Evènements climatiques : L effet papillon existe-t-il il?

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1 Association Professionnelle de la Réassurance en France Club APREF Evènements climatiques : L effet papillon existe-t-il il? Julien DESPLAT Responsable Etudes & Climatologie Direction Ile-de-France/Centre Météo-France APREF 13 octobre 2014 Présentation complète sur demande : Contact : dominique.rousseliere@meteo.fr

2 Evènements climatiques Sommaire 1. Introduction à l effet papillon et aux recherches des causes 2. Changements climatiques en France : certitudes et incertitudes

3 Evènements climatiques Sommaire 1. Introduction à l effet papillon et aux recherches des causes 2. Changements climatiques en France : certitudes et incertitudes

4 Introduction àl effet papillon et aux recherches des causes 4 Pierre Simon de Laplace ( ) : «envisager l'état présent de l'univers comme l'effet de son état antérieur et comme la cause de celui qui va suivre»

5 Introduction àl effet papillon et aux recherches des causes 5 Henri Poincaré ( ) : pour le mouvement des planètes, une erreur, même infime, dans la connaissance de l'état initial est rapidement amplifiée Les systèmes déterministes n'ont pas forcément un comportement prédictible! La science et l'hypothèse (1908) : «...un dixième de degré de plus ou de moins en un point quelconque (...) un cyclone éclate ici et non pas là.»

6 Introduction àl effet papillon et aux recherches des causes Intégration dans le temps -10 o C Contrôle Minuscule perturbation Des conditions initiales Température sur L Europe Après 25 jours d intégration Intégration dans le temps +7 o C sur la N elle Zélande Perturbé D après : Cristophe Cassou CERFACS

7 Introduction àl effet papillon et aux recherches des causes 7 Edward Norton Lorenz ( ). Mathématicien américain. Le battement d'ailes d'un papillon au Brésil déclenche-t-il une tornade au Texas? Titre donné par Philip Merilees à un exposé de E. N. Lorenz dans une conférence en

8 Introduction àl effet papillon et aux recherches des causes 8 Edward Norton Lorenz ( ). Mathématicien américain. Le battement d'ailes d'un papillon au Brésil déclenche-t-il une tornade au Texas? 1. Si un seul battement d'ailes d'un papillon peut avoir pour effet le déclenchement d'unetornade, alors, ilen vaainsiégalementde tousles battements précédentset subséquentsde sesailes, commede ceuxde millions d'autrespapillons, Si le battement d'ailes d'un papillon peut déclencher une tornade, il peut aussi l'empêcher. Si le battement d'aile d'un papillon influe sur la formation d'une tornade, ilne vapas de soiqueson battement d'ailessoitl'originemêmede cette tornadeet doncqu'ilait un quelconquepouvoirsurla créationounon de cette dernière.»

9 Introduction àl effet papillon et aux recherches des causes 9 «Effet papillon» = Sensibilité aux conditions initiales Souvent interprétée à tort de façon causale : ce serait le battement d'ailes du papillon qui déclencherait la tempête

10 Introduction àl effet papillon et aux recherches des causes Soyons donc prudents en essayant de répondre àla recherche de causes et/ou au pourquoi et à l origine de la survenance des évènements météos Concentrons nous plutôt sur le comment arrivent des évènements (notion de mécanismes)

11 Introduction àl effet papillon et aux recherches des causes Échelle planétaire : circulation persistante qui occupe une bonne partie du globe. Échelle synoptique : Dépression et anticyclone des moyennes latitudes, ondes d Est tropicale et cyclones tropicaux Méso-échelle : Vent régionaux, brises, lignes de grains Échelle aérologique : Orages isolés, tornades, thermiques pures Micro-échelle : Tourbillons de poussières, rafales, microphysique des nuages (formation de gouttelettes par ex) Dans la réalité, toutes ces échelles sont étroitement imbriquées

12 Introduction àl effet papillon et aux recherches des causes Soyons donc prudents en essayant de répondre àla recherche de causes et/ou au pourquoi et à l origine de la survenance des évènements météos Concentrons nous plutôt sur le comment arrivent des évènements (notion de mécanismes) 2. Le système «atmosphérique»est en constante évolution : les circulations aussi bien de grande que de petite échelles interagissent entre elles, évoluent de telle sorte que le système global «recherche un équilibre»!! Chaque paramètre physique caractérisant l atmosphère évolue et va influer sur les autres!

