L'eau face au changement climatique Institut français du Proche-Orient Observatoire urbain Amin Shaban (CNRSL) Janine Somma (Université Saint-Joseph) Laurent Drapeau (IRD) Pour un observatoire de la neige au Liban l'eau face au changement climatique 7 Mars 2013 L'eau face au changement climatique

Plan 2) Des outils et méthodes 1) Introduction et contexte Les précipitations (pluies et neiges) Les mesures de terrains Les mesures satellites L’équivalent en eau de la neige Quelques caractéristiques de la neige Une préoccupation planétaire : l’eau La Méditerranée, hot spot du changement climatique Vers un épuisement des ressources en eau ? Le Liban, un château d’eau Observer la neige pourquoi ? 1) Introduction et contexte 3) Evaluations de réserves Les névés résiduels Les débits des sources La variabilité de la fonte Modélisation informatique des volumes Vers une extrapolation aux quantités d’eau 4) L’apport des satellites Quelques éléments de télédétection Les calculs de l’enneigement Comparaisons entre massifs Liens climatiques Vers un observatoire pérenne …

Un observatoire Spatial de l’Enneigement au Liban (Méditerranée) Une interopérabilité Institutionnelle Scientifique Technologique

Une préoccupation planétaire : l’eau Elle représente 71% de notre planète Aucune espèce ne peut vivre sans eau Elle modifie la surface terrestre, et modère le climat … 97.4%) Eaux douces (calottes glacières, glaciers, eaux continentales) 2,6%) 0.014% Eaux salées (Océans, lacs salés) Eaux accessibles (lacs, Rivières biotopes, sols) 1 360 000 000 km3 190 400 km3

Une préoccupation planétaire : l’eau Temps de séjour moyen de l’eau Océans : centaines de milliers d’années Sols : 2 semaines à 1 an Atmosphère : 1 semaine Glaciers et calottes polaires : 8 000 ans Lacs : 10 ans Cours d’eau : 2 semaines Eaux souterraines : 2 semaines à 10 000 ans

Quelques éléments sur le changement climatiques Variations de la température et du niveau de la mer à l’échelle du globe et de la couverture neigeuse dans l’hémisphère Nord Rapport du GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat) Organisme intergouvernemental, ouvert à tous les pays membres de l'ONU.

Une préoccupation planétaire : l’eau Une ressource indispensable, irremplaçable, mal répartie Afrique du Nord, Moyen-Orient, les régions les plus menacée. La surface des territoires représente la proportion de toute l’eau fraiche disponible De sévères contraintes naturelles (faiblesse des précipitations, températures, aridité, écoulements difficilement maîtrisables

Quelques éléments sur le changement climatiques Stress sur les bassins fluviaux mondiaux

La Méditerranée, hot spot du changement climatique Température de l’air (°C): 2070-2099 vs. 1961-1990 La région devrait connaître des hausses de température à toutes les saisons à des taux > moyenne mondiale (tous les scénarios). Réchauffement particulièrement prononcé en été. Pourrait être > 5°C d’ici la fin du 21è s. (d’après les scénarios d’augmentation élevée des émissions de GES).  fréquence, durée et intensité des canicules Hiver Été Les principales caractéristiques des projections établies pour le changement climatique en Méditerranée peuvent être résumées comme suit : 1) D’après les projections issues de tous les scénarios, et en toutes les saisons, la région méditerranéenne connaîtra un réchauffement à des niveaux supérieurs à ceux de la moyenne mondiale. Le réchauffement semble particulièrement plus marqué durant l’été puisque, selon les scénarios où les émissions de GES seraient élevées, la température pourra être supérieure de 5 degrés durant les dernières décennies du 21è siècle. 2) La variation du niveau des précipitations est traduite par un « signal » variable en fonction des saisons. En hiver, dans les régions méditerranéennes du Nord on s’attend à une augmentation des précipitations (ex. les Alpes), alors que dans les régions situées au Sud une diminution est prévue/est observée. En été, la région dans son ensemble serait soumise à une forte diminution du niveau des précipitations, jusqu’à moins 30% selon les scénarios où les émissions de GES seraient élevées. Une diminution des précipitations est également attendue au printemps et en automne. 3) On s’attend également à la poursuite d’une réduction substantielle de la couverture neigeuse. 4) Une montée du niveau de la mer correspondant aux valeurs mondiales (entre environ 20 et 60 cm à la fin du 21è siècle d’après les différents scénarios) est également attendue. 5) Une augmentation de la variabilité inter-annuelle des précipitations et des températures estivales est attendue, alors que les températures hivernales ne connaîtraient pas de changement sensible. 6) L’occurrence de vagues de chaleur estivales et le nombre d’étés très chauds augmenterait. Il en est de même de la durée des périodes de sécheresse. 7) Les projections en termes de précipitations indiquent une augmentation de leur intensité en hiver mais les prévisions pour les autres saisons semblent plus variables. Une étude réalisée grâce à la combinaison d’informations déduites à partir de différentes variables (température et précipitations), de statistiques (moyenne et variabilité) et de scénarios (A2, A1B et B1 du GIEC) a montré que la région méditerranéenne  est l’une des régions les plus vulnérable aux projections du réchauffement planétaire, c’est-à-dire qu’elle constituerait un hot-spot au regard du changement climatique. Source: Giorgi, CMDD 2007 (Somot et al., 2007)

