VARIABILITÉ ET SCÉNARIOS DE CHANGEMENT CLIMATIQUE DANS LES RÉGIONS VITICOLES DE FRANCE CENTRALE

VARIABILITÉ ET SCÉNARIOS DE CHANGEMENT CLIMATIQUE DANS LES RÉGIONS VITICOLES DE FRANCE CENTRALE PLANCHON O., DUBREUIL V., OSZWALD J., QUÉNOL H. LETG-Rennes (COSTEL), UMR 6554 CNRS, Université Rennes 2, place Recteur Henri Le Moal 35000 Rennes, France [olivier.planchon@uhb.fr ; vincent.dubreuil@uhb.fr ; johan.oszwald@uhb.fr ; herve.quenol@uhb.fr] Résumé La méthode des Types de Climats Annuels (TCA) a été appliquée, au moyen de la classification climatique de Köppen, à l étude de la variabilité climatique interannuelle en France centrale sur la période 1951-2010 et les sous-périodes 1951-1980 et 1981-2010. Sur l ensemble de la période 1951-2010, la distribution spatiale des TCA est fortement influencée par la continentalité, qui diminue l occurrence des TCA à période sèche d été d ouest en est. La comparaison des deux souspériodes successives 1951-1980 et 1981-2010 fait ressortir, quant à elle, l influence des étés chauds plus fréquents à partir des années 1980. Les nouveaux TCA (Csa et Cfa) soulignent à leur tour certains contrastes régionaux. Mots-clés : variabilité et changement climatique, types de climats annuels, régions viticoles, France centrale. Abstract Climate variability and climate change scenarios in wine growing areas of Central France. The method of the Annual Climate Types (in Fr. TCA) was applied to a climate variability analysis in Central France, using the Köppen climate classification over the period 1951-2010 and the sub-periods 1951-1980 and 1981-2010. Over the period 1951-2010, the spatial distribution of the TCA was highly subjected to the continentality, which caused a W.-E. decrease of the TCA with a summer-dry period. The comparison between the two successive sub-periods 1951-1980 and 1981-2010 showed the effect of the frequent hot summers since the 1980s. The new TCA (Csa and Cfa) highlighted in turn some regional climatic contrasts. Keywords: Climate variability, Climate Change, Annual Climate Types, Wine growing areas, Central France. Introduction et problématique M. Kottek et al. (2006) ont utilisé la classification des climats mondiaux de W. Köppen afin de disposer d une base de données sur l ensemble du XX e siècle susceptible d être intégrée aux simulations numériques de scénarios de changement climatique global (Rubel et Kottek, 2010). La classification de W. Köppen, élaborée dès 1900 et dont les aspects pratiques lui ont valu un succès tel qu elle est toujours utilisée depuis plus d un siècle, a été assortie de nombreuses adaptations par divers auteurs au fil du temps (Hantel, 1989 ; Essenwanger, 2001). La méthodologie détaillée sur l utilisation de la classification de W. Köppen est donnée dans les articles de M. Kottek et al. (2006) et de F. Rubel et M. Kottek, (2010). Les cartes climatiques mondiales ont été produites pour la période d observation 1976-2000 et pour la période de simulation 2076-2100 des quatre scénarios d émissions de gaz à effet de serre définis par le Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) : A1FI, A2, B1 et B2. Des cartes de l Europe ont été extraites pour la période d observation 1976-2000 et pour la période de simulation 2076-2100 des quatre scénarios, afin d identifier les changements climatiques possibles dans les régions viticoles du réseau GICC-TERADCLIM (Quénol et al., 2014). En Europe occidentale et centrale, les scénarios de changement climatique font apparaître deux grandes tendances : d une part, l apparition et l extension de climats à sécheresse d été (Csa et Csb) en Europe de l Ouest océanique ; d autre part, l extension du climat à été chaud et sans période sèche (Cfa) en Europe centrale et en France de l Est. Alors que le climat de type méditerranéen ou Csa (hiver doux, été chaud à période sèche) semble bloqué sur sa limite nord actuelle, une double et très forte incertitude concerne, en France, d une part la délimitation entre les nouveaux types de climats à période sèche estivale (à l ouest du pays) et ceux sans saison sèche (à l est) ; d autre part, l ampleur de l extension vers le nord des climats à été chaud. Mis à part le domaine méditerranéen, la distribution des types de climats en France, telle qu on la connaît actuellement, risque d être totalement reconfigurée, en particulier sur la partie moyenne du pays où le degré d incertitude est très élevé d un scénario à l autre. Plusieurs régions viticoles françaises risquent donc de basculer d un type de climat à 739

