ETUDE POUR L’IDENTIFICATION DES EVOLUTIONS DES...

ETUDE POUR L’IDENTIFICATION DES EVOLUTIONS DES

CHANGEMENTS CLIMATIQUES A LA REUNION

Météo-France Direction Interrégionale de La RéunionBureau d’études et Climatologie

Plan de la présentation1 – Tendance climatique observée sur la période 1969-2008

1.1 – Températures1.2 – Précipitations1.3 – Activité cylonique1.4 – Activité orageuse1.5 – Houle australe1.6 – Un point sur l’évolution du niveau de la mer

2 – Impacts possibles du réchauffement global pour La Réunion 2.1 – La modélisation climatique2.2 – Evolution de la température pour le 21ième siècle2.3 – Evolution des précipitations pour le 21ième siècle2.4 – Circulation générale2.5 – Extrêmes de températures et de précipitations2.6 – Un point sur l’évolution du niveau de la mer


1.1 – Températures1.2 – Précipitations1.3 – Activité cyclonique1.4 – Activité orageuse1.5 – Houle australe1.6 – Un point sur l’évolution du niveau de la mer


1.1 - Températuresméthodologie

Les postes de référence sont choisies en fonction de la qualité des données sur la période 1969-2008. 6 séries de données ont été sélectionnés :

– Plaine des Palmistes– Le Port– Colimaçons– Saint-Pierre / Pierrefonds-Aéroport– Gillot– Plaine-des-Cafres

Nécessité d’homogénéiser les séries : détecter et corriger les ruptures dues à la modification des conditions de mesure pour ne conserver que le signal de l’évolution climatique. Etape réalisé à l’aide du logiciel PRODIGE (PROcédures de Détection d’Inhomogénéites Glissées dans un échantillon) développé par Météo-France.

Les températures moyennes, les températures minimales (Tn) et les températures maximales (Tx) sont étudiées séparément.

Les tendances sur 40 ans ont été calculées de façon annuelle puis saisonnières

Pour compléter la description de l’état moyen du climat, l’étude a porté sur l’évolution des extrêmes.

1.1 - Températures tendances 1969-2008 des moyennes annuelles

• Les températures moyennes observées à laRéunion ont augmenté de 0,62°C en 40ans.

• Ce réchauffement est identique à celui duglobe mesuré sur la même période.

• Il est moins important que celui del’hémisphère Nord (+0,81°C) mais plus fortque celui de l’hémisphère Sud (+0,43°C).

Tendance sur 40 ans des moyennes annuelles des températures moyennes:

Colonne1

Evolution des températures moyennes

sur 40 ans

Tendance des températures

moyennes (en °C par décennie)

Globe +0,63°C +0,16°CHémisphère Nord +0,81°C +0,20°CHémisphère Sud +0,43°C +0,11°C

Île de La Réunion +0,62°C +0,16°CGillot (8m) +0,59°C +0,15°C

Le Port (9m) +0,61°C +0,15°CPierrefonds-Aéroport (21m) +0,64°C +0,16°C

Colimaçons (798m) +0,61°C +0,15°CPlaine des Palmistes (1032m) +0,69°C +0,17°C

Plaine des Cafres (1560m) +0,62°C +0,16°C

Evolution sur 40 ans des moyennes annuelles des températures maximales et minimales :

Colonne1Evolution des

températures minimales sur 40 ans

Evolution des températures maximales

sur 40 ans

Gillot (8m) +0,42°C +0,75°CLe Port (9m) +0,45°C +0,77°C

Pierrefonds-Aéroport (21m) +0,57°C +0,71°CColimaçons (798m) +0,51°C +0,71°C

Plaine des Palmistes (1032m) +0,58°C +0,80°C

Plaine des Cafres (1560m) +0,55°C +0,69°CMoyenne Réunion +0,51°C +0,74°C

• L’évolution des températuresmaximales (+0,74°C en 40 ans) estplus élevée que celle destempératures minimales (+0,51°C en40 ans).

