L évolution des températures hivernales

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1 Thème : Changement climatique et maîtrise de l énergie Orientation : Réduire les émissions de GES et anticiper les effets du changement climatique L évolution des températures hivernales par stations météorologiques départementales Depuis près de 40 ans, les températures enregistrées d octobre à mai dans les stations météorologiques départementales montrent que le climat a tendance à se radoucir pendant les périodes hivernales. Pour 80 stations ayant eu des relevés continus depuis 1970, le nombre de degrés jours unifiés (DJU) inférieurs à 17 C, enregistrés d octobre à mai, a diminué de 10 à 25% entre 1970 et Certaines stations du sud de la France comme Ajaccio, Nice, Montpellier et Marignane, ou de la façade atlantique, comme Bordeaux et Cognac, qui font apparaitre des températures déjà plus douces en hiver, voient leur nombre annuel de DJU baisser de plus de 20%. Evolution tendancielle entre 1970 et 2008 du nombre annuel de degrés jours unifiés inférieurs à 17 C (période d octobre à mai), par stations départementales Note : Chaque département est représenté ici par une station météorologique. Le département du Val de Marne est représenté par la station de Saint-Maur les Fossés, le département de l Essonne par la station d Orly, celui du Val d Oise par la station du Bourget. Quatre départements ne sont pas représentés. Pour certaines stations récentes, l évolution tendancielle est calculée sur une période plus courte que 39 ans et leur évolution doit être considérée avec précaution. La période d observation de l année N va du 1er octobre de l année N-1 au 31 mai de l année N. Source : SOeS d'après Météo France. Définition Le nombre de DJU annuel résume la rigueur hivernale. Plus le nombre de DJU est élevé, plus le climat est considéré comme rigoureux, et inversement. L'indicateur mesure, en pourcentage, l'évolution tendancielle entre 1970 et 2008 du nombre annuel de degrés jour unifiés inférieurs à

2 17 C (DJU base 17), pour un ensemble de stations météorologiques. L évolution pour chacune des stations est estimée par une droite des moindres carrés, ajustée sur les moyennes mobiles sur 5 ans du nombre de DJU annuels. Chaque jour, on calcule un DJU journalier, comme l'écart entre 17 C (température de référence) et la température moyenne (demi-somme des températures minimale et maximale) calculée pour la journée. Le nombre de degrés jour pour l'année N est la somme des écarts journaliers de température sur la période allant du 1 er octobre N-1 au 31 mai de l'année N, plus communément appelée «période de chauffe». Pour les professionnels ce calcul revient à estimer la quantité de chaleur nécessaire pour maintenir d octobre à mai un logement à une température constante de 17 C et à calibrer ainsi les équipements en fonction des zones climatiques. Pertinence Le climat joue sur le fonctionnement du milieu naturel et des sociétés humaines. Il conditionne la répartition spatiale de la faune et de la flore, participe aux équilibres des écosystèmes locaux et globaux, influence le comportement et les décisions individuelles ou collectives des habitants d'un territoire. Le climat se décline en fonction des facteurs qui le constituent (températures, précipitations, vent, etc.), dans une grande variété d'échelles temporelles et spatiales. Sur des pas de temps courts, de l'ordre de quelques jours, les conditions météorologiques peuvent avoir une incidence ponctuelle sur les activités quotidiennes (déplacements, loisirs) ou sur certains secteurs économiques (agriculture, bâtiment, tourisme). Sur des pas de temps plus longs, les caractéristiques du climat interviennent par exemple dans le choix de localisation des ménages et des entreprises, comme en attestent les migrations et le marché de l'immobilier. On choisit ici de regarder sur une période de près de 40 ans, de 1970 à 2008, sous le seul angle des températures, l'évolution de la rigueur des périodes hivernales. On utilise pour cela le nombre annuel de degrés jour unifiés, indicateur bien connu des professionnels pour estimer les consommations d'énergie. L indicateur peut apporter un éclairage complémentaire dans les stratégies territoriales d adaptation au changement climatique, par exemple : conséquence sur la biodiversité, évolution des pratiques agricoles, déclinaison des politiques d incitation aux économies d énergie, réglementations sur la qualité thermique des bâtiments. Limites et précautions On observe ici seulement la période d octobre à mai, assimilée à la période théorique de chauffe, et sous le seul aspect des températures. Le constat ne porte donc pas sur le climat en général. En particulier on ignore la période d été et l effet des précipitations (et donc de l humidité qui peut influer sur le chauffage). Le nombre cumulé de DJU sur la période de chauffe (et donc le nombre de calories nécessaires) ne dit rien sur le profil des moyennes journalières de températures (faible ou forte amplitude) et donc sur la nature de la rigueur (régularité ou alternance de périodes froides et douces, fins d automne froides et hivers doux, etc.). Les DJU sont calculés en un point donné, à l'emplacement des stations de mesure. Même si les stations départementales représentent un environnement assez large, elles ne sont pas pour autant «représentatives» d un département et on ne peut pas extrapoler sans risque les niveaux et les tendances à l'ensemble du département. Par ailleurs les tendances d'évolution sont calculées sur une période d'environ 40 ans, qui reste une période courte à l'échelle de l évolution du climat. Enfin il s agit d une évolution tendancielle sur une période donnée. D une part les valeurs des évolutions varient selon le choix de la moyenne mobile (sur 3 ans, 5 ans ou 9 ans) qui précède l ajustement par une droite des moindres carrés. On a fait le choix ici d une moyenne mobile sur 5 ans. D autre part l introduction d une année supplémentaire particulièrement chaude ou particulièrement froide fera nécessairement changer l estimation tendancielle précédente. Mais il y a peu de risque que le classement des stations soit bouleversé. Analyse Résultat au regard de l enjeu de développement durable Si l on s en tient aux 80 stations météorologiques départementales pour lesquelles l observation sur les 39 dernières années est complète, le nombre annuel de degrés jour unifiés pour les périodes

