Impact du changement climatique sur les sécheresses en France Jean-Philippe Vidal1,2 Jean-Marc Moisselin2 1 CNRM/GAME, CNRS et Météo France 2 Météo France, Direction de la Climatologie XXIe colloque AIC, Climat et risques climatiques en Méditerranée Montpellier, 9-13 septembre 2008

Plan Introduction Chaîne hydrométéorologique SIM Projet ClimSec Réanalyse atmosphérique 1958-2008 Climatologie des sécheresses Perspectives Sécheresses agricoles et hydrologiques Évolution sous changement climatique

Introduction Définition(s) Types de sécheresses 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 d’euros par an en France Météorologique  Déficit pluviométrique Agricole Déficit en eau du sol Hydrologique Étiages

Chaîne hydrométéorologique SIM Entrées Analyses ARPEGE ou CEP Observations de surface Forçage atmosphérique Analyse SAFRAN Sorties Forçage atmosphérique Schéma de surface Photosynthèse, Végétation interactive H E Bilans d’eau et d’énergie ISBA (x=8km, t=5’) G Neige Qr Paramètres : Base Ecoclimap Débits Tri-horaires Débits et niveaux des nappes • Modèle hydrologique MODCOU Qi Nappe (x=1-8km, t=1j)

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 phases Établissement d’une climatologie des sécheresses sur la France sur la période 1958-2008 à partir de la réanalyse SAFRAN-ISBA-MODCOU Évolution des caractéristiques des sécheresses sous changement climatique

Réanalyse atmosphérique 1958-2008 Extension sur la période 1958-1970 (1970-2007 déjà réalisée) Utilisation de la réanalyse ERA40 et des observations au sol

Réanalyse atmosphérique 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 relative Température à 2m

Moyennes pluviométriques 1961-1990 Safran Aurelhy Interpolation des observations Régression prenant en compte le relief Maillage de 1km Aggrégation à l’échelle de 8km

Tendances pluviométriques Précipitations annuelles 1959-2006 Tendance linéaire (mm/an) Test de Mann-Kendall Seuil de confiance 90% Augmentation des précipitations sur la moitié nord Diminution dans la moitié sud, significative sur la Côte d’Azur

Tendances pluviométriques Comparaison aux séries homogènes de référence 310 stations

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 1958-2007 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 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 : extension Extension des catégories de sécheresse sur 12 mois (SPI-12) Légère Modérée Sévère Extrême 1976 1989-1990 2003

Climatologie des sécheresses : extension Extension des sécheresses extrêmes sur 3 à 24 mois 3 6 12 1976 1989-1990 2003 24

Sécheresse de 1976 : SPI-12

Sécheresse de 1989-1990 : SPI-12

Perspectives Sécheresses agricoles et hydrologiques Phase 1 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)  Caractérisation des sécheresses géotechniques Comparaison des humidités du sol (Soil Wetness Index) Isba-3L : bonne représentativité à l’échelle de la maille (8km) Isba-U : cas défavorable sur sol argileux

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 d’une désagrégation spatiale : méthode par régimes de temps (thèse J. Boé, 2007) Simulation Isba-Modcou continue sur la période 1960-2100 Évolution des indices de sécheresse au cours du XXIe siècle

Perspectives Évolution sous changement climatique Ex : Moyenne multi-modèles entre les périodes 1970-1999 et 2046-2065 sous le scénario d’émissions A1B Changement du SWI moyen de juin à août Pourcentage de changement sur les précipitations moyennes de juin à novembre Source : Boé (2007)

ClimSec : Résultats attendus Mise en œuvre d’indicateurs de sécheresse sur trois parties du cycle hydrologique sur la France Caractérisation des événements de sécheresse : fréquence, durée, sévérité, extension spatiale Quantification des incertitudes sur les projections hydroclimatiques Approche multi-modèles Plusieurs scénarios d’émission Analyse des changements attendus sur les caractéristiques des événements à plusieurs horizons temporels

Merci de votre attention Contact jean-philippe.vidal@meteo.fr

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 Comparaison aux demandes de classement pour catastrophe naturelle (1995-2007)

Étude prospective d’analyse des sécheresses Comparaison SC-PDSI et SWI 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 Le Bourget

Étude prospective d’analyse des sécheresses Comparaison aux dossiers CatNat Pertinence des données discutable, faible profondeur historique Période d’intégration de 12 mois à moduler Mise en place d’une classification standardisée pour le SWI Dossiers CatNat Toulouse Bourges Indices S Non S SC-PDSI 6 4 1 2 3 7 SWI-U 5 SWI-3L