Réunion VURCA, 27 janvier 2011, CIRED, Paris Projet VURCA Tâche 3 : Vulnérabilité des villes aux canicules A.L. Beaulant, A. Lemonsu, S. Somot, V. Masson.

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1 Réunion VURCA, 27 janvier 2011, CIRED, Paris Projet VURCA Tâche 3 : Vulnérabilité des villes aux canicules A.L. Beaulant, A. Lemonsu, S. Somot, V. Masson Meteo-France, CNRS, Toulouse

2 Réunion VURCA, 27 janvier 2011, CIRED, Paris Plan de l’exposé 1. 1. Résumé des travaux sur l’analyse des canicules futures extraites dans plusieurs projections climatiques  caractéristiques des canicules futures 2. 2. Construction des classes de canicules 3. 3. Simulations SURFEX pour Paris actuel   Domaine   Champs de surface   Forçages atmosphériques 4. 4. Questions en suspens pour Paris actuel 5. 5. Calendrier et livrables

3 Réunion VURCA, 27 janvier 2011, CIRED, Paris 1. Analyse des canicules futures : Extraction des canicules futures dans 12 projections climatiques RCMGCMIPCC- SCN ARPEGE CLIMATE Variable Resolution A2 B1 A1B CNRM RM 5.1ARPEGEA1B DMI HIRHAM5ARPEGEA1B DMI HIRHAM5ECHAMA1B KNMI RACMO2ECHAMA1B ICTP REGCM3ECHAMA1B SMHI RCAECHAMA1B MPI REMOECHAMA1B ETHZ CLMHadCM3Q0A1B METO-HC HadRM3Q0HadCM3Q0A1B

4 Réunion VURCA, 27 janvier 2011, CIRED, Paris 1. Analyse des canicules futures : Caractéristiques (intensité, durée) AGU Fall meeting 12-17 december 2010, San Francisco Maximum BMIn (°C) 2000-2024 2025-2049 2050-20742075-2099 Maximum BMIx (°C) 2003 HW 2003 HW 11 days max HW in 2075-2100 ~ 46 °C ~ 28 °C ~ 20.5 °C ~ 39 °C Max HW > 1 month 2000-2024 2025-2049 2050-20742075-2099 BMInBMIx

5 2. Construction des classes de canicules : Conditions de référence du 12 août 2003 Proviennent des simulations du modèle atmosphérique MESO-NH (r=1.250 km) Journée sans nuages Intensités observées à Chartres proches des seuils d’extraction (en vert)   IBMx = 34.07 °C (seuil = 34.07 °C)  Tx = 38.5 °C   IBMn = 18.8 °C  Tn = 20 °C   MOYIBM = 26.43 °C (seuil = 26.20 °C)  Définit les conditions météo de référence Cycle journalier des jours de la canicule de 2003 simulée par MESO-Nh On choisit une journée

6 Réunion VURCA, 27 janvier 2011, CIRED, Paris 1. Analyse des canicules futures : Caractéristiques (intensité, durée) AGU Fall meeting 12-17 december 2010, San Francisco Maximum BMIn (°C) 2000-2024 2025-2049 2050-20742075-2099 Maximum BMIx (°C) 2003 HW 2003 HW 11 days max HW in 2075-2100 ~ 46 °C ~ 28 °C ~ 20.5 °C ~ 39 °C Max HW > 1 month 2000-2024 2025-2049 2050-20742075-2099 BMInBMIx ~ 19 °C 12/08/2003 ~ 34 °C 12/08/2003

7 2. Construction des classes de canicules : Intensité Temps (h) Cycle journalier TA = 4 ° IBMx=34 °C IBMx=46 °C IBMx=42 °C IBMx=38 °C Intensité (°C)

8 2. Construction des classes de canicules : Durée Durée Intensité 3 jours7 jours10 jours 34 – 38 °COk 38 – 42 °COk 42 – 46 °COk 10 jours : saturation atteinte dans les 4 cas Durée Intensité 3 jours 1 semaine 2 semaines 3 semaines 34 – 38 °C 38 – 42 °C 42 – 46 °C T à l’intérieur des bâtiments Temps (h) + 1 jour de spin-up pour le modèle ? 3j 1sem. 2sem. 3sem. Canicules 2075-2100 Nombre de canicules

9 3. Simulations SURFEX pour Paris actuel Paris actuel SimulationParis réelParis idéalisé Domaine100 x 100 km ² (ancien 80 x 80) Version SURFEXV6.1 TEB-VEG +TEB-BEM + sorties pour indice de confort thermique Champs de surfaceECOCLIMAP+ APUR NEDUM Forçages atmosphériques MESONH canicule 2003 REFERENCE Comparaison pour validation des champs de surface A adapter pour construire les forçages pour chaque classe de canicules

