPCC (2007) «La majeure partie du réchauffement des 50 dernières ipcc (2007) années est très probablement due à l augmentation de l effet de CNRS/ L. Fairhead serre par les activités humaines» observations Simulations Forçages naturels & anthropiques Simulations Forçages naturels
11 La concentration de gaz à effet de serre va continuer à augmenter Différents scénarios sont possibles : ipcc(2001)
12 Evolution de la température globale pour les différents scénarios Réchauffement global C0 2 en 2100 ~ 850 ppm ~ 700 ppm ~ 550 ppm C0 2 constant ~ 370 ppm Période de référence ipcc (2007)
13 Rôle des différentes rétroactions Dufresne et Bony,2007
14 Scénario haut (A2-850ppm) Température d été en France * Observations IPSL Meteo France A Scénario bas (B1 550 ppm) B1 JL Dufresne IPSL et CNRM
15 Simulation de la banquise : extension minimale (septembre) scénario A2, CNRM IPSL ESCRIME 2007 Concentration de la banquise (%) Concentration de la banquise (%)
16 CNRM + Intensification du cycle hydrologique Scénario haut A2 IPSL _ vs IPSL et CNRM _ Pluies plus intenses Diminution de la disponibilité en eau Dans des régions déjà relativement sèches IPSL
17 Conséquences : Conséquences du changement climatique Réchauffement du climat Augmentation des vagues de chaleur Diminution des vagues de froid Augmentation du niveau de la mer en 2100 : + 18 à + 59 cm se poursuivra au-delà Diminution de la glace de mer En Arctique pourrait disparaître en été Pluies plus intenses Risques inondations Diminution de la disponibilité en eau Dans des régions déjà relativement sèches Cyclones tropicaux plus intenses Production agricole : augmentation moyennes latitudes (réchauffement < 1-3 C) Décroissance régions tropicales sèches Extinction des espèces : probable 20 à 30% pour +2-3 C Acidification des océans
18 Le bilan global du CO 2 en GtC/an (1 GtC = gc) années Pg C y Pg y -1 Atmosphere 46% Pg C y Pg y -1 Land 29% 2.3 Pg y -1 Oceans 26% Canadell et al. 2007, PNAS (updated)
19 Earth System Models water & energy carbon cycle chemistry LAND ATMOSPHERE OCEAN & SEA ICE 1 CO 2 Aerosols & chemistry
20 Les rétroactions climat-carbone Fossil Fuel IPCC Scenario (SRES98-2A) Amplification du réchauffement > 1 C (Projet international C4MIP) (Friedlingstein et al., 2006) Control Scenario CLIMATE CO2 Climate Feedback Geochemical Impact Climate Impact Air-Surface Carbon Flux land ocean
21 Quel climat pour demain? C0 2 en ~ 850 ppm ~ 700 ppm ~ 550 ppm C0 2 constant ~ 370 ppm
22 Scénarios de stabilisation Emissions cumulées sur 21ème siècle : Sans rétroaction climat-carbone Avec rétroaction climat-carbone Stabilisation à 450 ppm : de 670 [ ] GtC à 490 [ ] GtC Stabilisation à 1000 ppm de 1415 [ ] GtC à 1100 [ ] GtC ipcc (2007)
23 GIS «Climat-Environnement-Société» Objectifs ciblés : Intensifier les recherches sur le changement climatique Les étendre aux impacts du changement climatique sur la société et les écosystèmes : développer l interdisciplinarité Des partenaires : CNRS, CEA, UVSQ, P6, X, Ademe Soutien: Ministères Recherche et Environnement S appuyer sur le potentiel en Ile de France : IPSL et 13 laboratoires, environ 300 chercheurs concernés Climatologie, écologie, hydrologie, socio-économie, santé
24 Un réseau pluridisciplinaire Effectif total : 1500 ½GIS dont 309 chercheurs Ecologie BIOEMCO ESE Sciences Médicales Qualité de l Air LISA PIFO Sciences du Climat IPSL CETP LMD LOCEAN LSCE SA Sciences Economiques et Sociales CIRED CECO C3ED 25 Hydrologie SISYPHE 27 Chiffres 2007/dossier RTRA
25 GIS «Climat-Environnement-Société» Quatre thèmes répondant à des questions de société : Climat global, politiques énergétiques, et développement économique Extrêmes climatiques et régions vulnérables Changement climatique, écosystèmes, utilisation des sols et ressources en eau Impacts du changement climatique sur la santé
