Impact du changement climatique sur les sècheresses au XXI ème siècle

Dimension: px

Commencer à balayer dès la page:

Download "Impact du changement climatique sur les sècheresses au XXI ème siècle"

Martin Pépin
il y a 6 ans
Total affichages :

1 Impact du changement climatique sur les sècheresses au XXI ème siècle Résultats du projet CLIMSEC ( ) J-M Soubeyroux 1, Nadia Kitova 2, Jean-Philippe Vidal 2, M Blanchard 1 1 : Météo-France Dclim 2 : CNRS Game 3 èmes Rencontres de la recherche et du développement en Poitou-Charentes

2 Définitions et méthodologie Sécheresse: déficit en eau anormaldans une (ou plusieurs) parties du cycle hydrologique terrestre et sur une longue période On distingue généralement 3 types de sécheresse : météorologique (précipitation), agricole (humidité du sol), hydrologique (débit, hauteur de nappes ) Le choix d un indice de sécheresse pertinent dépend fortement du domaine d activité socio-économique considéré Pas d indice de sécheresse universel Nécessité de prise en compte de différents éléments du cycle hydrologique Une méthodologie particulière : le Standardized Precipitation Index Indice recommandé par l OMMpour les sécheresses météorologiques (dec. 2009) Variable mensuelle sommée/moyennée sur n mois glissants Distribution statistique pour chaque mois de l année et chaque station Projection quantile-quantile sur une distribution normale Applicable à toute variable climatologique (Usol, Q )

3 Définitions et méthodologie Avantages des indices standardisés Calcul en référence au climat local Cohérence spatiale Capacité de caractérisation des épisodes de sécheresse Correspondance valeur de l indice / probabilité de non-dépassement Différentes échelles de temps d intégration (1 à 24 mois)

4 Modélisation hydrologique et sécheresse Safran Système d analyse atmosphérique Isba Schéma de Surface Interpolation Optimale ERA-40 + observations Calcul des bilans d eau et d énergie avec bases de données de sol et de végétation (ECOCLIMAP) Précipitations liquides et solides, température, humidité, vitesse du vent, rayonnements visible et infrarouge (8 km, horaire) Évapotranspiration, humidité du sol, manteau neigeux, infiltration, écoulement, etc. (8 km, 5 min) Modcou Transfert des écoulements, Débits(tri-horaires), Modèle aquifères multicouches niveaux des nappes (1-8 km) hydrogéologique Réanalyse SIM depuis 1958, applicable en climat futur SIM Résolution spatiale Type de sécheresse Variable Indice Safran 8km / 9892p.grille Météorologique Précipitations SPI Isba 8km / 9892p.grille Agricole Humidité de SSWI sol Modcou 900 exutoires Hydrologique Débit SFI

5 Climatologie des évènements de sécheresse Surface affectée par la sécheresse(% de la France), indices sur 3 mois, seuil 5% SPI3 SSWI3 SFI Automne

6 Climatologie des évènements de sécheresse Sur la période à partir des relations Durée-Surface-Magnitude SPI3 SSWI3 P=20% Magnitude Durée moyenne (mois) SPI12 SSWI12 Surface moyenne (% France)

7 SPI 6 mois Suivi opérationnel des sécheresses Exemple : mai 2011 SSWI 1mois

8 Mise en perspective historique Niort SPI 12 mois Application aux longues séries homogénéisées de précipitation en France Les années de sécheresse les plus fortes à Niort depuis Caractérisation de la sècheresse du printemps 2011 (sur une base de 15 stations depuis 1900) déc oct août 1894 juin 1897 avr févr déc oct août-11 juin-14 avr févr déc oct août-28 juin-31 avr févr déc oct août-45 juin-48 avr févr déc oct août-62 juin-65 avr févr déc oct août-79 juin-82 avr févr déc oct août-96 juin-99 avr févr déc oct date

Application en climat futur (selon Boe, 2007) Prise en compte des projections climatiques régionalisées sur la France dans la chaîne (S)IM Identification des différentes sources d incertitudes

9 Application en climat futur (selon Boe, 2007) Prise en compte des projections climatiques régionalisées sur la France dans la chaîne (S)IM Identification des différentes sources d incertitudes Caractérisation des diagnostics communs Scénario d émissions Emissions => Concentrations Modèle Climatique Régionalisation Modèle d impact INCERTITUDES!!! Scénario d émissions A2 A1B B1 Périodes Méthode d échelle de descente en sortie de modèle TT QQ TT QQ TT QQ Modèle Arpege Climat V4.5 (ArpV4.5) x x Arpege Climat V4.6 (ArpV4.6) x x x modèles de GIEC AR4 x