1.1 - Températures tendances 1969-2008 par trimestre : Tn, Tx

Réchauffement le plus important en Mars-Avril-Mai (pour les mini et maxi) Pour les minimales (Tn), réchauffement le plus faible en Juin-Juillet-Août (JJA) Pour les maximales (Tx), réchauffement le plus faible en Décembre-Janvier-Février (DJF)

DJF MAM JJA SON DJF MAM JJA SON

Gillot-Aéroport (8m) +0,48°C +0,51°C +0,32°C +0,40°C +0,44°C +1,05°C +0,78°C +0,89°CLe Port (9m) +0,51°C +0,61°C +0,31°C +0,53°C +0,84°C +0,81°C +0,85°C +0,67°C

Pierrefonds-Aéroport (21m) +0,65°C +0,81°C +0,33°C +0,76°C +0,52°C +1,01°C +0,76°C +0,63°CColimaçons (798m) +0,49°C +0,68°C +0,39°C +0,52°C +0,50°C +0,95°C +0,76°C +0,58°C

Plaine des Palmistes (1032m) +0,45°C +0,82°C +0,62°C +0,57°C +0,55°C +1,04°C +0,96°C +0,68°CPlaine des Cafres (1560m) +0,64°C +0,72°C +0,41°C +0,55°C +0,54°C +0,89°C +0,83°C +0,68°C

Moyenne Réunion +0,54°C +0,69°C +0,40°C +0,56°C +0,57°C +0,96°C +0,82°C +0,69°C

Evolution des Tn sur 40 ans Evolution des Tx sur 40 ans

1.1 - Températuresindices climatiques et valeurs extrêmes

Principales conclusions de l’étude des valeurs extrêmes :

– Diminution des nuits froides et des journées froides– Augmentation des nuits chaudes et des journées chaudes– La hausse des températures est essentiellement due à la tendance à la hausse

du nombre de journées relativement chaudes.par exemple : le nombre de jours relativement chauds par an à Gillot est passée en 40 ans de 11,9 jours à 62,4 jours, soit une tendance de +50,5 jours.

– Les jours où la température descend en dessous de 0°C tendent à disparaître dans les hauts jusqu’à l’altitude de la Plaine des Cafres (1550 m)

1.2 - Précipitationsméthodologie

L’étude des séries de précipitations sur la période 1969-2008 a permis de retenir 51 postes.

Contrairement aux températures, les ruptures pour homogénéiser les séries sont peu nombreuses si bien que les séries homogénéisées sont en général peu différentes des séries brutes.

Le grand nombre de postes retenus permet de cartographier les tendances de précipitations sur la période étudiée, et donc de régionaliser les tendances.

Les tendances sur 40 ans ont été calculées de façon annuelle puis saisonnières

Pour compléter la description de l’état moyen du climat, l’étude a porté sur l’évolution des extrêmes.

Postes sélectionnés

1.2 - Précipitationstendance 1969-2008 : cumuls annuels

Contraste Nord-Est / Sud-Ouest (côte au vent / sous le vent)

Les noyaux de fortes tendances centrées sur Hell-Bourg et Commerson (volcan) doivent en partie leur existence aux précipitations de Diwa (2006) et Gamède (2007)

En vert : tendances significatives (test statistique de Spearman)

8 baisses significatives, toutes situées dans l’Ouest.

Tendance sur 40 ans des cumuls annuels de précipitations

1.2 - Précipitationstendances 1969-2008 par trimestre

Pendant la saison des pluies, la variabilité inter-annuelle est très marquée

1 seule tendance significative Ligne Nord-Est / Sud-Ouest

Influence de Diwa (mars 2006) dans les hauts

8 tendances significatives à la baisse (zones de sécheresse accrue)

Saison sèche Fronts froids, alizés humides

4 hausses significatives

Période cruciale pour l’impact sur la sécheresse (Ouest et Sud-Ouest)

1.2 - Précipitationsindices climatiques et valeurs extrêmes

Seuls 7 postes présentent des séries quotidiennes suffisamment complètes pourréaliser les calculs d’indices climatiques. Ces 7 postes sont : Gillot, Beauvallon, laPlaine des Palmistes, la Plaine des Cafres, Cilaos, Grand-Galet et St-Pierre-Pierrefonds.

Les indices climatiques calculés sur les précipitations présentent un signal peuévident à interpréter. Les évolutions sont en majorité non significatives et les ordresde grandeurs sont faibles.

On note globalement :– une augmentation du nombre de jours de faibles précipitations sur la façade au vent,

accompagnée d’une baisse de la durée des épisodes secs.– Le nombre de jours de précipitations modérées à fortes baisse sur l’ensemble de l’île.– Aucune tendance fiable ne peut être déduite sur la fréquence des épisodes de

précipitations extrêmes.

1.3 – Activité cycloniqueLa base de données cyclones

Le manque d’homogénéité des bases de données disponibles sur les cyclones estun véritable problème pour évaluer des tendances fiables sur l’évolution de l’activitécyclonique sur tous les bassins du monde et pour tenter d’établir un lien entrechangement climatique et activité cyclonique.