26 Climat global, politiques énergétiques, et développement économique Économie Émissions de GES différents scénarios Climat Quel scénario économique pour quel climat? Impact sur l économie? usages des sols, demande énergétique, séquestration du carbone Dommages? Coûts/bénéfices de l action? Interface avec décideurs et parties prenantes
27 WG 3 Socio-economic variables Emissions Concentrations WG 1 Surface temperature WG 2 Impact variables Projet «DECLIC» P. Friedlingstein (LSCE) & R. Crassous (CIRED)
28 WG 3 Socio-economic variables Modèles : Climat & économie Emissions Concentrations WG 1 Compatible Emissions Surface temperature WG 3 WG 2 Socio-economic variables Impact variables Projet «DECLIC» P. Friedlingstein (LSCE) & R. Crassous (CIRED)
29 Extrêmes climatiques et régions vulnérables Impacts régionaux? Un enjeu pour l adaptation Extrêmes? (vagues de chaleur, inondations, crues, cyclones..) variations passées? Régions vulnérables? Méditerranée, Afrique, régions polaires Changement climatique et pollution? Scénario SRES-A Observations CNRM IPSL
30 Reconstruire les extrêmes climatiques des derniers siècles à partir des archives historiques E. Garnier et al. RENASEC les REfus de la NAture. Sociétés et Extrêmes Climatiques XVIe siècle-vers 1950 Inondations Sécheresses Tempêtes Extrêmes de température
31 Hydrologie : régions vulnérables IPCC (2007) Impacts sur l agriculture Accord des modèles sur le signe > 90% Accord < 66 % Focus : Méditerranée, Afrique de l Ouest, Amérique du Sud
32 Méthodes de régionalisation Schéma P. Drobinski uncertainties Large scale circulation (GCM, (re-analyzes, ) km Projet GIS MORCE-MED P. Drobinski LMD, LOCEAN, SA, LSCE uncertainties Clustering/classification (weather regimes) Projet GIS REGYNA B. Sultan LOCEAN, CIRED, LMD, LSCE uncertainties Dynamical downscaling Statistical downscaling (data needed) km Uncertainties and error propagation Local variables Distributions and extremes
33 Changement climatique, écosystèmes, utilisation des sols et ressources en eau Anthropisation (économie) Climat Impacts? Biodiversité systèmes agricoles, eau Écosystèmes hêtre Pin maritime Rétroactions? Végétation, Usage des terres, Cycle du carbone 2003 GICC/Carbofor Flux CO 2 Ciais et al. (2005) Sols acteurs clés : cycles et climat Vision intégrée des ressources en eau Vers un modèle intégré économie-usage des sols Interactions Biodiversité/climat Ressources en eau A. Ducharne GICC/Seine
34 Impact du changement climatique sur la santé
35 Impact du changement climatique sur la santé Impact direct du changement climatique (vagues de chaleur) Impact sur la qualité de l air, des eaux (climat & pollution, climat & ozone stratosphérique) Impact via l écologie des vecteurs de maladie mortalité ex Santé des populations vulnérables 2003 Agressions physiques, chimiques et biologiques Maladies émergentes Direct / O 3 / social PREMAPOL Risques prématurité
36 Climat Impacts du changement climatique sur les allergies aux pollens Émissions de pollens (intensité, cycle) Transport N. Viovy LSCE, PIFO, LMD, LISA RNSA, CEFE allergies Observations : pollens & cliniques RNSA Modèles : Modèle phénologie + modèle de transport Concentration simulée en pollens Cartes de risque Changements futurs CERVEAU
37 Conclusions Changement climatique : Changements en cours, vont se renforcer Mesures : atténuation (énergie) & adaptation Impacts sur de nombreux secteurs Enjeux de recherche Modèles & observations Processus (ex nuages, rôle petites échelles) Complexité du «système Terre» Interdisciplinaires Impacts & rétroactions (économie, SHS, écologie, santé) 25 mai journée sur l interdisciplinarité à Jussieu - Interface avec de nombreux utilisateurs «services climatiques»
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