un autre d ici la fin du XXI e siècle, ou de se trouver dans une position délicate de limite climatique, par exemple le Val de Loire et la région bordelaise. 1. Méthodes et données Afin de déceler d éventuelles évolutions susceptibles de confirmer les résultats obtenus par F. Rubel et M. Kottek (2010) en tenant compte de la variabilité climatique interannuelle, la démarche des types de climats annuels (TCA) a été adoptée en utilisant la classification climatique de Köppen. L expression type de climat annuel a déjà été employée pour définir l'ambiance climatique d'une année donnée (Brisse et al., 1982). La classification de W. Köppen a, quant à elle, déjà été appliquée à ce type de démarche dans d autres travaux (sur la France : Quénol et al., 2008). La fréquence d apparition des TCA a été calculée pour l ensemble de la période d étude (1951-2010), puis pour les deux périodes trentenaires successives 1951-1980 et 1981-2010. Les tests ont été effectués en premier lieu sur les données climatiques (températures et précipitations mensuelles : Météo France) de six stations réparties, d ouest en est, le long de deux transects projetés à travers la France centrale : d une part (vers 47 N) Nantes, Bourges et Besançon et d autre part (vers 46 N) La Rochelle, Vichy et Genève en Suisse. Les stations de Bordeaux (à l ouest) et de Montélimar (à l est) permettent d examiner la variabilité des TCA aux confins méridionaux de l espace étudié. 2. Résultats 2.1. L effet prédominant de la continentalité L espace étudié est inclus dans le vaste domaine climatique de type Cfb (hiver doux, été frais, pas de période sèche). Les huit stations retenues, toutes situées à basse altitude, sont donc soumises, en moyenne, à ce type de climat. L analyse fréquentielle des TCA fait ressortir l importance d autres types de climats (Fig. 1). NANTES BOURGES BESANÇON LA ROCHELLE VICHY GENÈVE BORDEAUX MONTÉLIMAR Figure 1 : Fréquence des types de climats annuels pour la période 1951-2010 740

Sur l ensemble de la période 1951-2010, le type Csb (hiver doux, été frais à période sèche), est le plus fréquent et majoritaire dans les régions du Centre-ouest. Il est le plus fréquent (plus de 70 % des années) à proximité de la côte atlantique (climat à la fois océanique et maritime), puis sa fréquence diminue vers l est (Bourges, 57 %). Dans les régions de plaine et bas plateaux du Centre-ouest, l été est, de peu, une saison humide (f), mais, de plus, la normale climatique masque la réalité : le régime pluviométrique compensé des stations de Nantes ou La Rochelle résulte de la succession d années dont la majorité d entre elles compte au moins un des trois mois d été classé comme sec. Les mois secs n étant pas les mêmes d une année à l autre, la moyenne a effacé la sécheresse d été. Ce problème de représentativité (et de significativité) statistique de la moyenne pour les régimes pluviométriques des climats océaniques a, notamment, déjà été mis en avant par J.-P. Marchand (1981). Ces résultats confirment ceux déjà obtenus avec les données de Saumur (Quénol et al., 2008), située précisément au cœur du pôle de sécheresse identifié comme tel au moyen de plusieurs indices d aridité (Dubreuil, 1994 et 1996) et illustrant, d une manière plus générale, la sensibilité des régions de plaine de l Ouest de la France au risque de sécheresse estivale. Dans les régions du Centre-est, la continentalité combinée à la proximité des massifs montagneux (étés plus arrosés) a pour effet de diminuer davantage encore la fréquence du type Csb en direction de l est, au profit principalement du type Cfb, le plus fréquent à Besançon (où il est, aussi, majoritaire : 63 %), Vichy et Genève. C est aussi la continentalité, bien entendu, qui fait apparaître, en venant de l ouest dans ces