10 3. Préparation des forçages atmosphériques à partir des classes de canicules Sortie Meso-Nh (r=1.250 km) 12/08/2003 T au-dessus de la ville (30m) Interpolation spatiale Grille SURFEX (r=1 km) 12/08/2003 TA QA LW 1 journée X jours TA au-dessus de la ville (30m) La journée est dupliquée x fois 311 °K Variables de forçages concentration en CO2 Pression de surface Rayonnement direct courtes longueurs d’ondes Rayonnement absorbé grandes longueurs d’ondes LW Humidité spécifique QA Température TA Rayonnement diffus courtes longueurs d’ondes pluie neige vent

11 3. Simulations SURFEX pour Paris actuel: Préparation des champs de surface Paris réel Mettre en cohérence données Ecoclimap (1 km) et données APUR (250 m) Paris idéalisé Traduire les paramètres NEDUM en données d’entrées pour TEB Analyse de l’impact de l’évolution de la ville sur le climat urbain en comparant l’état présent et l’état futur de la ville  Plus pertinent d’utiliser le Paris idéalisé NEDUM pour l’état présent  Travail préliminaire de comparaison entre Paris réel et Paris idéalisé : o Evaluation du Paris idéalisé NEDUM o Quantification de l’impact des différences entre Paris réel / idéalisé sur le climat urbain

12 3. Simulations SURFEX pour Paris actuel: Préparation des champs de surface 20 km  Domaine de 100 km x 100 km défini en fonction : de l’expansion urbaine simulée par NEDUM à l’horizon 2100 du domaine des simulations Meso-NH fournissant les forçages atmosphériques  Résolution spatiale de 1 km  Comment définir les champs de surface de TEB ?

13 3. Simulations SURFEX pour Paris actuel: Préparation des champs de surface Pour le cas Paris réel, couplage de deux bases de données : CORINE Land Cover disponible sur tout le domaine mais avec une résolution basse et une table de correspondance peu précise (Ecoclimap) Champs de surface issus des données de l’APUR (projet EPICEA) disponibles sur le centre du domaine uniquement et couplés aux données du CSTB pour les matériaux des bâtiments

14 3. Simulations SURFEX pour Paris actuel: Préparation des champs de surface Pour le cas Paris réel, couplage de deux bases de données : CORINE Land Cover disponible sur tout le domaine mais avec une résolution basse et une table de correspondance peu précise (Ecoclimap) Champs de surface issus des données de l’APUR (projet EPICEA) disponibles sur le centre du domaine uniquement et couplés aux données du CSTB pour les matériaux des bâtiments

15 3. Simulations SURFEX pour Paris actuel: Préparation des champs de surface Pour le cas Paris idéalisé, traduire les sorties de NEDUM en paramètres d’entrée de TEB Certains paramètres sont directement fournis par NEDUM (sur la même grille) : o Fraction de sol non urbanisable Usage des sols contraint par CORINE Land Cover o Fraction de sol urbanisable Règles de conversion pour déduire certaines fractions ex : fraction de routes déduite des données de l’APUR (Paris intra muros) →Vérifier la cohérence avec nos paramètres Ecoclimap et les paramètres TEB déjà calculés sur Paris intra muros Utiliser le MOS2008? Les propriétés des matériaux sont ceux utilisés pour le Paris réel (CSTB)

16 3. Simulations SURFEX pour Paris actuel: Nombre de simulations « Paris réel »« Paris idéalisé » Durée Intensité 3 jours7 jours10 jours REFERENCE (34 °C) Ok Durée Intensité 3 jours7 jours10 jours REFERENCE (34 °C) Ok 34 – 38 °COk 38 – 42 °COk 42 – 46 °COk  15 Simulations SURFEX pour Paris actuel

17 4. Questions en suspens Définition des classes de canicules :   On simule l’intensité moyenne de chaque classe ou les bornes (min, max) des classes ?   Durées des classes à préciser Quel paramètres NEDUM pour TEB et comment les traduire ?

18 5. Calendrier et livrables : Simulation des canicules futures pour Paris actuel Prêts pour simuler « Paris réel »   Domaine, champs de surface, forçages atmosphériques OK Pour « Paris idéalisé », il faut :   TEB-BEM dans SURFEX   Préparer les champs de surface NEDUM Simulation SURFEX 1pt du domaine pour déterminer la durée Création des classes de canicules (I,D) Préparation des champs de surface « Paris réel » Préparation des forçages atmo. issus de Meso-nh Préparation des champs de surface « Paris idéalisé » Simulation SURFEX « Paris réel » x canicules Simulation SURFEX « Paris idéalisé » x canicules Définition du HWS à partir des simulations Rapport sur les classes de canicules TEB-BEM +I_Cth dispo. Dans SURFEX Comparaison « Paris réel » vs. « Paris idéalisé » DEL3 : Note sur les simulations SURFEX des canicules