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Impact du changement climatique sur les sécheresses en France Jean-Philippe Vidal 1,2 Jean-Marc Moisselin 2 1 CNRM/GAME, CNRS et Météo France 2 Météo France,

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1 Impact du changement climatique sur les sécheresses en France Jean-Philippe Vidal 1,2 Jean-Marc Moisselin 2 1 CNRM/GAME, CNRS et Météo France 2 Météo France, Direction de la Climatologie XXI e colloque AIC, Climat et risques climatiques en Méditerranée Montpellier, 9-13 septembre 2008

2 Plan Introduction Chaîne hydrométéorologique SIM Projet ClimSec Réanalyse atmosphérique Climatologie des sécheresses Perspectives –Sécheresses agricoles et hydrologiques –Évolution sous changement climatique

3 Introduction Définition(s) Déficit en eau dans une ou plusieurs parties du cycle hydrologique Types de sécheresses –Physiques –Socio-économiques : impact sur les activités humaines Coût : 500 millions deuros par an en France Météorologique Déficit pluviométrique Agricole Déficit en eau du sol Hydrologique Étiages

4 Chaîne hydrométéorologique SIM Analyse SAFRAN Forçage atmosphérique Qr E H G Nappe Débits Tri-horaires Photosynthèse, Végétation interactive Entrées Sorties Schéma de 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 deau et dénergie Débits et niveaux des nappes Paramètres : Base Ecoclimap

5 Projet CLIMSEC « Impact du changement climatique en France sur la sécheresse et leau 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 phases 1.Établissement dune climatologie des sécheresses sur la France sur la période à partir de la réanalyse SAFRAN-ISBA-MODCOU 2.Évolution des caractéristiques des sécheresses sous changement climatique

6 Réanalyse atmosphérique Extension sur la période ( déjà réalisée) Utilisation de la réanalyse ERA40 et des observations au sol

7 Réanalyse atmosphérique zones climatologiquement homogènes + gradients daltitude Interpolation sur une grille régulière de 8km 8 variables analysées –Pluie –Neige –Nébulosité –Rayonnement solaire –Rayonnement IR incident –Vitesse du vent à 10m –Humidité relative –Température à 2m

8 Moyennes pluviométriques Interpolation des observations Régression prenant en compte le relief Maillage de 1km Aggrégation à léchelle de 8km SafranAurelhy

9 Tendances pluviométriques Précipitations annuelles Tendance linéaire (mm/an) Test de Mann-Kendall Seuil de confiance 90% 1.Augmentation des précipitations sur la moitié nord 2.Diminution dans la moitié sud, significative sur la Côte dAzur

10 Tendances pluviométriques Comparaison aux séries homogènes de référence 310 stations

11 Climatologie des sécheresses Standardized Precipitation Index (SPI) –Basé sur produit analyse Safran uniquement –Différentes échelles de temps : cumul sur n mois –Cohérence spatiale –Classification standard / Climatologie locale Calcul –Calage par mois sur une loi Pearson-Type III (méthode des moments) –Échelles spatiales : 8602 mailles (8km x 8km) sur la France –Échelles temporelles : 3, 6, 12 et 24 mois ValeurClasseProbabilité 0 -0,99 Légère34, ,49 Modérée 9,2 -1,5 -1,99 Sévère 4,4 < -2Extrême 2,3

12 Climatologie des sécheresses : extension Extension des catégories de sécheresse sur 12 mois (SPI-12) Légère Modérée Sévère Extrême

13 Climatologie des sécheresses : extension Extension des sécheresses extrêmes sur 3 à 24 mois

14 Sécheresse de 1976 : SPI-12

15 Sécheresse de : SPI-12

16 Perspectives Sécheresses agricoles et hydrologiques Phase 1 Simulation Isba-Modcou forcée par lanalyse Safran sur la période –En cours avec la version hydrologique 3 couches dIsba –Simulation Isba programmée avec une version uniforme sur la France Végétation uniforme : gazon ou forêt Sol uniforme : argile (réservoir de 200 mm) Caractérisation des sécheresses géotechniques –Comparaison des humidités du sol (Soil Wetness Index) Isba-3L : bonne représentativité à léchelle de la maille (8km) Isba-U : cas défavorable sur sol argileux

17 Perspectives 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 dune désagrégation spatiale : méthode par régimes de temps (thèse J. Boé, 2007) Simulation Isba-Modcou continue sur la période Évolution des indices de sécheresse au cours du XXI e siècle

18 Perspectives Évolution sous changement climatique Ex : Moyenne multi-modèles entre les périodes et sous le scénario démissions A1B Source : Boé (2007) Changement du SWI moyen de juin à août Pourcentage de changement sur les précipitations moyennes de juin à novembre

19 ClimSec : Résultats attendus 1.Mise en œuvre dindicateurs de sécheresse sur trois parties du cycle hydrologique sur la France 2.Caractérisation des événements de sécheresse : fréquence, durée, sévérité, extension spatiale 3.Quantification des incertitudes sur les projections hydroclimatiques Approche multi-modèles Plusieurs scénarios démission 4.Analyse des changements attendus sur les caractéristiques des événements à plusieurs horizons temporels

20 Merci de votre attention Contact

21 Étude prospective danalyse 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 : –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 Comparaison aux demandes de classement pour catastrophe naturelle ( )

22 Comparaison SC-PDSI et SWI –Évolutions bien corrélées entre SC-PDSI et SWI moyenné sur 12 mois –Variabilité dune station à une autre –Spécificité de la sécheresse courte et intense de 2003 Le Bourget Étude prospective danalyse des sécheresses

23 Comparaison aux dossiers CatNat –Pertinence des données discutable, faible profondeur historique –Période dintégration de 12 mois à moduler –Mise en place dune classification standardisée pour le SWI Dossiers CatNat ToulouseBourges IndicesSNon SS SC- PDSI S6411 Non S0237 SWI-US5122 Non S1526 SWI-3LS2100 Non S3547


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