mêmes régions, les TCA de type D (climats à hiver froid) : de Bourges à Besançon, de Vichy à Genève et encore même à Montélimar vers le sud. Les TCA à été chaud, surtout représentés par le type Csa (période sèche d été), sont de plus en plus fréquents en direction du Sud : de Nantes à Bordeaux, le type Csa devient plus fréquent que le type Cfb à la Rochelle, puis représente un peu plus du quart (27 %) des TCA à Bordeaux. L augmentation est plus brutale dans les régions de l est, puisque le type Csa représente 60 % des TCA à Montélimar, contre moins de 10 % à Genève et 5 % à Vichy. Les TCA sont les plus diversifiés à Genève (huit types), en raison de son climat combinant les effets de continentalité et de méridionalité, dans un environnement montagneux (Bouët, 1985). 2.2. Influence des étés chauds de la période 1981-2010 et contrastes régionaux Entre la période 1951-1980 et la période 1981-2010, la fréquence du TCA Csb est toujours sujette à une diminution d ouest en est, mais sa fréquence d apparition diminue partout (sauf à Vichy) et ce type disparaît complètement à Montélimar (Fig. 2 a-b-c). Le type Cfb est lui aussi en diminution, sauf à La Rochelle, Genève et Besançon : pour les deux dernières, la combinaison de la continentalité et de l environnement montagneux y a certainement une part de responsabilité. Les TCA de type D n existent plus qu à Besançon et à Genève, donc des stations parmi les plus fortement marquées par la continentalité. Ce sont les TCA à hiver doux et à été chaud qui profitent de la diminution de la fréquence des types précédents. Le type Csa, en particulier, n existait qu à Genève, Bordeaux et Montélimar de 1951 à 1980 (et pour une très faible part à Genève et Bordeaux). De 1981 à 2010, le type Csa était présent partout, dans des proportions variant de 10 % (Besançon et Vichy) à 77 % à Montélimar. Le type Cfa, qui n existait qu à Montélimar durant la période précédente, n était absent, entre 1981 et 2010, qu à Nantes et à la Rochelle. À La Rochelle, le type Csa, inexistant entre 1951 et 1980, représente plus du quart des TCA (27 %) entre 1981 et 2010 ; à Bordeaux, la proportion de ce même type passe de 3,3 à 50 %. Ce sont les progressions les plus spectaculaires, qui pourraient, si elles se poursuivent durant la période en cours, confirmer les scénarios. 741

XXVIIe Colloque de l Association Internationale de Climatologie Figure 2a : Fréquence des Types de Climats Annuels, sous-périodes 1951-1980 et 1981-2010, Nantes, Bourges et Besançon Figure 2b : Fréquence des Types de Climats Annuels, sous-périodes 1951-1980 et 1981-2010, La Rochelle, Vichy et Genève. Figure 2c : Fréquence des Types de Climats Annuels, sous-périodes 1951-1980 et 1981-2010, Bordeaux et Montélimar Les quatre scénarios retenus comme référence dans ce travail prévoient en effet l isolement d une aire plus ou moins étendue à sécheresse d été en Europe de l Ouest, distincte du domaine méditerranéen. Ce climat à période sèche estivale résulterait d une modification (dans le sens d une accentuation) de certains caractères propres au climat océanique actuel, liés aux grands traits de la circulation atmosphérique sur l océan Atlantique nord et le nordouest de l Europe (Dubreuil, 1994 ; Dubreuil et al., 1998 ; Mayes, 1996 ; Kiely, 1999 ; Stahl, 2001 ; Lloyd-Hughes, 2002 ; Dubreuil et al., 2012). Le climat océanique présente un minimum pluviométrique de saison chaude, médiocrement arrosée sur les littoraux et les 742

régions de plaine d une manière générale. Les années à période sèche d été sont donc fréquentes dans ces régions et la sécheresse d été est habituelle (Quénol et al., 2008), au moins un mois dans la saison, par exemple le long du littoral atlantique français (Mounier, 1981 et 1982 ; Planchon, 1997 et 2000). Celui-ci apparaît sec en été quel que soit le scénario, avec une extension plus moins importante vers l intérieur sur la péninsule bretonne, les pays de la Loire et charentais, voire la région bordelaise. Dans le Val de Loire, certains caractères climatiques régionaux combinant chaleur et sécheresse estivale ont déjà été notés par P. Pédelaborde (1957), J. Mounier (Carte climatique