3 d octobre à mai a diminué tendanciellement d'environ -25% à -10%, suivant les stations. Les baisses les plus importantes sont observées pour certaines stations du sud (Ajaccio, Montpellier, Mende, Albi, Nice, Montélimar, Nîmes, Marignane), de la façade atlantique (Bordeaux, Cognac, Agen, La Rochelle), mais également à Saint-Etienne, à Lyon, au Mans et à Rennes, à Lille. A l inverse les périodes hivernales s adouciraient moins vite dans certaines régions d altitude (Hautes- Alpes, Haute-Corse, Haut-Rhin, Alpes-de-Haute-Provence, Ariège, Haute-Marne), mais également à Poitiers, Niort, Alençon, Reims, Dijon, Belfort. Pour les 12 autres stations dont le fonctionnement est plus récent, la tendance extrapolée à partir d une période plus courte montre une variation qui serait comprise entre 0 et -16 %. Et donc pour la totalité des stations observées, le climat d octobre à mai aurait «tendance» à s adoucir depuis près de 40 ans. Autrement dit et pour ramener l indicateur à son utilisation professionnelle, il faudrait de moins en moins de calories pour chauffer un même logement à une température constante de 17 C, ce qui pourrait contribuer, au-delà des progrès technologiques d isolation et des modes de chauffage, atténuer les émissions de GES dues au chauffage. Disparités territoriales Le nombre de DJU permet d approcher la diversité du climat du pays. Si on observe la moyenne annuelle des DJU sur les 39 dernières années, on confirme que la période hivernale est en moyenne plus douce dans les départements du pourtour méditerranéen, la basse vallée du Rhône, le sudouest et la façade atlantique. A l inverse, la période d octobre à mai est plus rigoureuse dans l est, le Massif Central et les Alpes du Nord. Les évolutions sont plus contrastées. Néanmoins pour les 80 stations les plus anciennes, on observe une corrélation positive (coefficient de corrélation : 0,40) entre le nombre moyen annuel de DJU et l évolution tendancielle des DJU sur les 39 dernières années. Autrement dit, le climat hivernal se serait radouci partout, mais plus encore dans certains régions où il est déjà le moins rigoureux. C est par exemple le cas du pourtour méditerranéen, d une partie de la façade atlantique, mais également le Puy de Dôme, la Loire, le Rhône. Pour une grande partie des stations de l est la baisse du nombre de DJU est moins sensible, également dans les Hautes-Alpes et les Alpes de Haute- Provence. Les disparités se renforceraient donc. Données complémentaires Nombre moyen annuel de DJU inférieurs à 17 C de 1999 à 2008 (périodes d octobre à mai), par stations départementales Note : Chaque département est représenté ici par une station météorologique. Le département du Val de Marne est représenté par la station de Saint Maur les Fossés, le département de l Essonne par la station d Orly, celui du Val d Oise par la station du Bourget. Trois départements ne sont pas représentés. La période d observation de l année N va du 1 er octobre de l année N-1 au 31 mai de l année N. Source : SOeS d'après Météo France.

