L ADAPTATION AU CHANGEMENT CLIMATIQUE

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1 L ADAPTATION AU CHANGEMENT CLIMATIQUE En appui de la définition des politiques d adaptation des territoires et de préservation de la biodiversité, dans le contexte du changement climatique, Météo-France conçoit, réalise et diffuse régulièrement des scénarios climatiques régionalisés. Il s agit en particulier de répondre aux sollicitations de l État et des collectivités territoriales qui doivent, dans le cadre du Grenelle de l environnement, établir des schémas régionaux du climat, de l air et de l énergie. L établissement réalise également des études pour mieux cerner les impacts du changement climatique dans des domaines aussi variés que l hydrologie et la gestion des ressources en eau, l enneigement et les risques d avalanche, l agriculture, la biodiversité ou les écosystèmes sensibles.

2 L ADAPTATION AU CHANGEMENT CLIMATIQUE PRODUIRE ET DIFFUSER LES INFORMATIONS SUR LE CLIMAT FUTUR Mettre à disposition les simulations climatiques Prévisibilité aux échelles saisonnières et décennales Pour réduire les incertitudes sur les projections climatiques et améliorer l analyse de l impact des changements à l échelle des territoires, Météo-France réalise régulièrement des scénarios climatiques régionalisés. Les simulations sont effectuées à l aide de la version étirée du modèle Arpège -Climat, qui atteint la résolution de 50 km sur les zones étudiées, et du modèle sur domaine limité Aladin-Climat, qui atteint une résolution de 25 km. Les conditions aux limites Changement de climat régional : l approche probabiliste du projet Ensembles Une des originalités du projet européen Ensembles, qui s est achevé en 2009, est la production de lois de probabilité permettant de mieux cerner l intervalle de confiance des paramètres du climat de l Europe à l échéance Quatorze modèles régionaux, dont le modèle Aladin-Climat de Météo-France, ont été utilisés pour fournir une population de scénarios possibles avec une résolution de 25 km. Certains modèles régionaux ont été pilotés par plusieurs modèles globaux, ce qui porte à dixsept le nombre d expériences disponibles. Contrairement au précédent projet européen Prudence, il a été décidé d attribuer à chaque modèle un poids différent dans le résultat final. Pour cela, les modèles régionaux ont d abord été pilotés par des observations sur la période Pour six types de diagnostics, chaque modèle a alors reçu une note mesurant son degré de réalisme dans la reproduction des observations. Chaque expérience a ainsi pu se voir attribuer une probabilité proportionnelle au poids du Densité de probabilité d'évolution du couple températureprécipitation, entre la période et , à Paris en été (à gauche) et en hiver (à droite). La probabilité tient compte à la fois de l incertitude propre à chaque modèle et de l incertitude dans le choix d un modèle parmi la base Ensembles. modèle régional utilisé. Une loi de probabilité pour la réponse du changement climatique a ensuite été constituée en tenant compte de trois facteurs : la probabilité de chaque expérience, la variabilité interne de chaque modèle, la possibilité qu il existe des modèles intermédiaires entre les dix-sept modèles. La figure jointe montre la densité de probabilité conjointe pour la température et les précipitations à Paris, en hiver et en été, obtenue à l issue de ce processus.