détaillée de la France, Nantes, 1982) et V. Dubreuil (1994 et 1996), en particulier entre Saumur et Angers. L interprétation des résultats est d autant plus complexe dans les régions du Centre-Est, où les reliefs contrastés et les effets d exposition jouent un rôle beaucoup plus important que dans les régions de bas plateaux et de collines du Centre-ouest. Si le caractère méditerranéen de Montélimar se renforce (Csa en 1951-1980 : 43 % des TCA ; 1981-2010 : 77 %), les faibles pourcentages des autres stations (10 à 13 %) ne permettent pas d en dégager un signal clair. Dans la France de l Est, tout en restant dans le domaine de type Cfb selon W. Köppen, la saison chaude est habituellement plus arrosée que sur les plaines et bas plateaux situés plus à l ouest (Planchon, 2005). D après les scénarios de changement climatique, le climat de type Csa restant bloqué sur sa limite nord actuelle, le type Cfb serait remplacé, dans les régions du Centre-est, par le type Cfa (hiver doux, été chaud, pas de période sèche), qui n existe pas actuellement en France (en revanche, il est typique d une grande partie de l Italie du Nord). L ampleur spatiale de ce remplacement est sujette à une forte incertitude selon les scénarios. Le scénario A1FI prévoit le remplacement du climat de type Cfb par le type Cfa dans toute la France de l Est, à l exception des montagnes. Les autres scénarios (B1 et B2 notamment) prévoient plutôt une extension limitée aux plaines et bassins abrités déjà caractérisés actuellement par des conditions de chaleur estivale relativement plus accentuée par rapport au reste du domaine de type Cfb : bassins intérieurs du Massif Central, plaine de la Saône et vallée du Rhône moyen. Le débordement éventuel du climat de type Cfa sur le sud et l est du Bassin parisien serait soumis à la forte incertitude de la position de la limite orientale des climats à sécheresse d été des régions océaniques. Le calcul des fréquences de TCA fait bien apparaître des années de type Cfa dans toutes les stations du Centre-est, mais dans de plus faibles proportions encore que le type Csa. Durant la période 1981-2010, le TCA Cfa est apparu, sur les stations de Bourges, Besançon, Vichy et Genève, en 1983, 1994, 1997 et 2006. Cependant, ce TCA n est jamais présent sur toutes les stations la même année ; ainsi, aucune des stations concernées n est classée Cfa sur la totalité des quatre années. Cette forte variabilité spatiotemporelle reflète certainement la nature des précipitations durant les mois les plus chauds de ces quatre années, et qui devra être analysée plus en détail. Si, d après les scénarios de changement climatique, l été reste arrosé bien que plus chaud dans le Centre-est de la France, la classification de W. Köppen ne donne évidemment pas d indication sur la nature des précipitations (en termes d intensité notamment), déjà actuellement souvent orageuses en saison chaude sur ces régions (Pagney, 1988). Dans un contexte de forte variabilité pluviométrique spatiotemporelle, une hypothèse pourrait donc être une évolution vers un fort décalage entre la normale climatique et la fréquence des TCA tel qu il est observé actuellement dans les régions du Centre-ouest de la France, conduisant ainsi, sur les régions du Centre-est à la fin de ce siècle, à une normale de type Cfa, mais avec des TCA majoritairement Csa. Cependant, les données récentes ne permettent pas d affirmer de façon significative qu une telle évolution est amorcée 743

Conclusion L utilisation de la classification de Köppen pour calculer la fréquence des Types de Climats Annuels à travers la France centrale permet d obtenir des résultats qui, pour certains d entre eux, semblent déjà confirmer les résultats obtenus par F. Rubel et M. Kottek (2010). Il s agit notamment du renforcement de la fréquence des TCA à été chaud sur l ensemble de l espace étudié. Certains contrastes régionaux (ouest-est notamment) viennent aussi appuyer les résultats de F. Rubel et M. Kottek, mais des observations de détail, telle que l apparition du type Cfa dans les régions du Centre-est, portent sur de trop faibles pourcentages pour être considérées comme