Caractérisation des tempêtes historiques en Métropole : l’action ANTHEMIS Tempête DIRK sur l’Europe le 23/12/2013 à 12 UTC J-M Soubeyroux, Météo-France DClim M Schneider, V Gouget, P Lassègues & M Moulinou (stage M1): Météo-France DClim F Chauvin, T Oudar : CNRM-GAME E Sanchez : CERFACS Atelier de la Modélisation de l’Atmosphère Toulouse 21 janvier 2015

Objectifs de l’action ANTHEMIS ANalyse climatologique des Tempêtes Historiques En Métropole et mise en ligne des Informations sur un Site Internet Partenaires : Météo-France (DClim) + CNRS GAME + CERFACS Durée : 2013-2015 Volet méthodologique : analyse des différentes sources d’information pour caractériser les tempêtes et leur variabilité - données anémométriques et apport des modèles météorologiques - données de pression mer via le calcul du vent géostrophique - valorisation des réanalyses atmosphériques (20CR, ERA40) Volet documentation des tempêtes historiques en Métropole et construction d’un site internet régulièrement mis à jour (sur le modèle du site www.pluiesextremes.fr)

Caractérisation des tempêtes récentes : les données anémométriques Disponibilité à ce jour en Métropole d’un réseau opérationnel d’observation (fréquence horaire) relativement dense d’environ 700 stations Forte variabilité de la densité des données anémométriques dans le temps (peu fréquentes avant les années 1990); données horaires archivées après 1995. Evolution de la qualité des données de rafales de vent peu fiables pour les vents forts avant 1980 (capteur papillon) Aéro Non aéro Régionaux Réseau anémométrique opérationnel 2014 Evolution du réseau climatologique de mesure du vent de 1950 à 2010

Une méthode originale de fusion des données Besoin de données complémentaires aux observations pour analyser un événement de tempête aux échelles spatiales les plus fines Intérêt du modèle météorologique non hydrostatique AROME à résolution 2,5 km sur la France et pas de temps horaire (opérationnel depuis 2009) Développement d’une méthode géostatistique combinant une régression (modèle AROME et paramètres du relief) et krigeage des résidus : méthode applicable au pas de temps horaire ou quotidien sur les rafales ou le vent moyen Validation croisée avec les observations sur différentes journées de tempêtes : ici le 24 décembre 2013 24 décembre 2013 Krigeage seul AROME seul Régression Biais (m/s) -0,1 +0,9 RMSE (m/s et %) 4,4 (21 %) 3,9 (19 %) 3,8 (18%) Corrélation 0,84 0,86 0,88

Climatologie des rafales de vent sur la France Production temps réel depuis 2012 et rejeu d’une archive horaire continue depuis mai 2009 Climatologie sur 5 ans des vents forts Rejeu de plus de 500 journées sur la période 1980-2009 par descente d’échelle dynamique ERA Intérim – ALADIN -AROME Cartographie des rafales maximales estimées sur la France lors de la tempête Xynthia (28 au 29 février 2010) Nombre de jours de vent fort puis valeurs de quantile 98% pour les rafales en France Nombre de jours de vent supérieurs à 100 km/h du 1er mai 2009 au 30 avril 2014

Climatologie des tempêtes Identification des caractéristiques des tempêtes (majeures) à partir d’une démarche experte Surface affectée par la tempête : choix du critère (absolu et/ou relatif) et du seuil : choix : 100 km/h & Q98% > 5 % du territoire national (-> 11 évènements sur 5 ans) Début/fin de l’évènement : % du territoire affectée à un moment donné; choix de 1% sur les 3 dernières heures (voir exemple DIRK)

Climatologie des tempêtes : indices de sévérité Analyse des tempêtes en termes de surface affectée au dessus de seuils Indices de sévérité en lien avec les dommages provoquées par la force des vents Formule de Lamb : I = V3max . Amax . D Storm Severity Index : I =∫∫ADV3 Comparaison des tempêtes sur la France entre 2009 et 2014 : surface au dessus de seuils en haut, surface, durée et SSI en bas Calcul du SSI sur la France pour la tempête DIRK en décembre 2013

Climatologie des tempêtes : Que dire depuis 1980 ? Elaboration d’un diagnostic (surface au dessus de seuil, durée et sévérité) basé sur l’analyse OBS+AROME (forcé par ERA Intérim) au pas de temps horaire depuis 1995 et au pas quotidien entre 1995 et 1980 Calcul différent avant 1995 : estimation des rafales horaires à partir du seul modèle AROME recalé avec les obs au pas de temps quotidien (ratio de la surface > 100km/h entre AROME et régression OBS/AROME) Comparaison de 146 tempêtes depuis 1980 : Graphe du Top 20 : bleu : décennie 80-89 (8 evts) gris : dec 90-99 (7 evts) orange : dec 00-09 (1 evt) rouge : dec 10-14 (4 evts)

Programme de travail 2015 Extension du rejeu AROME : période 1999-2009 en continue, environ 100 nlles dates principalement sur la période 1989-1999 Mise à jour de l’analyse des tempêtes, en étendant l’analyse au niveau régional Mise en production temps réel des diagnostics sur dpnet : http://dpnet.meteo.fr/DCLIM/acp/spavmoy/tableau_spavmoy_quot.php développement d’un site internet grand public sur les tempêtes sur le modèle du site pluies extrêmes

MERCI DE VOTRE ATTENTION

Scruter l’horizon 1950-1980 avec le vent géostrophique Relation du vent géotrophique : 62 séries de Pmer tri horaires continues depuis 1950 Constitution d’une base de données de vent géostrophique sur la France (résolution 50km et pas tri horaire) pour l’analyse des évènements extrêmes Identification des évènements à partir du dépassement du Q99 sur une surface donnée Tempête Xynthia Vents géostrophiques Valeurs maximales observées les 27 et 28 février 2010

Scruter l’horizon 1950-1980 avec le vent géostrophique Cohérence moyenne sur les analyses par évènement (corrélation de 0,54) Pertinence pour l’analyse de la variabilité du nombre de tempêtes entre 1951 et 2010 Pas de tendance climatique détectable à ce jour

Documentation et mise en ligne des informations sur les tempêtes historiques Préparation d’un site internet (échéance fin 2015) avec : une base de données interactive de cartographie sur les évènements récents depuis 1980 une description détaillée d’une centaine d’évènements historiques depuis 1703 : classification, trajectoire, chronologie, valeurs observées et sévérité estimée, phénomènes associés, dégâts des pages descriptives de référence sur les mécanismes physiques, la typologie des tempêtes, leur climatologie une mise à jour des connaissances sur la variabilité et les impacts du changement climatique (scénarios CMIP5) Analyse du 14 février 1900 Carte de tendances de la densité de trajectoires des dépressions pour le scénario RCP8.5 et pour la période 2007-2099

Scruter l’horizon du XXème siècle avec les réanalyses Apport des réanalyses pour analyser le climat passé et les extrêmes Adaptation de méthodes de tracking pour identifier les tempêtes dans la réanalyse Identification de la période post 1950 globalement homogène dans la 20CR pour l’analyse des tempêtes Mise en évidence de tendance climatique (1950-2010) pour la densité de trajectoire de tempête : hausse sur le rail dépressionnaire Terre Neuve – Irlande et baisse sur un axe Gascogne - Baléares