3 21 latérales sont le plus souvent issues des simulations couplées réalisées dans le cadre des travaux du Giec et prenant en compte les principaux scénarios d évolution des gaz à effets de serre. D autres techniques innovantes de descente d échelle, mieux adaptées à l étude de certains impacts, sont également développées en collaboration avec des laboratoires partenaires comme le Cerfacs. L ensemble de ces simulations constitue une boîte à outils qui permet d aborder de nombreuses problématiques. Mettre à disposition les simulations climatiques Les résultats de ces simulations climatiques sont déjà largement accessibles via le site Internet de Météo-France, lui-même connecté au portail [toutsurlenvironnement.fr] du Grenelle de l environnement. Le projet Drias, soutenu par le programme Gestion des impacts du changement climatique (Gicc) du Ministère de l Écologie, de l Énergie, du Développement durable et de la Mer (MEEDDM), a démarré en 2009 et vise à étendre les fonctionnalités de ces serveurs. Les simulations mises à disposition correspondront aux différents scénarios définis par le Giec. Elles proviendront des laboratoires de l Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL), du Cerfacs et de Météo-France. Le service sera fourni sur l ensemble du territoire français, incluant l outre-mer. Les résolutions typiques seront comprises entre 10 et 50 km. Les données seront prétraitées de manière à simplifier leur utilisation et seront accessibles en ligne. Des produits spécifiques (indices, moyennes mensuelles ou saisonnières de paramètres climatiques) et des graphiques (cartes, graphes, diagrammes) seront élaborés de manière standardisée. L ensemble des résultats sera ainsi à la disposition des utilisateurs soucieux de définir des politiques d adaptation et des climatologues. Concept du «service climatique» Drias cofinancé par le programme Gicc du MEEDDM, que Météo-France développe avec l appui de l IPSL et du Cerfacs. Drias mettra à disposition les principaux scénarios climatiques globaux, régionalisés grâce des méthodes de descente d échelle statistiques, dynamiques ou mixtes pour produire des variables aussi représentatives que possible des impacts, à des résolutions de 10 à 50 km. Il offrira des guides et des conseils sur leurs utilisations possibles.

4 L ADAPTATION AU CHANGEMENT CLIMATIQUE Prévisibilité aux échelles saisonnières et décennales En partenariat avec le Cerfacs, Mercator- Ocean et ses partenaires européens, Météo-France poursuit ses recherches sur le thème de la prévisibilité aux échelles saisonnières et décennales. Le modèle couplé, développé en 2009 pour contribuer au 5 e rapport du Giec et prenant en compte l évolution des émissions anthropiques, sera ainsi testé en mode prévision saisonnière. Il intègrera des états initiaux réalistes tant pour l atmosphère que pour l océan, dans le cadre d une approche probabiliste. À termes, ce modèle devrait remplacer celui qui est actuellement utilisé pour les prévisions saisonnières opérationnelles. L analyse détaillée des simulations décennales du projet européen Ensembles et du 5 e rapport du Giec permettra une première évaluation de la prévisibilité décennale sur plusieurs régions du globe. Toutefois cette évaluation ne pourra être conduite que sur la période récente relativement courte où des observations assez complètes de l océan mondial sont disponibles. Il convient donc, par prudence, de parler de «projections initialisées» plutôt que de «prévisions». Climatologie de pression au niveau de la mer (hpa) en hiver (décembre, janvier, février) vue par le modèle couplé (maille 160 km) développé en 2009 pour contribuer au 5e rapport du Giec.

