Les grands programmes internationaux sur le système « Terre » Météo-France et Les grands programmes internationaux sur le système « Terre »

La coopération nationale Scénarios climatiques à l’échelle globale Scénarios climatiques à l’échelle régionale La prévision saisonnière La modélisation intégrée de la ville

ESCRIME Etude des Scénarios Climatiques Réalisés par l’IPSL et Météo-France  Objectif d’analyse commune des scénarios réalisés dans le cadre du GIEC.  15 projets scientifiques d’analyse des simulations.  Publication sur chacun des modèles du système terre, publication générale soumise à CRG, publications d’analyses commune.

Préparation du IVème rapport du GIEC Scénarios climatiques à l’échelle globale  Simulation du XXème siècle (C20C3), prolongée de 100 ans avec forçage naturel évolutif. Diffusion et analyse des résultats  Sorties numériques sélectionnées communiquées au PCMDI suivant les recommandations du GIEC.  Visualisations des résultats via internet avec mot de passe.  Sorties numériques plus complètes disponibles notamment pour les membres du groupe ESCRIME via un serveur DODS.

Simulation du XXème siècle

Scénario A2

Changement de température à la fin du XXIème siècle CNRM IPSL A2 B1

Préparation du IVème rapport du GIEC Scénarios climatiques à l’échelle régionale Projet GICC-IMFREX  Projet coordonné par Météo-France associant le CERFACS, le CSTB, EDF, l’IPSL, le LGP et Médias-France.  Analyse des événements extrêmes de température, précipitations et vent. Projet GICC-MEDWATER  Projet coordonné par l’IPSL associant le CEFREM, le LGGE, le LGP, Médias-France et Météo-France.  Analyse des impacts du changement climatique sur le cycle hydrologique du bassin méditerranéen.

Maximales (Tx) (°C/Siècle) Tendances des Températures minimales et maximales en France (1901/2000) à partir des séries homogénéisées Minimales (Tn) (°C/Siècle) Maximales (Tx) (°C/Siècle)

Baisse des nuits relativement froides et augmentation des nuits relativement chaudes Evolution 1901-2003 de Tn10p et Tn90p à Toulouse Blagnac (%)

Le réchauffement, une réalité aussi Outre-Mer

Durée maximale moyenne en Europe et en été des périodes avec des Tmax supérieures de plus de 5° à la normale 1961-1990 (stabilisation 2000 et scénario A2)

Température maximale journalière en été ARPEGE LMDZ Taux de CO2

Temperature moyenne d’été en France (°C)

La prévision saisonnière Un enjeu économique et humain  Dans les régions tropicales, déjà utilisée pour la gestion des barrages, pour la prévision des épisodes El Niño …  A nos latitudes, intérêt potentiel pour le secteur de l’énergie, des assurances, de l’agriculture …. Le couplage avec l’océan: une nécessité  L’océan interagit avec l’atmosphère aux échelles de temps saisonnières.  Le fait que la connaissance de l’évolution de l’océan améliore la qualité des prévisions est démontré. Une réalisation récente  Initialisation du modèle couplé ARPEGE-Climat/ORCA par les analyses MERCATOR.  Incorporation de cette prévision dans le système multimodèle mis en place au CEPMMT: EUROSIP.

TSM moyenne 19/07 au 08/03 1999 ORCA 0.25° (1442*1021) ORCA 2° (182*149)

Température à 2m Corrélations entre prévisions saisonnières et observations : Hivers de la période 1993-2001 Précipitations

MOCAGE forcé par les prévisions 0-24h ARPEGE pendant ~6mois

Modélisation 3D sur Paris Brise urbaine sur Paris Avec le schéma de ville (TEB) la ville est plus chaude la brise urbaine se développe TEB Sans schéma de ville Rien ne se passe Rural Lemonsu et Masson (2002)

Perspectives sur CAPITOUL Bilan d’énergie urbain Le flux anthropogénique (chauffage, voitures) Chauffage  Source principale d’énergie en hiver Flux Anthropo- génique Flux net radiatif été hiver

Conclusions (1) Météo-France, de concert avec les autres organismes français, est très mobilisé sur COPES et son contexte européen (PCRD, GMES…) et international (OMM, GIEC, GEOSS…) Notamment en ce qui concerne : Le climat du futur Les prévisions saisonnières La diminution de l’impact des risques La modélisation intégrée de la ville

Conclusions (2) : Mais ? Degré de mobilisation (d’information) de la communauté scientifique sur les programmes européens (PCRD, GMES…) et internationaux (IPCC, WCRP, GEOSS..) ? Articulation recherche académique/recherche finalisée sur des questions d’ordre sociétal (changement climatique, risques…) ? Quels relais pour favoriser la participation nationale aux grands programmes : ANR dans la continuité du FRT et du FNS, CIO piloté par l’INSU, programmes nationaux (PNEDC…), ONERC ? Rôle du CNFCG vis à vis de la communauté scientifique ?