Les 2 grandes sources d’inhomogénéités sont :– Une meilleur couverture satellitaire pour détecter les météores (1er satellite à orbite polaire

lancé en 1967, 1er satellite géostationnaires couvrant le SO de l’Océan Indien en 1998,nouvelles images dans le domaine micro-onde à partir de 1999).

– Mise en place en 1981 d’une nouvelle méthode d’estimation des systèmes tropicaux :méthode de Dvorak à partir de la configuration des bandes nuageuses des météores

– Modification en 1985 de la méthode de Dvorak. Malgré tout, une étude a pu être réalisée sur le bassin sud-ouest de l’océan Indien

qui intéresse La Réunion sur la période 1967-1999.

Des travaux sont engagés au CMRS de La Réunion pour ré-analyser les systèmes de labase de données à partir de l’ensemble des images satellites disponibles et aboutir àune base de données plus homogène.La base de données, plus homogène, qui en découlera permettra d’établir des tendancesde l’activité cyclonique plus robustes.

1.3 – Activité cycloniqueEvolution 1967-2009

9,3 systèmes tropicaux par saison dont 4,8 qui atteint le stade de cyclone tropical Forte variabilité interannuelle (écart-type : 2,7 tous systèmes, 2,4 pour les cyclones) 70-71 et 93-94 ont été les plus actives avec 14 systèmes

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Nom

bre

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Saisons cycloniques

Variation interannuelle du nombre de tempêtes et cyclones tropicauxdans le bassin Sud-Ouest de l'Océan Indien (1967-2009) - reclassification 1981-1999

Cyclones Tempêtes moyenne tous systèmes moyenne tempêtes

L’étude des tendances montre : Une tendance quasi nulle sur le nombre des cyclones Une très légère tendance à la hausse sur le nombre total de systèmes (+0,7)

1.4 – Activité orageuseEtude du nombre de jours d’orage à Gillot de 1969 à 2008

12,8 jours d’orages par an à Gillot de 1969-2008

Evolution : -2 jours par an

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nombre de jours d'orages à Gillot de 1969 à 2008

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évolution du nombre de jours d'orages par saisonDJFMAMJJAONDtendance DJFtendance MAM

7,5 jours d’orages en été 4,3 jours d’orages en automne Evolution : +3,7 jours par an en été

-4,5 jours par an en automne

Etude annuelle du nombre d’orages

Etude saisonnière du nombre d’orages

1.5 – Houle australeDéfinition et méthodologie

Les houles australes sont des houles de grandes longueur d’onde abordant La Réunion par le quart Sud-ouest et affectant principalement les côtes Sud et ouest de l’île, de la pointe des Galets à la pointe de la table.

Les hauteurs significatives sont en moyenne de 4m mais elles peuvent atteindre 6m en hauteur moyenne (mai 2007)

Les houles australes intéressent La Réunion environ 17 fois par an

Pour pallier l’absence de longues séries mesures in situ de hauteurs de houle, l’étude s’est appuyée sur 2 jeux de données de houle australe simulée par le modèle de prévision numérique du centre européen (CEPMMT). Le 1er jeu de données couvre la période de 1958 à 1991 (ERA40), le second prend le relais de1992 à 2008 (ERA Intérim).

Ces jeux de données appelées « ré-analyses » consistent à ré-analyser avec un même modèle numérique de prévision du temps l’ensemble des situations météorologiques quotidiennes à l’aide de toutes les observations (vent, humidité, température…) disponibles pour réaliser des études climatologiques de fond.

1.5 – Houle australeEvolution de la houle de 1958 à 2008

Forte variabilité annuelle 16 épisodes en moyenne de houle

australe par an Tendance en légère hausse d’un

peu plus de 2 épisodes par an

18 épisodes en moyenne de houle australe Nette tendance à la hausse de 4 jours sur 17 ans. Il

semblerait que la hausse observée sur la période 58/91 se poursuive en s’accentuant.