13 Introduction àl effet papillon et aux recherches des causes Soyons donc prudents en essayant de répondre àla recherche de causes et/ou au pourquoi et à l origine de la survenance des évènements météos Concentrons nous plutôt sur le comment arrivent des évènements (notion de mécanismes) 2. Le système «atmosphérique»est en constante évolution : les circulations aussi bien de grande et de petite échelles interagissent entre elles, évoluent de telle sorte que le système global «recherche un équilibre»!! Chaque paramètre physique caractérisant l atmosphère évolue et va influer sur les autres! 3. Si on veut rechercher des causes de phénomènes météos, il faut se projeter à l extérieur du système afin d identifier les éléments générant des contraintes(ou des forçages), comme le relief, l occupation des sols (villes, champs, ), la nature et l état des sols (ex : températures de surfaces maritimes), les émissions de polluants,

14 Introduction àl effet papillon et aux recherches des causes Soyons donc prudents en essayant de répondre àla recherche de causes et/ou au pourquoi et à l origine de la survenance des évènements météos Concentrons nous plutôt sur le comment arrivent des évènements (notion de mécanismes) 2. Le système «atmosphérique»est en constante évolution : les circulations aussi bien de grande que de petite échelles interagissent entre elles, évoluent de telle sorte que le système global «recherche un équilibre»!! Chaque paramètre physique caractérisant l atmosphère évolue et va influer sur les autres! 3. Si on veut rechercher des causes de phénomènes météos, il faut se projeter à l extérieur du système afin d identifier les éléments générant des contraintes(ou des forçages), comme le relief, l occupation des sols (villes, champs, ), la nature et l état des sols (ex : températures de surfaces maritimes), les émissions de polluants, 4. La recherche des causes doit particulièrement être orientée vers les impactsissus de la combinaison de phénomènes météorologiques avec des facteurs externes socioéconomiques : approche aléa vulnérabilité- risque

15 Introduction àl effet papillon et aux recherches des causes 15 Nos services météorologiques ont pour objectif de déterminer et de caractériser les aléas survenus sur un territoire : Sa nature ; Sa dimension spatiale ; Son évolution au cours du temps ; Son intensité maximale ; Sa durée (ou clauses horaires) ; Sa magnitude ; Ses occurrences climatiques passé et futur. sans pour autant avoir de «guides méthodologiques»uniques ou homogènes nous imposant de définir les modalités de calculs de ces différents éléments descriptifs : Soit suivant la pertinence contextuelle évaluée par un expert météo ; Soit contraint par des spécifications clients/usagers ou des contextes règlementaires (régime CatNatpar exemple).

16 Introduction àl effet papillon et aux recherches des causes 16 Exemple de questions concrètes et éléments de réponses : 1. «Pouvons-nous associer un ensemble de cellules orageuses balayant la France et l Allemagne àune unique «cause»en lien avec le passage d un front thermique?» Non, d autant plus que les phénomènes locaux sont également grandement influencés par des spécificités ou phénomènes locaux! 2. «Les phénomènes stagnants comme par exemple les cumuls de précipitations sur plusieurs jours, voire plusieurs semaines entrainant des crues ;d un point de vue météo est-ce pertinent de rechercher une cause unique àces 4 semaines de pluie?» Pas de manière systématique, car les épisodes sont influencés par les précédents et les mécanismes en jeu peuvent s avérer différents.

