Impact du changement climatique en France sur la sécheresse et l’eau du sol
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Impact du changement climatique en France sur la sécheresse et l’eau du sol Jean-Philippe Vidal 1,2 Jean-Michel Soubeyroux 1 1 Météo France, Direction de la Climatologie 2 CNRM/GAME, CNRS et Météo France SEC2008, Paris, 1-3 septembre 2008
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Impact du changement climatique en France sur la sécheresse et l’eau du sol. Jean-Philippe Vidal 1,2 Jean-Michel Soubeyroux 1 1 Météo France, Direction de la Climatologie 2 CNRM/GAME, CNRS et Météo France. SEC2008, Paris, 1-3 septembre 2008. Plan. Présentation du projet CLIMSEC - PowerPoint PPT Presentation
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Impact du changement climatique en France sur la sécheresse et
l’eau du sol
Jean-Philippe Vidal1,2
Jean-Michel Soubeyroux1
1 Météo France, Direction de la Climatologie2 CNRM/GAME, CNRS et Météo France
SEC2008, Paris, 1-3 septembre 2008
Plan
Présentation du projet CLIMSEC
Réanalyse SAFRAN-ISBA-MODCOU
Caractérisation des sécheresses
Climatologie des sécheresses
Évolution sous changement climatique
Présentation du projet CLIMSEC
« Impact du changement climatique en France sur la sécheresse et l’eau du sol »
Financement : Fondation MAIF, thème « évolution climatique, risques engendrés et impact sur la société »
Durée : mars 2008 – mars 2010 Responsable : Météo France, Direction de la Climatologie Partenaires
– CNRM/ GAME, CNRS et Météo France– UMR Sisyphe– CERFACS
2 phases1. Établissement d’une climatologie des sécheresses sur la France sur la
période 1958-2008 à partir de la réanalyse SAFRAN-ISBA-MODCOU2. Évolution des caractéristiques des sécheresses sous changement
climatique
Chaîne hydrométéorologique SIM
Analyse SAFRAN
Forçage atmosphérique
Qr
EH
G
Nappe
DébitsTri-horaires
Photosynthèse,Végétation interactive
Entrées
Sorties
Schémade surface
Modèle hydrologique
Neige
•MODCOU
ISBA (x=8km, t=5’)
(x=1-8km, t=1j)
Analyses ARPEGE ou CEP
Observations de surface
Qi
Forçage atmosphérique
Bilans d’eau et d’énergie
Débits et niveaux des nappes
Réanalyse SIM
Réanalyse atmosphérique sur la période 1958-2008– Extension sur la période 1958-1970 (1970-2007 déjà réalisée)
– Utilisation de la réanalyse ERA40 et des observations au sol
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1960 1970 1980 1990 2000
PrécipitationsTempératureVentHumiditéNeige
Réanalyse SIM
Réanalyse atmosphérique sur la période 1958-2008
– 615 zones climatologiquement homogènes + gradients d’altitude
– Interpolation sur une grille régulière de 8km
– 8 variables analysées• Pluie
• Neige
• Nébulosité
• rayonnement solaire
• Rayonnement IR incident
• Vitesse du vent à 10m
• Humidité
• Température à 2m
Réanalyse SIM
Simulation Isba-Modcou forcée par l’analyse Safran sur la période 1958-2008
– En cours avec la version hydrologique 3 couches d’Isba
– Simulation Isba programmée avec une version uniforme sur la France• Végétation uniforme : gazon ou forêt• Sol uniforme : argile (réservoir de 200 mm)
– Comparaison des humidités du sol• Isba-3L : bonne représentativité à l’échelle de la maille (8km)• Isba-U : comportement des sols argileux
Caractérisation des sécheresses
Définition(s)Déficit en eau dans une ou plusieurs parties du cycle hydrologique
Types de sécheresses– Physiques
– Socio-économiques : impact sur les activités humaines
Diversité de variables, indices, classifications…
• Météorologique Déficit pluviométrique
• Agricole– Géotechnique
Déficit en eau du sol
• Hydrologique Étiages
Caractérisation des sécheresses
Étude prospective d’analyse des sécheresses – Stage de 2 Techniciens Supérieurs Exploitation (L. Bornoville et J.
Bournonville)• Évaluation du Self-Calibrating Palmer Drought Severity Index (SC-PDSI)
avec les variables issues de SIM
– Mise en œuvre du SC-PDSI sur 10 stations : 1970-2007• Utilisation des observations locales pour le calcul et le calage• Utilisation du bilan hydrique à deux réservoirs
– Calcul du SWI-3L et SWI-U sur mailles correspondantes• Mensuels• Moyennés sur n mois• Standardisés
Caractérisation des sécheresses
Étude prospective d’analyse des sécheresses
– Évolutions bien corrélées entre SC-PDSI et SWI moyenné sur 12 mois
– Variabilité d’une station à une autre
– Spécificité de la sécheresse courte et intense de 2003
1980 1990 2000
-6-4
-20
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Le Bourget
SC-PDSISWI std
Le Bourget
Climatologie des sécheresses
Indice de sécheresse basé sur analyse Safran uniquement Standardized Precipitation Index (SPI)
– Différentes échelles de temps : cumul sur n mois– Normalisé par rapport à la climatologie locale 1958-2007– Cohérence spatiale– Classification standard
Calcul du SPI sur chacun des 8602 mailles de la France– Échelles de temps : 3, 6, 12 et 24 mois– Déficit sur 12 mois représente au mieux les sécheresses agricoles
Valeur Classe Probabilité
0 -0,99 Légère 34,1
-1 -1,49 Modérée 9,2
-1,5 -1,99 Sévère 4,4
< -2 Extrême 2,3
Climatologie des sécheresses : SPI-12
Pourcentage de la superficie de la France dans chacune des catégories de sécheresse
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1960 1970 1980 1990 2000
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2030
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Climatologie des sécheresses : SPI-12
Situation en septembre 1976 : sécheresse très intense sur la moitié nord de la France
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Climatologie des sécheresses : SPI-12
Situation en octobre 1989 : déficit pluviométrique généralisé
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Climatologie des sécheresses : SPI-12
Situation en décembre 2003 : sécheresse relativement modérée
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Nécessité deprendre en compteles bilans d’eau etd’énergie à la surface
Évolution sous changement climatique
Phase 2 Forçages atmosphériques issus de projections de modèles de
circulation générale– Runs Arpège-Climat réalisés dans le cadre du projet ACI CYPRIM
– Runs de modèles du GIEC AR4
Nécessité d’une désagrégation spatiale : méthode par régimes de temps (thèse J. Boé, 2007)
Simulation Isba-Modcou continue sur la période 1960-2000
Évolution des indices de sécheresse au cours du XXIe siècle
Évolution sous changement climatique
Ex : Moyenne multi-modèles entre les périodes 1970-1999 et 2046-2065 sous le scénario d’émissions A1B
Source : Boé (2007)
Changement du SWI moyende juin à aoûtPourcentage de changement
sur les précipitations moyennesde juin à novembre
Perspectives
1. Mise en œuvre d’indicateurs sur les autres parties du cycle hydrologique– Humidité du sol– Débits
2. Caractérisation des événements de sécheresse : fréquence, durée, sévérité, extension spatiale
3. Quantification des incertitudes sur les projections hydroclimatiques Approche multi-modèles Plusieurs scénarios d’émission
4. Analyse des changements attendus sur les caractéristiques des événements à plusieurs horizons temporels