4 Pour en savoir plus Source Organisme producteur de l indicateur : SOeS. Principales sources de données mobilisées pour établir l indicateur : données de températures et nombres de DJU annuels pour 92 stations de référence fournis par Météo France. Couverture, échelon territorial France, stations départementales de relevés de température. Echelle temporelle Référence temporelle : 1970 à 2008 Méthodologie de l indicateur On utilise ici l'indicateur du nombre de degrés jour unifiés (DJU), souvent utilisé pour les calculs d'estimation de consommation d'énergie dans les bâtiments. Cet indicateur somme les écarts journaliers entre une température choisie comme référence (ici 17 C), et la température moyenne extérieure, pour la période dite de chauffe qui court du 1 er octobre au 31 mai. Il tente ainsi de résumer en un seul indicateur la plus ou moins forte rigueur du climat "hivernal" pour une zone donnée. Cela revient à vouloir estimer une quantité de chaleur nécessaire chaque année pour maintenir le même appartement à une température de 17 C. Cet indicateur permet ainsi aux professionnels de moduler les caractéristiques techniques théoriques d'un chauffage (m3 à chauffer, types de radiateurs, combustibles, etc.) par les caractéristiques extérieures du climat. Chaque jour, on calcule l'écart entre 17 C (température de référence) et la température moyenne calculée dans la journée (demi-somme des températures minimale et maximale). Par exemple si la température moyenne de la journée est de -3 C, alors le DJU de la journée sera de 20 C (17-(- 3)). Si la température moyenne est supérieure ou égale à 17 C, l'écart est considéré comme égal à 0. Le nombre de degrés jour unifiés (DJU base 17) pour l'année N est la somme des écarts journaliers de température sur la période allant du 1 er octobre N-1 au 31 mai de l'année N. En 2009, le nombre de DJU est par exemple de 1080 C à Nice et de 3420 C à Mende. Si on assimile la période de chauffe à la période hivernale, on dira que la rigueur de l'hiver est moins forte à Nice qu'à Mende. Mais un même nombre de DJU peut provenir dans une zone de la somme de nombreux écarts réguliers, dans une autre zone d'une succession d'épisodes particulièrement froids et d'épisodes beaucoup plus doux. Le nombre de DJU apprécie la rigueur "moyenne" mais ne dit rien sur son profil. Météo France fournit la série des DJU annuels de 1970 à 2008 pour une station par département. Pour chaque station, on calcule d abord la série des moyennes mobiles sur 5 années consécutives, pour obtenir une série lissée de 1972 à 2006, puis on ajuste une droite des moindres carrés sur cette série des moyennes mobiles et on calcule l'évolution tendancielle, en pourcentage, des valeurs des DJU ajustés, entre 1970 et Pour certaines stations les données sont incomplètes et les relevés de températures commencent après On calcule donc l'évolution tendancielle sur la période de relevés disponible et on considère que la tendance aurait été identique entre 1970 et Pour chacune des stations départementales, on obtient ainsi une évolution tendancielle du nombre des DJU sur la période Pour information, lorsqu on fait les mêmes exercices avec des moyennes mobiles sur 3 ans, 5 ans ou 9 ans, le coefficient de corrélation des rangs de classement des évolutions départementales entre les 3 exercices est supérieur à 0,97. Principaux objectifs nationaux SNDD, défi «Changement climatique et énergies», parmi les choix stratégiques : -Adapter les activités et les territoires au changement climatique

5 Liens - Ministère de l Ecologie, du Développement durable, des Transports et du Logement : - Météo France : - Giec (groupe d experts intergouvernemental sur l évolution du climat ou Intergouvernemental panel on climate change) : Date de rédaction : Août 2011 Auteur : SOeS, Jacques Moreau Cartographie : SOeS Observatoire des territoires