significatives. Ces résultats seront donc d abord approfondis en densifiant le réseau de stations, afin de confirmer et préciser les gradients spatiaux observés, et de dresser une cartographie de ces gradients. Références bibliographiques Bouët M., 1985 : Climat et météorologie de la Suisse Romande. Payot, Lausanne, 171 p. Brisse H., Grandjouan R., De Ruffray P., 1982 : Les types de climats annuels, un mode d'expression des gradients climatiques intégrant les variations interannuelles. La Météorologie, VIe série, 31, 39-81. Dubreuil V., 1994 : La sécheresse dans la France de l Ouest : étude d après les bilans hydriques et les données des satellites NOAA.AVHRR. Thèse de l Université Rennes 2, 381 p. Dubreuil V. 1996 : Synthèse géographique de la sécheresse dans les régions océaniques. La Météorologie (8 e série), 15, 22-34. Dubreuil V., Mounier J., Lejeune C., 1998 : L accentuation récente du déficit estival dans la France océanique. Publications de l Association Internationale de Climatologie, 11, 151-157. Dubreuil V., Planchon O., Lamy C., Bonnardot V., Quénol H., 2012 : Le changement climatique dans la France de l Ouest : observations et tendances. In Mérot, Ph., Dubreuil, V., Delahaye, D., Desnos, Ph. (sous la direction de) : Changement climatique dans l Ouest Évaluation, impacts, perceptions. Presses Universitaires de Rennes, Collection Espace et territoires, ISBN : 978-2-7535-2146-9, chap. 1, 19-30. Essenwanger O.M., 2001: Classification of Climates, World Survey of Climatology 1C, General Climatology. Elsevier, Amsterdam, 102 p. Hantel M., 1989: Climatology, Series Landolt-Börnstein Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology. New Series Vol. 4C2, Ch. The present global surface climate. Springer, Berlin, 117-474. Kiely G. 1999: Climate change in Ireland from precipitation and streamflow observations. Advances in Water Resources, 23, 141-151. Kottek M., Grieser J., Beck C., Rudolf B., Rubel F., 2006: World Map of the Köppen-Geiger climate classification updated. Meteorol. Z., 15, 259-263. DOI: 10.1127/0941-2948/2006/0130. Lloyd-Hughes B., 2002: The long-range predictability of European drought. Doctoral thesis, University of London, 203 p. Marchand J.-P., 1981 : La variabilité de l organisation mensuelle des précipitations. L exemple de Phoenix Park (1838-1976). Eaux et Climats, Grenoble, 325-337. Mayes J., 1996 : Spatial and temporal fluctuations of monthly rainfall in the British Isles and variations in the mid-latitude westerly circulation. International Journal of Climatology, 16, 585-596. Mounier J., 1981 et 1982 : Carte climatique détaillée de la France. Feuilles de Brest, Saint-Brieuc-Lorient et Nantes. E.R. 30 du CNRS, Gap, OPHRYS. Pagney P., 1988 : Climats et cours d eau de France. Masson, Paris, 248 p. Pédelaborde P., 1957 : Le climat du bassin Parisien Essai d une méthode rationnelle de climatologie physique. Génin, Paris, 539 p. Planchon O., 1997 : Les climats maritimes dans le Monde. Thèse de Doctorat, Presses Universitaires du Septentrion, Villeneuve d Ascq, 233 p. 744

Planchon O., 2000: A study of the coastal climates in France using temperature and precipitation data (1961-1990). Meteorological Applications, 7(3), 217-228. Planchon O., 2005 : À propos des excès pluviométriques d'été dans le Centre-Ouest de l'europe. In Lamarre D. : Les risques climatiques, chap. 8 : Problèmes de structures et de normes climatiques. Belin, Paris, 129-145. Quénol H., Dubreuil V., Planchon O., 2014 : Variabilité climatique et changement climatique à l échelle des vignobles mondiaux. In Quénol H., Changement climatique et terroirs viticoles, Éditions Lavoisier Tec&Doc, sous presse. Quénol H., Planchon O., Wahl L., 2008 : Méthodes d identification des climats viticoles. Bulletin de la Société Géographique de Liège, 51, 127-137. Rubel F., Kottek M., 2010: Observed and projected climate shifts 1901-2100 depicted by world maps of the Köppen-Geiger climate classification. Meteorol. Z., 19, 135-141. DOI: 10.1127/0941-2948/2010/0430. Stahl K., 2001: Hydrological drought: A study across Europe. Doctoral thesis, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau., 122 p. 745