5 23 LE DÉVELOPPEMENT DES TERRITOIRES ET DES VILLES Simulation du climat des grandes agglomérations Les études pour les régions les plus vulnérables Le changement climatique et les incendies de forêts Le changement climatique et l évolution des forêts françaises En aval des activités de production et de distribution de données climatiques, Météo-France s est engagé dans des recherches pluridisciplinaires sur les impacts complexes du changement climatique et sur l adaptation des territoires. Dans ce domaine, il répond le plus souvent à des sollicitations de l État, des régions ou des grandes agglomérations. Des études relatives à l adaptation au changement climatique de divers secteurs d activité ont permis d établir des partenariats dans les domaines des risques d incendies de forêts, de l évolution des peuplements d espèces dans les forêts françaises et du débit des principales rivières. L expertise acquise sur ces sujets a motivé l entrée de Météo-France dans la KIC (Knowledge and Innovation Community) - Climat qui rassemble un très grand nombre d acteurs universitaires et industriels dans trois pays européens (Allemagne, Angleterre, France). Ce groupement vient en particulier de remporter l appel d offres Climat-Énergie de l Institut européen des technologies. Simulation du climat des grandes agglomérations En 2009, Météo-France a largement étendu sa compétence et ses outils de modélisation dans le domaine du climat urbain. Les premières expériences de terrain réalisées dans ce cadre remontent à la décennie précédente avec la campagne Escompte à Marseille en Dans une période plus récente, les campagnes Capitoul à Toulouse en 2004 et Megapoli à Paris en 2009 ainsi que diverses mesures ponctuelles ont permis d enrichir la base de validation du modèle de climat urbain TEB (Town Energy Budget). Développé par Météo-France, ce modèle est très largement employé pour simuler l évolution du climat des grandes agglomérations sous divers scénarios d urbanisation et d émission des gaz à effet de serre. Les travaux ont été réalisés en partenariat avec des acteurs d autres disciplines pour prendre en compte de manière réaliste les évolutions envisagées tant au niveau de l urbanisme ou de l architecture que de la climatisation des bâtiments.

6 L ADAPTATION AU CHANGEMENT CLIMATIQUE Étude des interactions ville-changement climatique réalisée dans le cadre du projet «Grand Pari(s)» de l agglomération parisienne. Une étude des interactions ville-changement climatique a ainsi été réalisée dans le cadre des travaux du groupe Descartes pour le projet «Grand Pari(s)» de l agglomération parisienne. Le scénario d évolution de l urbanisation et de l aménagement supposait une extension des forêts et l utilisation de peintures plus réfléchissantes. D après les simulations, de tels changements en ville pourraient conduire à une atténuation de la température de l ordre de 2 à 3 C dans des situations comparables à celle rencontrée lors de la canicule de l été En 2009, une étude similaire a débuté sur la région toulousaine avec le projet Acclimat. Les études pour les régions les plus vulnérables Météo-France participe activement au programme Hymex (Hydrological cycle in the Mediterranean Experiment) développé dans le cadre du Grand chantier interorganismes sur l habitabilité du bassin méditerranéen, une zone géographique particulièrement menacée par le changement climatique. Un modèle «tri-couplé», faisant fonctionner ensemble un modèle d atmosphère globale avec zoom sur la Méditerranée, un modèle océanique régional et un modèle océanique global, est en cours de développement. Il permettra en particulier de simuler en détail la réponse de la circulation marine au changement climatique et son impact sur la création des eaux profondes et sur l environnement côtier.

7 25 Le plan Climat de La Réunion Dans le cadre de l élaboration de son plan Climat, le Conseil régional de la Réunion a noué un partenariat avec Météo-France. Il souhaitait disposer d un état des connaissances actuelles du changement climatique passé et à venir pour la zone sud-ouest de l océan Indien, et plus particulièrement pour l île de la Réunion. Le rapport final constitue un outil permettant aux décideurs d identifier les impacts du changement climatique et de prendre les dispositions adaptées pour en réduire les effets. Des présentations devant les collectivités publiques locales et régionales ont été organisées par le Conseil régional. Plusieurs séminaires ont été tenus dans le cadre du projet Acclimate financé par le Fonds français pour l environnement mondial, la Commission de l océan Indien (COI), le ministère des Affaires étrangères et européennes, et le Conseil régional. Cette étude, appelée de leurs vœux par les décideurs politiques locaux, est un exemple du potentiel d ingénierie qu une structure déconcentrée de Météo-France peut mettre en œuvre en s appuyant sur les compétences scientifiques et techniques des services centraux de l établissement. Une telle complémentarité a permis en particulier de traiter des spécificités régionales comme la houle australe ou l activité cyclonique. Évolution annuelle du nombre d épisodes de houle australe et du nombre de jours associé, sur la période Ces statistiques ont été calculées à partir de données issues des réanalyses ERA-Intérim du Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme (CEPMMT) sur le point 21 S et 54 E, toutes les six heures. Nombre de tempêtes et de cyclones tropicaux observés par saison cyclonique sur le bassin sudouest de l océan Indien, pendant la période (données corrigées).