La Méditerranée, hot spot du changement climatique Précipitations (mm/d): 2070-2099 vs. 1961-1990 En hiver : hausse des précipitations dans les pays du Nord Méd. (ex.: Alpes) et diminution au Sud. En été : diminution généralisée des précipitations (jusqu’à –30% dans les scénarios de hausse élevée des émissions GES). Diminution des précipitations au printemps et en automne.  fréquence des précipitations extrêmes Hiver Été Les principales caractéristiques des projections établies pour le changement climatique en Méditerranée peuvent être résumées comme suit : 1) D’après les projections issues de tous les scénarios, et en toutes les saisons, la région méditerranéenne connaîtra un réchauffement à des niveaux supérieurs à ceux de la moyenne mondiale. Le réchauffement semble particulièrement plus marqué durant l’été puisque, selon les scénarios où les émissions de GES seraient élevées, la température pourra être supérieure de 5 degrés durant les dernières décennies du 21è siècle. 2) La variation du niveau des précipitations est traduite par un « signal » variable en fonction des saisons. En hiver, dans les régions méditerranéennes du Nord on s’attend à une augmentation des précipitations (ex. les Alpes), alors que dans les régions situées au Sud une diminution est prévue/est observée. En été, la région dans son ensemble serait soumise à une forte diminution du niveau des précipitations, jusqu’à moins 30% selon les scénarios où les émissions de GES seraient élevées. Une diminution des précipitations est également attendue au printemps et en automne. 3) On s’attend également à la poursuite d’une réduction substantielle de la couverture neigeuse. 4) Une montée du niveau de la mer correspondant aux valeurs mondiales (entre environ 20 et 60 cm à la fin du 21è siècle d’après les différents scénarios) est également attendue. 5) Une augmentation de la variabilité inter-annuelle des précipitations et des températures estivales est attendue, alors que les températures hivernales ne connaîtraient pas de changement sensible. 6) L’occurrence de vagues de chaleur estivales et le nombre d’étés très chauds augmenterait. Il en est de même de la durée des périodes de sécheresse. 7) Les projections en termes de précipitations indiquent une augmentation de leur intensité en hiver mais les prévisions pour les autres saisons semblent plus variables. Une étude réalisée grâce à la combinaison d’informations déduites à partir de différentes variables (température et précipitations), de statistiques (moyenne et variabilité) et de scénarios (A2, A1B et B1 du GIEC) a montré que la région méditerranéenne  est l’une des régions les plus vulnérable aux projections du réchauffement planétaire, c’est-à-dire qu’elle constituerait un hot-spot au regard du changement climatique. Source: Giorgi, CMDD 2007 (Somot et al., 2007)