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Episodes de houle australe: point 21°0 S - 54°0 E (1958-1991)

Nb d'épisodes Moyenne nb épisodes Durée totale en jours

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bre

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Année

Episodes de houle australe point 21°0 S - 54°0 E (1992-2008)

Nb d'épisodes Moyenne nb épisodes Durée total en jours

Etude sur la période 58-91 à l’aide des données ERA 40

Etude sur la période 92-08 à l’aide des données ERA Intérim

1.6 – Un point sur l’évolution du niveau de la mer

Les causes de la hausse du niveau de la mer : Expansion thermique des océans sous l’effet de leur réchauffement (40 à 60%) Fonte des glaciers de montagne (20 à 30%) Fonte des calottes polaires (10 à 20%)

Les observations des satellites altimétriques depuis 1992 ont montré que le niveau de la mer s’élevait en moyenne de 3,2 mm/an.

En outre, ces observations ont permis de dresser des cartographies mondiales de la hausse du niveau de la mer

Forte variabilité régionale de la hausse du niveau de la mer.

Les Mascareignes se trouvent dans une zone de hausse du niveau de la mer conforme à la moyenne mondiale.

Distribution géographique des variations du niveau de la mer mesurées par Topex-Poséïdon entre 1993 et 2003. (IPCC, 2007)


1.1 – Températures1.2 – Précipitations1.3 – Activité cyclonique1.4 – Activité orageuse1.5 – Houle australe1.6 – Un point sur l’évolution du niveau de la mer


2.1 – La modélisation climatique

Les projections pour le climat futur sont réalisées à l’aide de modèles climatiques. Pour résoudre lacomplexité de la machine climatique, ces modèles prennent en compte l’atmosphère, les océans, lessurfaces continentales, la banquise. Les modèles restent perfectibles et simulent difficilement certainsprocessus physiques (précipitations, formation des nuages…)

Les modèles climatiques globaux calculent les valeurs moyennes de paramètres sur des pavés de300×300 km2. Les différents microclimats de l’île ne sont donc pas simulés directement par les modèles.Mais c’est l’évolution du climat à grande échelle qui va dicter les changements climatiques à l’échelle dela micro-région. L’étude du climat à grande échelle est donc primordial.

Différents scénarios d’émissions de gaz à effet de serre sont introduits dans les modèles climatiques pourprendre en compte le développement mondial futur. Le GIEC a ainsi établi 40 scénarios. Pour faciliterl’interprétation des simulations 3 scénarios sont en général privilégiés :

• le scénario A2 où les émissions de CO2 continuent de croître jusqu'en 2100 ;• Le scénario A1B où les émissions de CO2 continuent de croître jusqu'en 2050, puis décroissent ; • le scénario B1 où les émissions de CO2 sont presque stabilisées dès l'année 2000, puis décroissent à partir de 2050.

L’étude sur l’identification des évolutions climatiques à La Réunion s’est appuyée sur les résultats des 15modèles climatiques qui ont servi de support à la rédaction du 4ième rapport du GIEC en 2007 et sur plusieursconfigurations du modèle de Météo-France ARPEGE CLIMAT.

2.2 – Evolution de la température pour le 21ième siècle

Sur La Réunion, les 15 modèles du GIEC sont en accord pour prévoir une augmentation régulière de latempérature qui atteindra à la fin du siècle en moyenneo 1,5 °C pour le scénario B1o 2,1°C pour le scénario A1Bo 2,8°C pour le scénario B2

La fourchette absolue entre le modèle le plus optimiste pour le scénario B1 et le plus pessimiste pour lescénario A2 est comprise entre 1,0°C et 3,2°C.Cette fourchette est inférieure à celle du réchauffement moyen du globe (comprise entre 1,8°C et 4°C) etcelle de l’Océan Indien (comprise entre 1,4 et 3,7°C)

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Décennies

Scénario B1

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Décennies

Scénario A2

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Décennies

Scénario A1B

Anomalies de températures par décennie par rapport à la période de référence 1971-2000 prévues par les 15 modèles du GIEC pour les 3 scénarios

2.2 – Evolution de la température pour le 21ième siècle ARPEGE CLIMAT

2.2 – Evolution des précipitations pour le 21ième siècle

Contrairement à l’évolution simulée des températures, il est bien difficile à partir de ces graphiques dedéduire une tendance pour la pluviométrie du 21ème siècle. Chaque modèle propose une évolution qui luiest propre. De même, la variabilité inter-décennale des anomalies de précipitations au sein de chaquemodèle complique l’interprétation des tendances.

Anomalies de précipitations par décennie par rapport à la période de référence 1971-2000 prévues par les 15 modèles du GIEC pour les 3 scénarios

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Scénario B1

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Décennies

Scénario A1B

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tion

s (%

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Décennies

Scénario A2

2.2 – Evolution des précipitations pour le 21ième sièclePrécipitations par saisons

La baisse des précipitations semble être plus marquée pendant la saison sèche.

