Caractérisation de l aléa climatique et jeu de données de projections climatiques

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Louis Renaud
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Eckert 3 1 Météo-France - CNRS, CNRM UMR 3589, Centre d Études de la Neige, Grenoble, France (deborah.

1 Caractérisation de l aléa climatique et jeu de données de projections climatiques Changement climatique passé et futur Focus sur Vercors 1500m Deborah Verfaillie 1, Matthieu Lafaysse 1, Samuel Morin 1, Michel Déqué 2 et Nicolas Eckert 3 1 Météo-France - CNRS, CNRM UMR 3589, Centre d Études de la Neige, Grenoble, France (deborah.verfaillie@meteo.fr) 2 Météo-France - CNRS, CNRM UMR 3589, Toulouse, France 3 Université Grenoble Alpes, Irstea, UR ETGR, Grenoble, France

homogénéisée) Sur les longues séries de données homogénéisées (Annecy, Grenoble),

2 Écart à la moyenne Observations du changement climatique Écart à la moyenne de la température moyenne annuelle à GRENOBLE entre 1878 et 2006 (série homogénéisée) Sur les longues séries de données homogénéisées (Annecy, Grenoble), on constate que le réchauffement s est nettement accéléré à la fin du XX ème siècle. 11,7 C

Projections : les modèles de climat La modélisation numérique est le seul moyen de prendre en compte toute la complexité des interactions-rétroactions pour étudier l impact d une modification sur l

3 Projections : les modèles de climat La modélisation numérique est le seul moyen de prendre en compte toute la complexité des interactions-rétroactions pour étudier l impact d une modification sur l ensemble du système climatique Les Modèles de Circulation Générale (GCM) découpent la surface de la terre et l atmosphère en petites «mailles» Les équations physiques permettent de simuler l évolution du climat.

Les modèles de climat Utiliser un modèle de climat pour simuler le climat futur nécessite des hypothèses sur l évolution des concentrations de gaz à effet de serre et d aérosols.

4 Les modèles de climat Utiliser un modèle de climat pour simuler le climat futur nécessite des hypothèses sur l évolution des concentrations de gaz à effet de serre et d aérosols. Les scénarios «RCP» correspondent à différentes évolutions sociétales possibles. RCP : «Representative concentration pathways» ( en W/m 2 ) Emissions liées aux énergies fossiles Fortes émissions Stabilisation Contrôle des émissions IPCC AR5, 2013

5 IPCC AR5, 2013 Projections futures à l échelle planétaire Pour le XXI ème siècle, tous les modèles de climat simulent un réchauffement planétaire, dont l ampleur dépend du scénario. Pour un même scénario, il existe une fourchette d incertitude (différences entre les modèles) Le réchauffement est irréversible (longue durée de vie du CO 2 ) Projections du réchauffement planétaire relativement à

grossière pour représenter le relief et les phénomènes climatiques régionaux On

6 Projections futures à l échelle de la France Les Modèles de Circulation Générale (GCM, globaux) ont une résolution (taille des «mailles») trop grossière pour représenter le relief et les phénomènes climatiques régionaux On utilise des Modèles de Climat Régional (RCM) à meilleure résolution sur un plus petit domaine.

Projections futures de l enneigement Les Modèles de Climat Régional ont une résolution en altitude qui reste insuffisante pour étudier plus finement l impact sur l enneigement des différents massifs,

7 Projections futures de l enneigement Les Modèles de Climat Régional ont une résolution en altitude qui reste insuffisante pour étudier plus finement l impact sur l enneigement des différents massifs, ils ont des erreurs trop importantes, et leur représentation de la neige est grossière. «Mailles» d un Modèle de Climat Régional (RCM) à haute résolution Altitude (m) Figure D. Verfaillie 7

Projections futures de l enneigement La méthodologie habituelle consiste à

ensemble de Modèles Climatiques Régionaux (RCM), pour ensuite réaliser des

Ces différentes étapes ajoutent de nouvelles sources d incertitude.

