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DOSSIER SUR LE CLIMAT FUTUR

Sommaire du dossier : Les autres dossiers :
- les projections à l'échelle mondiale - le système climatique
- les projections en France - le climat actuel
- les extrêmes - quelles conséquences ?

Sources : bibliographie : David Pollack (Météo France) conférence sur le réchauffement climatique. Les supports illustratifs sont issus de Météo France, de l'ENM (David Salas, Michel Deque, Samuel Somot) ainsi que des rapports du GIEC.


Les projections climatiques dans le monde

Les scénarios retenus

Pour simuler l'évolution du climat à partir des modèles, le GIEC a retenu plusieurs scénarios possibles en fonction des réactions et futures décisions politiques des gouvernants. 4 scénarios , nommés RCPx (Representative Concentration Pathways, le x étant égal au forçage radiatif excédentaire choisi en 2100 par rapport à 1850), ont été mis place. Le forçage radiatif représente le déséquilibre énergétique de l'atmosphère et donc le surplus d'énergie emmagasinée par la planète à cause de l'amplification de l'effet de serre (voir le dossier "le système climatique"). La figure 1 donne le détail de ces scénarios et la figure 2 donne le profil radiatif correspondant en fonction du temps pour chacun d'entre-eux.


les scénarios

figure 1: les 4 scénarios RCP(Moss et al, 2010)


profil radiatif

figure 2: profils représentatifs d'évolution de concentration


A ces profils radiatifs sont corrélés des émissions de GES et notamment de CO2; la figure 3 montre les émissions de CO2 correspondantes aux différents scénarios. On remarque que pour être dans le cas le plus optimiste (RCP2.6), il faut commencer à diminuer les émissions de CO2 dès 2015 d'où l'énorme enjeu de la COP21 de Paris et arriver à terme à plus d'absorption de CO2 (par les océans notamment) que d'émission. Le scénario le plus pessimiste (RCP8.5) correspond à une augmentation constante et au rythme actuel de l'émission de CO2. Les courbes en trait gras sont les moyennes obtenues pour différents modèles (traits fins); les couleurs correspondent aux différents scénarios.


les émissions

figure 3: les émissions de CO2 selon le scénario RCP (Moss et al, 2010)


Les projections en température et précipitations selon le scénario

Selon le scénario choisi, chaque modèle (développé par les différents organismes météos dans le monde, il en existe plus de 40) a livré ses projections en terme de température, de précipitation... pour modéliser le climat futur. La figure 4 résume les résultats obtenus à l'échelle mondiale pour une quarantaine de modèles. Les couleurs correspondent aux différents scénarios, le noir aux observations et mesures passées, les traits fins aux résultats moyennés et l'enveloppe à l'incertitude. La figure 5 montre les anomalies de température et de précipitation à la surface du globe pour la période 2081-2100 pour les 2 scénarios extrêmes; les points sur la figure correspondent à des zones où la très grande majorité des modèles sont en accord et les hachures en désaccord. Les comparaisons pour les 2 figures se font par rapport aux moyennes de la période 1986-2005.

moyenne multimodèle

figure 4: moyennes et incertitudes multimodèles du réchauffement global de surface (GIEC, 2013)


chgt moyen globe

figure 5: changements moyens en 2081-2100 pour 2 scénarios (GIEC, 2013)



Par rapport à 1986-2005, on peut donc s'attendre à un changement de température moyenne globale compris entre 0,3°C et 0,7°C pour la période 2016-2035 et entre 0,3 et 4,8°C pour 2081-2100. Pour les précipitations, il semblerait surtout pour le scénario extrême qu'on se dirige vers une augmentation des précipitations aux hautes latitudes et une diminution ailleurs bien que de nombreuses disparités existent.