Evolution des anomalies de précipitations de la moyenne des 15 modèles par saisons

(JFM : Janvier-Février-mars, AMJ : Avril-Mai-Juin, JAS : Juillet-Août-Septembre, OND : Octobre-Novembre-Décembre).

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Scénario B1JFMAMJJASOND

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Décennies

Scénario A1B

JFMAMJJASOND

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Décennies

Scénario A1B

JFMAMJJASOND

2.2 – Evolution des précipitations pour le 21ième siècle

La moyenne des modèles prévoit une légère baisse des précipitations pour la fin du 21ième sièclequi varie entre 6 et 8% selon les scénarios mais avec une dispersion qui varie de -36% à +21%selon les modèles.

Anomalies de précipitations par décennie par rapport à la période de référence 1971-2000 prévues par les 15 modèles du GIEC pour les 3 scénarios.

Pour chaque décennie on note la valeur médiane des 15 modèles ainsi que les valeurs extrêmes des anomalies

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Anomalies de précipitations par rapport à la période 1971-2000

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A2 médian

A2 min

B1 max

B1 médian

B1 min

2.2 – Evolution des précipitations pour le 21ième siècle ARPEGE CLIMAT

2.4 – Circulation généraleRégime des alizés

Pression au niveau de la mer et anomalies de pression pour la période 2071-2100 Alizés générés par le gradient de

pression entre l’anticyclone des Mascareignes (A) et les basses pressions équatoriales (BP) une modification de localisation et de force de ces 2 centres d’action modifierait le régime des vents

La direction des alizés définit les limites de la côte au vent et de la côte sous le vent influence sur la répartition géographique des pluies

A : position inchangée mais il se renforce (surtout JJA, +4hPa) alizés renforcés sur les côtes exposées

BP : léger affaiblissement en DJF

2.5 Extrêmes de températures et de précipitations

Une configuration d’ARPEGE-CLIMAT a permis de réaliser une simulation haute résolution sur l’ensemble du globe avec une maille 50 x 50 km2

. Cette simulation est intéressante car elle nous a permis de mettre en place une 1ère

méthode de descente d’échelle par une approche statistique : la méthode de correction « quantile-quantile » pour le calcul d’indices climatiques sur quelques stations de l’île et pour la période 2040-2070.

Mais les résultats de cette étude ne sont issues que d’un seul modèle et d’un seul scénario, en l’occurrence le plus pessimiste (A2). On se prive ainsi de l’incertitude fournie par une étude multi-scénarios, qui est pourtant indispensable pour toutes études de climat.

2.5 Extrêmes de températures et de précipitations

L’étude des extrêmes de températures réalisée à l’aide de la simulation ARPEGE 50×50 km2, pour la période 2041-2070 montre :

l’été austral serait la saison qui connaîtrait le plus fort réchauffement, alors que pendant l’hiver la hausse des températures serait plus modérée.

Les journées et les nuits relativement froides, définies selon les seuils de notre époque contemporaine, disparaîtraient presque et leurs proportions ne représenteraient qu’un peu moins de 1% dans le futur.

Une nuit sur deux paraîtrait chaude, relativement aux critères de notre époque, tandis que 2 journées sur 3 paraîtraient chaudes selon les mêmes critères.

L’étude des extrêmes de précipitations à l’aide de la simulation ARPEGE 50×50 km2, pour la période 2041-2070 montre :

une baisse du cumul annuel de précipitations sur l’ensemble de l’île. Les périodes sèches seraient plus longues, particulièrement sur la façade sous le vent,

aggravant ainsi les épisodes de sécheresse sur une zone déjà peu arrosée pendant la saison sèche.

Les précipitations faibles à modérées seraient plus rares mais les épisodes pluvieux extrêmes, un peu plus prolifiques en quantité.

2.6 Un point l’évolution du niveau de la mer

Les projections des modèles climatiques à l’horizon 2100 indiquent que le niveau de la mer va continuer à monter à un rythme de 4 ± 2 mm/an soit une élévation de 20 à 60 centimètres en un siècle.

Comme dans les observations passées, les modèles prédisent une forte variabilité régionale des changements du niveau de la mer pour le siècle à venir. Les résultats sont très différents d’un modèle à l’autre si bien qu’il est difficile de dire, pour l’instant, quelles régions seront les plus touchées au cours des prochaines décennies.

ETUDE POUR L’IDENTIFICATION DES EVOLUTIONS DES...

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