8 Projections futures de l enneigement La méthodologie habituelle consiste à appliquer des méthodes de correction statistique sur les résultats d un large ensemble de Modèles Climatiques Régionaux (RCM), pour ensuite réaliser des simulations de l enneigement futur. Ces différentes étapes ajoutent de nouvelles sources d incertitude. Forçage/ Scénarios Corrections statistiques Modèle de neige ISBA-Crocus Alpes, Pyrénées, Corse, Massif Central, Jura, Vosges Enneigement futur et Incertitudes

9 Projections futures des conditions météorologiques et d enneigement Vercors 1500 m RCP2.6 Température hivernale RCP4.5 RCP8.5 Verfaillie et al., in review

10 Projections futures des conditions météorologiques et d enneigement Vercors 1500 m RCP2.6 Durée d enneigement (neige naturelle) RCP4.5 RCP8.5 Verfaillie et al., in review

11 Projections futures des conditions météorologiques et d enneigement Vercors 1500 m RCP2.6 Enneigement moyen hivernal (naturel) RCP4.5 RCP8.5 Verfaillie et al., in review

12 Conclusions On observe un réchauffement climatique planétaire d'environ 1 C par rapport à l'époque pré-industrielle qui est principalement causé par les émissions anthropiques de gaz à effet de serre et d'aérosols. Ce réchauffement s'est accéléré à la fin du 20ème siècle. Le système climatique est le résultat d'équilibres énergétiques complexes. La modification d'un élément du système provoque de nombreuses interactions et rétroactions qui rendent indispensable l'utilisation de modèles climatiques pour les comprendre et réaliser des projections. Tous les modèles projettent une poursuite du réchauffement planétaire. Sur la fin du siècle, l'ampleur du réchauffement dépend fortement de l'évolution des émissions de gaz à effet de serre et donc des stratégies d'atténuation du changement climatique.

13 Conclusions A l'échelle de la France et des massifs montagneux, le réchauffement observé au XXème siècle est d'environ 1,5 C. Il s'est accéléré sur les 30 dernières années et on observe une réduction de l'enneigement en moyenne montagne malgré de très grandes variations d'une année à l'autre. Réaliser des projections futures de l'enneigement à fine échelle nécessite d'utiliser des Modèles de Climat Régional, des méthodes de corrections statistiques, et des modèles raffinés d'évolution du manteau neigeux.

14 Conclusions A l'horizon , l'incertitude sur le réchauffement sur nos région provient à parts égales des Modèles de Circulation Générale (GCM), des Modèles Régionaux et corrections statistiques, et de la variabilité naturelle du climat d'origine chaotique. Au final, le réchauffement supplémentaire attendu est compris entre 0.5 et 2 C. Certaines études suggèrent un réchauffement plus fort en moyenne montagne (rétroaction avec le déneigement). Les changements de précipitations sont en revanche dominés par la variabilité naturelle du climat d'origine chaotique et ils sont donc très incertains.

15 Conclusions Les éventuels changements de précipitations ne peuvent pas compenser l'effet du réchauffement sur l'altitude de la limite pluieneige et sur les conditions favorables à la fonte. Toutes les études récentes prévoient une réduction de l'enneigement (épaisseur, durée), plus forte sur les altitudes et régions qui sont déjà les moins bien enneigées. La fourchette d'incertitude est large même sur la période en raison notamment de la variabilité naturelle et chaotique du climat : l'enneigement moyen en moyenne montagne devrait diminuer de 10 à 60 %. De fortes variations persisteront d'une année à l'autre. A plus long terme (fin du siècle), les incertitudes liées aux modèles et aux scénarios socio-économiques (donc aux stratégies d'atténuation) augmentent et deviennent prépondérantes, mais dans tous les cas la réduction de l'enneigement s'aggrave fortement.

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