8 L ADAPTATION AU CHANGEMENT CLIMATIQUE Le changement climatique et les incendies de forêts En France, les incendies de forêts constituent une menace importante, aux enjeux économiques forts. La mission interministérielle sur l extension éventuelle des zones à risque élevé d incendie de forêt a chargé Météo-France de caractériser l évolution passée et future de ce risque. Les travaux s appuient sur le calcul de l Indice forêt météo (IFM) qui prend en compte les conditions météorologiques et indique le danger global d incendie en synthétisant le danger d éclosion et le danger de propagation. La probabilité d occurrence d incendie est faible tant que cet indice reste inférieur à 20. La tendance linéaire à la hausse, observée pendant les cinquante dernières années, met en évidence une nette augmentation du risque, en particulier sur la moitié sud du pays. La confrontation des périodes et met ainsi en lumière une nette hausse de l IFM moyen sur l ensemble du territoire français : +22 % sur la période annuelle et +24 % sur la période estivale. La hausse observée en période estivale est particulièrement marquée dans certains départements comme l Hérault et la Corse-du-Sud. Dans de nombreuses régions françaises, le nombre annuel de jours avec risque (IFM supérieur à 20) a augmenté de plus de 10 jours en moins de trente ans. Localement, cette hausse peut atteindre 50 jours, ce qui correspond en moyenne à près de deux mois supplémentaires chaque année. La superficie du territoire métropolitain qui est concernée tous les ans par au moins un jour avec risque a également doublé sur cette période. L ensemble de ces résultats traduit un net allongement des périodes de risque et une augmentation du nombre de régions concernées par les feux de forêts. Le changement climatique et l évolution des forêts françaises La capacité de prédiction des effets des changements climatiques sur la diversité et la répartition spatiale des plantes est encore très faible. Dans ce domaine, Météo-France Cartes du nombre annuel moyen de jours avec risque d incendie (IFM supérieur à 20) pour les deux périodes d études : (à gauche) et (à droite). La probabilité d occurrence d incendie est faible tant que l IFM reste inférieur à 20.

9 27 participe au projet QDiv dirigé par le laboratoire Écologie, systématique et évolution (ESE, CNRS/Université Paris-Sud), avec pour objectif de développer des outils quantitatifs de prédiction. Le programme s appuie sur un ensemble d observations, d expériences de terrain et de modèles statistiques ou mécanistes basés sur la représentation de processus comme la photosynthèse. Les comparaisons entre observations, expériences et modèles permettront d accroître la qualité des projections et de dégager des éléments sur les risques associés aux évolutions du climat et des concentrations en gaz carbonique. En collaboration avec le Cerfacs, Météo-France fournit à l ensemble des participants des simulations du climat du XXI e siècle à haute résolution sur la France. L établissement a aussi réalisé plusieurs simulations des écosystèmes forestiers à l aide du modèle mécaniste de dynamique des écosystèmes naturels Ibis. Les tests réalisés sur le XX e siècle montrent que le modèle simule correctement les forêts dominées par des arbres à feuilles caduques et des conifères sur la majorité de la France et par un mélange d arbres à feuilles persistantes (chêne vert) et d arbustes sur le pourtour méditerranéen. Pour la fin du XXI e siècle, les simulations prévoient un repli des forêts de feuillus et de conifères vers les zones montagneuses et vers le nord-est de la France, alors que les arbres méditerranéens pourraient se développer sur l ensemble du sud-ouest. Productivité primaire nette des arbres à feuilles caduques et des conifères, simulée par le modèle de dynamique des écosystèmes Ibis (à gauche) à la fin du XX e siècle et (à droite) à la fin du XXI e siècle.