La Méditerranée, hot spot du changement climatique Un bassin versant est une aire à l'intérieur de laquelle toutes les eaux alimentent un même exutoire A l’échelle des bassins versants méditerranéens 2025 2000 Les principales caractéristiques des projections établies pour le changement climatique en Méditerranée peuvent être résumées comme suit : 1) D’après les projections issues de tous les scénarios, et en toutes les saisons, la région méditerranéenne connaîtra un réchauffement à des niveaux supérieurs à ceux de la moyenne mondiale. Le réchauffement semble particulièrement plus marqué durant l’été puisque, selon les scénarios où les émissions de GES seraient élevées, la température pourra être supérieure de 5 degrés durant les dernières décennies du 21è siècle. 2) La variation du niveau des précipitations est traduite par un « signal » variable en fonction des saisons. En hiver, dans les régions méditerranéennes du Nord on s’attend à une augmentation des précipitations (ex. les Alpes), alors que dans les régions situées au Sud une diminution est prévue/est observée. En été, la région dans son ensemble serait soumise à une forte diminution du niveau des précipitations, jusqu’à moins 30% selon les scénarios où les émissions de GES seraient élevées. Une diminution des précipitations est également attendue au printemps et en automne. 3) On s’attend également à la poursuite d’une réduction substantielle de la couverture neigeuse. 4) Une montée du niveau de la mer correspondant aux valeurs mondiales (entre environ 20 et 60 cm à la fin du 21è siècle d’après les différents scénarios) est également attendue. 5) Une augmentation de la variabilité inter-annuelle des précipitations et des températures estivales est attendue, alors que les températures hivernales ne connaîtraient pas de changement sensible. 6) L’occurrence de vagues de chaleur estivales et le nombre d’étés très chauds augmenterait. Il en est de même de la durée des périodes de sécheresse. 7) Les projections en termes de précipitations indiquent une augmentation de leur intensité en hiver mais les prévisions pour les autres saisons semblent plus variables. Une étude réalisée grâce à la combinaison d’informations déduites à partir de différentes variables (température et précipitations), de statistiques (moyenne et variabilité) et de scénarios (A2, A1B et B1 du GIEC) a montré que la région méditerranéenne  est l’une des régions les plus vulnérable aux projections du réchauffement planétaire, c’est-à-dire qu’elle constituerait un hot-spot au regard du changement climatique. Source: Giorgi, CMDD 2007 11

290 millions de Méditerranéens concernés Les principales caractéristiques des projections établies pour le changement climatique en Méditerranée peuvent être résumées comme suit : 1) D’après les projections issues de tous les scénarios, et en toutes les saisons, la région méditerranéenne connaîtra un réchauffement à des niveaux supérieurs à ceux de la moyenne mondiale. Le réchauffement semble particulièrement plus marqué durant l’été puisque, selon les scénarios où les émissions de GES seraient élevées, la température pourra être supérieure de 5 degrés durant les dernières décennies du 21è siècle. 2) La variation du niveau des précipitations est traduite par un « signal » variable en fonction des saisons. En hiver, dans les régions méditerranéennes du Nord on s’attend à une augmentation des précipitations (ex. les Alpes), alors que dans les régions situées au Sud une diminution est prévue/est observée. En été, la région dans son ensemble serait soumise à une forte diminution du niveau des précipitations, jusqu’à moins 30% selon les scénarios où les émissions de GES seraient élevées. Une diminution des précipitations est également attendue au printemps et en automne. 3) On s’attend également à la poursuite d’une réduction substantielle de la couverture neigeuse. 4) Une montée du niveau de la mer correspondant aux valeurs mondiales (entre environ 20 et 60 cm à la fin du 21è siècle d’après les différents scénarios) est également attendue. 5) Une augmentation de la variabilité inter-annuelle des précipitations et des températures estivales est attendue, alors que les températures hivernales ne connaîtraient pas de changement sensible. 6) L’occurrence de vagues de chaleur estivales et le nombre d’étés très chauds augmenterait. Il en est de même de la durée des périodes de sécheresse. 7) Les projections en termes de précipitations indiquent une augmentation de leur intensité en hiver mais les prévisions pour les autres saisons semblent plus variables. Une étude réalisée grâce à la combinaison d’informations déduites à partir de différentes variables (température et précipitations), de statistiques (moyenne et variabilité) et de scénarios (A2, A1B et B1 du GIEC) a montré que la région méditerranéenne  est l’une des régions les plus vulnérable aux projections du réchauffement planétaire, c’est-à-dire qu’elle constituerait un hot-spot au regard du changement climatique. Source: Giorgi, CMDD 2007 Situation de pénurie d’eau (< 500 m3/hab/an) : 60 millions en 2005, 258 millions en 2050 (sans CC) ou 292 millions en 2050(cc)