17 Evènements climatiques Sommaire 1. Introduction à l effet papillon et aux recherches des causes 2. Changements climatiques des extrêmes en France : certitudes et incertitudes

18 Evolution future des épisodes extrêmes Les vagues de chaleur Qu en est-il de l évolution en cours des canicules? Pas d évolutions particulières des épisodes de canicules (2003 et 2006), qui restent rares, mais une évolution à la hausse du nombre annuel de jours chauds (TX>25 C)

19 Evolution future des épisodes extrêmes Les vagues de chaleur Evolution future des vagues de chaleur

20 Evolution future des épisodes extrêmes Les vagues de chaleur Evolution future des vagues de chaleur

21 Evolution future des épisodes extrêmes Les vagues de froid Qu en est-il de l évolution en cours des vagues de froid? Episodes de grand froid toujours d actualité (1956, 1963, 1985, 2012), mais avec des hivers de plus en plus courts et un nombre annuel de gelées en diminution! Forte variabilité interannuelle à décennale de l occurrence de neige et de la hauteur au sol Tendances significatives à la baisse du cumul de neige observée en montagne Tendances plus difficiles à caractériser en plaine avec des évènements de fréquence rare

22 Evolution future des épisodes extrêmes Les vagues de froid Evolution future des vagues de froid

23 Evolution future des épisodes extrêmes Les vagues de froid Evolution future des épisodes de neige Projections climatiques sur le XXI siècle annoncent en montagne une réduction à la fois de la durée et de l épaisseur moyenne du manteau neigeux notamment à basse altitude et au printemps ; Plus d incertitudes sur les épisodes de chute neige en plaine, sans notion d épaisseurs.

24 Evolution future des épisodes extrêmes Les sécheresses Qu en est-il de l évolution en cours des sécheresses? Pas d évolutions significatives, bien que nous soyons touchés par une dernière décennie particulièrement sèche!! Des épisodes ancrées dans les mémoires collectives : l année 1959, l été 1976 et le printemps 2011

25 Evolution future des épisodes extrêmes Les sécheresses Evolution future des sécheresses Une augmentation en intensitéet en fréquence des épisodes de sècheresse : Evolution lente de l intensité moyenne des sécheresses météorologiques (déficit pluviométrique) intégrées sur 3 mois : Principalement à la fin du siècle Limitée à l été et automne Variable selon les régions Evolution temporelle de l intensitémoyenne des sècheresses météorologiques sur la France selon les saisons (Projet CLIMSEC, scénario A2 Arpège V4.6 TT)

26 Evolution future des épisodes extrêmes Les tempêtes Qu en est-il de l évolution en cours des tempêtes? Forte Variabilité interannuelle à multi-décennale du nombre de tempête selon les périodes et les sources disponibles ; Encore des incertitudes sur une réelle évolution passée observée des tempêtes en raison de variations importantes du réseau de mesures 12 Nombre de tempêtes dans l'année Année

27 Evolution future des épisodes extrêmes Les tempêtes Qu en est-il de l évolution en cours des tempêtes? Forte Variabilité interannuelle à multi-décennale du nombre de tempêtes selon les périodes et les sources disponibles ; Encore des incertitudes sur une réelle évolution passée observée des tempêtes en raison de variations importantes du réseau de mesures Reconstitutions du climat par les modèles : Une tendance non significative sur la France sur la période du nombre de tempêtes Tendance de densités de trajectoire sur la période avec la réanalysenoa20cr selon étude CNRM 2013)

28 Evolution future des épisodes extrêmes Les pluies extrêmes Qu en est-il de l évolution en cours des pluies extrêmes? L évolution des précipitations extrêmes ne peut être parfaitement démontrée à ce jour à l échelle nationale ou locale ; L estimation précise de ces évolutions reste un sujet de recherche ; Et encore plus d incertitudes au sujet des épisodes de grêles et de tornade. Evolution du nombre annuel de jours de pluies sup à100, 150 ou 190 mm sur les régions méditerranéennes de la France de 1958 à2012

29 Evolution future des épisodes extrêmes Les pluies extrêmes Evolution future des pluies extrêmes Ces épisodes de précipitations extrêmes pourront devenir plus fréquents ou plus intenses dans un climat plus chaud ; Fortes incertitudes sur une évolution significative à la hausse ou à la baisse des précipitations extrêmes.

30 Evolution future des épisodes extrêmes Les vagues de chaleur Evolution future des vagues de chaleur RCP4.5 RCP8.5

31 Association Professionnelle de la Réassurance en France Club APREF Annexes Julien DESPLAT Responsable Etudes & Climatologie Direction Ile-de-France/Centre Météo-France APREF 13 octobre 2014

32 Autres services disponibles Des informations sur-mesure pour les professionnels de l assurance

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