Quelles sont les projections des changements climatiques?  Les projections, à l’échelle d’une région de la planète, sont incertaines. Parmi les principales causes d’incertitudes: les scénarios d’émission, la représentation de certains processus physiques par les modèles (nuages, aérosols, …).  Pour l’Europe, la plupart des modèles indiquent un réchauffement plus marqué en été et au Sud, une augmentation des précipitations plus forte en hiver au Nord et une diminution des pluies plus importante en été au Sud. Mais la localisation précise des changements climatiques peut être différente d’une simulation à l’autre.

Quelles sont les projections des changements climatiques?  Les changements climatiques devraient s’accompagner d’une modification de la fréquence des événements extrêmes en France. L’augmentation des épisodes de forte chaleur est très probable. L’augmentation des pluies intenses est probable mais pourrait être limitée. Il n’ y a actuellement aucune certitude concernant les tempêtes.

OPAMED8 Développé par l’IPSL/LODyC et adapté au CNRM Grille étirée au détroit de Gibraltar Résolution horizontale x=1/8°x1/8°cos  (9-12 km) Résolution verticale: 43 niveaux Forçage atmosphérique journalier: ARPEGE-Climat étiré Rappel de la SST Pas de rappel pour la SSS Débits des rivières calculés

Profondeur de couche mélangée océanique dans le Golfe du Lion CTRL (1960-1999) CTRL (2070-2099) SCEN (2070-2099)

Modélisation 3D sur Marseille 250m de résolution 20km température à Marseille, le 26 juin 2001 à 15h Lemonsu et al 2004, Lemonsu et al 2005

Canopy and Aerosol Particles Interaction in Toulouse Urban Layer (CAPITOUL) experiment 2 km Toulouse 500,000 habitants Vieille ville européenne, briques et tuiles « Loin » de la mer et des montagnes Financement: Météo-France National Environmental Research Council (UK) PNTS IRSN Région Midi-Pyrénées Avec l’aide de: Univ. of British Columbia, Univ. of Western Ontario

Perspectives sur CAPITOUL III. Échanges radiatifs au sein de la canopée urbaine (étude pilotée par l’INRA de Bordeaux) Analyse de l’anisotropie des températures de surface Modélisation à l’échelle des bâtiments des échanges radiatifs 11 Juillet 2004, à 10h

Exemple d’indices Tx10p, Tx90p, Id (Ice day) et Sd (Summer day)

Le changement climatique Un enjeu de société  La convention cadre des Nations Unies sur le changement climatique fixe comme objectif de « … de stabiliser…les concentrations de gaz à effet de serre dans l’atmosphère à un niveau qui empêche toute perturbation anthropique dangereuse du système climatique »  Les fondements scientifiques des accord internationaux qui en résultent doivent être établis. Le couplage avec l’océan: une nécessité  L’océan est une des composantes lentes du système climatique.  L’importance du rôle de l’océan sur le changement climatique est démontrée. Une réalisation récente  Réalisation par la communauté climatique française (au CNRM et à l’IPSL) d’un exercice de simulation du climat sans précédent.  Incorporation des résultats dans le prochain rapport du GIEC (2007).

Projet ENSEMBLES (A faire) Prévisions 7 mois, 14 mois et 10 ans avec ARPEGE tl63l31r couplé ORCA-GELATO Initialisation ENACT

EUROSIP Multimodèle européen: CEPMMT+MetO+Météo-France ARPEGE v4+ORCA 2 Initialisation MERCATOR

ACC DJF 1993-2001 Z500 - NH 0.22 0.20 0.18

Nombre de jours moyen d’une période chaude en été Climat actuel Climat de la fin du 21ème siècle

Nombre de jours de gel en hiver Climat de la fin du 21ème siècle Climat actuel Climat de la fin du 21ème siècle

Nombre maximum de jours secs consécutifs en été Climat actuel Climat de la fin du 21ème siècle

Scénario B1

Nombre moyen de jours de gel en Europe (stabilisation 2000 et scénario A2)

Perspectives générales Modélisation intégrée de la ville - amélioration de la prévision du temps en ville aérosols, chimie hydrologie urbaine: eau et neige, systèmes d’évacuation évolution du climat urbain impact des megacités sur le climat réduction des effets urbains  bioclimatologie urbaine Partir d’une expertise sur la météorologie urbaine  modélisation intégrée pluri-disciplinaire

Conclusion Evolution 1951-2000 (extrêmes proposés par Easterling) Nettes détectées sur : «Tx plus élevées» ( 0.2°C/décennie), «plus d’étés chauds» (Tm en hausse de 0.25°C/décennie), «Tn plus élevées» (de 0.3°C/décennie), «moins de jours de gel» Relativement nettes pour «plus de vagues de chaleur», «moins de vagues de froid», «plus d’évènements pluvieux» et, en été, pour des «sécheresses aggravées» Peu évidentes ou contrastées sur «plus d’évènements générant des cumuls journaliers intenses», «plus d’évènements générant des cumuls multi-journaliers intenses»  http://medias.cnrs.fr/imfrex/web/  http://eca.knmi.nl/