10 Méthodologie caractérisation des sécheresses Choix de seuil d identification de sécheresses : Un exemple : précipitations à Toulouse (cumul glissant sur 6 mois) A2 ArpV4.5 Zoom sur la période Impact du seuil d entrée en sécheresse sur le nombre d événements Nombre d événements Observations Seuil présent (0) Seuil futur stationnaire Seuil futur instationnaire

11 Evaluation des incertitudes Incertitudes liées aux scénarios d émission 1976 Evolution lente de l étendue des sècheresses météorologiques Un évènement de type 1976 pourrait devenir assez fréquent en fin de siècle Evolution plus rapide de l étendue des sècheresses agricoles Un évènement de type 1990 pourrait devenir assez fréquent dès le milieu du siècle

12 L évolution saisonnière des sécheresses Evolution temporelle de l intensité moyenne des sècheresses météorologiques sur la France selon les saisons (scénario A2 Arpège V4.6 TT) Evolution temporelle de l intensité moyenne des sècheresses agricoles sur la France selon les saisons (scénario A2 Arpège V4.6 TT)

L évolution attendue des sécheresses Analyse de la variabilité spatiale des sécheresses futures Temps passé en sécheresse au cours du siècle selon le scénario A2 Arpege V4.

13 L évolution attendue des sécheresses Analyse de la variabilité spatiale des sécheresses futures Temps passé en sécheresse au cours du siècle selon le scénario A2 Arpege V4.6 TT -> Fort assèchement des sols sur la moitié nord et en montagne -> A la fin du XXIème siècle, évolution moins marquée sur le Sud Est (par rapport au climat actuel) -> Une évolution des sécheresses plus marquée dans les zones aujourd hui les plus humides

14 L évolution attendue des sécheresses -> Augmentation plus importante des sècheresses extrêmes des sols en milieu de siècle Evolution des différentes classes de sécheresse selon les 3 scénarios d émission A2, A1B et B1 (avec modèle Arpège V4.6 TT) Légende : classe 1 : sech extrême classe 2 : sech sévères classe 3 : sech modérées Evolution des ratios des trois classes de sécheresse entre la période future (moyenne de 6 modèles GIEC) et la référence

15 L évolution attendue des sécheresses Evolution de l extension spatiotemporelle des événements de sécheresse au cours du siècle : SPI sur 3 et 12 mois SSWI sur 3 et 12 mois

16 Conclusions Développement de méthodes et d outils performants pour la caractérisation des différents types de sècheresse (chaîne SIM, indicateurs SPI et SSWI) Application opérationnelle pour le suivi hydrologique national En climat futur : Identification des incertitudes sur l évolution des sécheresses Points communs sur l évolution des sècheresses au XXI e siècle Aggravation plus marquée et plus précoce des sécheresses agricoles que des sécheresses météorologiques Extension spatiale et temporelle généralisée des sécheresses : toute l année et variations plus fortes dans les régions les plus humides à ce jour Aggravation concernant prioritairement les classes de sécheresse extrême Risque d apparition d évènements de sécheresse d ampleur inconnu à ce jour à partir du milieu du siècle La région Poitou-Charente est bien concernée par toutes ces évolutions

17 Perspectives et bibliographie Poursuite des travaux scientifiques : incertitudes liées aux modèles hydrologiques, nouvelles projections GIEC, interaction carbone/végétation Etudes des impacts à analyser par domaine d application et notamment en agriculture : périodes de culture, effets de seuil Rapport en ligne : Soubeyroux J.-M., Vidal J.-P., Baillon M., Blanchard M., Céron J.-P., Franchistéguy L., Régimbeau, F., Martin E. & Vincendon J.-C. (2010) Caractérisation et prévision des sécheresses et étiages en France à partir de la chaîne hydrométéorologique Safran-Isba-Modcou. La Houille Blanche, 5, Vidal J.-P., Martin E., Franchistéguy L., Habets F., Soubeyroux J.-M., Blanchard M. & Baillon M. (2010) Multilevel and multiscale drought reanalysis over France with the Safran-Isba-Modcou hydrometeorological suite. Hydrology and Earth System Sciences, 14 (3), doi: /hess Prix International Norbert Gerbier Mumm 2011 de l OMM

Documents pareils

Projet ClimSec. Impact du changement climatique en France sur la sécheresse et l eau du sol

Projet ClimSec. Impact du changement climatique en France sur la sécheresse et l eau du sol Projet ClimSec Impact du changement climatique en France sur la sécheresse et l eau du sol Rapport final du projet Mai 2011 Réalisé par la Direction de la Climatologie de Météo-France (1) En partenariat