Vers un épuisement des ressources en eau Evolutions entre 1950 et 2050 des ressources en eau naturelles renouvelables par habitant dans les sous régions et l’ensemble des pays méditerranéens - 4% au Nord, - 35% au Sud et à l’Est Les principales caractéristiques des projections établies pour le changement climatique en Méditerranée peuvent être résumées comme suit : 1) D’après les projections issues de tous les scénarios, et en toutes les saisons, la région méditerranéenne connaîtra un réchauffement à des niveaux supérieurs à ceux de la moyenne mondiale. Le réchauffement semble particulièrement plus marqué durant l’été puisque, selon les scénarios où les émissions de GES seraient élevées, la température pourra être supérieure de 5 degrés durant les dernières décennies du 21è siècle. 2) La variation du niveau des précipitations est traduite par un « signal » variable en fonction des saisons. En hiver, dans les régions méditerranéennes du Nord on s’attend à une augmentation des précipitations (ex. les Alpes), alors que dans les régions situées au Sud une diminution est prévue/est observée. En été, la région dans son ensemble serait soumise à une forte diminution du niveau des précipitations, jusqu’à moins 30% selon les scénarios où les émissions de GES seraient élevées. Une diminution des précipitations est également attendue au printemps et en automne. 3) On s’attend également à la poursuite d’une réduction substantielle de la couverture neigeuse. 4) Une montée du niveau de la mer correspondant aux valeurs mondiales (entre environ 20 et 60 cm à la fin du 21è siècle d’après les différents scénarios) est également attendue. 5) Une augmentation de la variabilité inter-annuelle des précipitations et des températures estivales est attendue, alors que les températures hivernales ne connaîtraient pas de changement sensible. 6) L’occurrence de vagues de chaleur estivales et le nombre d’étés très chauds augmenterait. Il en est de même de la durée des périodes de sécheresse. 7) Les projections en termes de précipitations indiquent une augmentation de leur intensité en hiver mais les prévisions pour les autres saisons semblent plus variables. Une étude réalisée grâce à la combinaison d’informations déduites à partir de différentes variables (température et précipitations), de statistiques (moyenne et variabilité) et de scénarios (A2, A1B et B1 du GIEC) a montré que la région méditerranéenne  est l’une des régions les plus vulnérable aux projections du réchauffement planétaire, c’est-à-dire qu’elle constituerait un hot-spot au regard du changement climatique. Source: Giorgi, CMDD 2007 13

La Méditerranée, hot spot du changement climatique Exemples d’incidences associées à la variation de la température Baisses de rendement des cultures d’hiver, ex. céréales : Maroc : -10% (année normale), -50% (année sèche) d’ici 2020 Algérie : -6% à -14% fréquence événements extrêmes,  productivité des cultures d’été

De très nombreuses études …

Observatoire spatial régional South West 2003 Liban 2011 Remote sensing Agro Meteo Snow Tensift 2002 Irrigation Merguellil 2008

Le Liban, un château d’eau Reliefs calcaires (réservoirs) parallèles au littoral, perpendiculaire aux dépressions d'ouest Un espace de transition entre : Zone tropicale et subtropicale (présence constante de hautes pressions dynamiques très stables. Zone méditerranéenne (circulation ouest est de dépressions cycloniques). Le front polaire (limite les deux domaines) remonte en été, descend en hiver jusqu'au nord de l'Afrique (passage des dépressions) Les précipitations hivernales sous la forme de neige (stockage des eaux: plus de 1000 mm sur les reliefs , 1 500 sur le Mont Liban). En Syrie et en Jordanie les pluies diminuent très rapidement (300 mm et moins).

Le Liban , un château d’eau Au Nord (Syrie) : le Jbel Ansarié (1 583 m) et le Jbel Zawiyé enserrent le fossé du Ghab dans lequel coule l'Oronte vers le nord (570 km). Au Liban : le mont Liban et Anti Liban enserrent la plaine de la Bekaa dans lequel coule le Litani (170km) (vers le Sud). Le Jourdain (360 km) s'écoule du nord au sud. Il prend naissance sur le mont Hermon et se dirige vers la mer Morte. Les nappes souterraines jouent également un grand rôle et parfois leur exploitation est source d'intenses rivalités.

Le Liban, un château d’eau Le Liban est, de loin, le pays le mieux doté avec la Syrie. Des ressources en eau douce estimées à 4,8 milliards de m3 soit 1 230 m3/an/personne, ce qui est une norme haute. 80 % des eaux consommées sont destinées à l'irrigation. Le Liban est donc doté d'importantes réserves, il peut apparaître un peu comme un château d'eau dans ce Levant où beaucoup d'États souffrent de pénurie.

Observer l’enneigement, pourquoi ? Au Moyen-Orient et en Méditerranée, les manteaux neigeux jouent un rôle primordial de réservoirs (hiver) et d’approvisionnent des cours d’eau (printemps, été). Ils représentent la principale source d’alimentation des nappes (40% en moyenne au Liban). Objectif : Système de suivi de la disponibilité de la ressource en eau reposant sur l’imagerie satellitaire pour des bassins à forte variabilité climatique où le réseau de mesures au sol est peu dense et/ou déficient