Les conséquences en mer

Les figures 6 et 7 montrent les changements attendus en terme de surface englacée et de niveau moyen des mers. Quel que soit le scénario retenu, la surface de la banquise de l'hémisphère nord va continuer à diminuer et, dans le meilleur des cas, se stabiliser dans la seconde moitié du siècle. Quant au niveau moyen des mers, il augmente quel que soit le scénario, même le plus optimiste, pour atteindre une élévation comprise entre 0,22 et 1m d'ici la fin du siècle.


banquise

niveau mer

fig. 6: changements d'extension de la banquise au cours du XXI siècle (GIEC, 2013) fig. 7: changement du niveau moyen des mers au cours du XXI siècle par rapport à 1986-2005(GIEC, 2013)

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Les projections climatiques en France

Les modèles régionaux

Les modèles du GIEC ont une faible résolution spatiale. Il faut savoir que le temps de calcul des modèles globaux est, par exemple, de 1 an pour simuler 3 siècles de climat. Imaginez le temps de calcul que prendrait ce modèle avec une maille plus petite ! De plus, ils ignorent les phénomènes régionaux et représentent mal les extrêmes. Afin de pallier ces imperfections, il faut donc réaliser des zooms régionaux. Ces modèles locaux, développés, notamment par Météo France, sont en plein progrès mais leur relative jeunesse ajoutent des sources d'incertitude supplémentaires. C'est une branche de la recherche en devenir et qu'il conviendra d'améliorer dans les années à venir.
Plusieurs techniques permettent de régionaliser les modèles. Météo France développe plus particulièrement les modèles à maille variable (ARPEGE-Climat) et les modèles à aire limitée emboités dans les modèles précédents (ALADIN-Climat). La figure 8 résume la façon de modéliser le climat d'un point de vue régional avec ARPEGE-Climat.


modèle

figure 8: un modèle régional couplé


Les figures 9 et 10 ci-dessous présentent les 2 modèles régionaux de Météo France

arpege-climat

aladin-climat

figure 9: ARPEGE-Climat à résolution variable figure 10: ALADIN-Climat à aire limitée

Les projections sur l'Europe et la France

Les 2 figures ci-après montrent les chagements attendus en France pour les températures et les précipitations. Ces projections ont été réalisées avec un scénario plutôt pessimiste de réchauffement pour la période 2070-2099 comparée à la période 1960-1989. On remarque un réchauffement plus marqué sur terre que sur mer quelque soit la saison. En hiver, l'augmentation de température est plus marqué à l'est qu'à l'ouest et en été, il est plus marqué au sud qu'au nord.
Pour les précipitations, la raréfaction est générale l'été alors qu'en hiver, elles sembleraient être en hausse.


anomalie température

anomalie précipitation

figure 11: changement moyen des températures sur le climat euro-méditerranéen figure 12: changement moyen des précipitations sur le climat euro-méditerranéen

Zoomons sur la France et intéressons-nous au devenir de nos saisons dans le cadre du scénario pessimiste de Météo France (scénario A2). Les figures 13 et 14 montrent les anomalies de température (fig.13) et de précipitations (fig.14) attendues chaque saison pour la période 2070-2099 comparée à 1960-1989.


anomalie température france

anomalie précipitation france

figure 13: changement moyen des températures sur la France selon la saison figure 14: changement moyen des précipitations sur la France selon la saison

L'augmentation de température est surtout marquée en été et seuls les extrêmes nord et nord-ouest de la France conserveraient des températures raisonnables. Pour les précipitations, l'augmentation ou la stabilité des pluies en hiver et la forte diminution en été sont généralisées à tout le pays.
Selon le scénario choisi, les résultats varient tout de même de façon assez conséquente et notre future comportement est donc la principale source d'incertitude. De plus, d'autres paramètres se superposent aux incertitudes des modèles globaux comme notamment la température de surface de la mer, le choix du type de modèle régional ... Il reste donc encore beaucoup de progrès à faire pour obtenir des projections locales plus fiables et pour pouvoir évaluer de façon précise l'incertitude.

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L'évolution des extrêmes

Pour la plupart des personnes, une augmentation de 2°C de la température moyenne ne semble pas être forcément un phénomène très important. Il est vrai que si on ne s'intéresse qu'à la moyenne, il est difficile de s'imaginer notre futur climat. Pour pouvoir cerner correctement notre avenir climatique, il faut également étudier les extrêmes aussi bien en termes de températures (froides ou chaudes) qu'en termes de précipitations (sécheresse ou inondations). Commençons déjà par garder en tête que notre climat n'est séparé de la dernière ére glaciaire que par un écart de température moyenne d'environ 6°C! Les modèles régionaux de Météo France proposent une variation de la distribution des températures sur Paris (fig.15) totalement décalée vers la droite, c'est à dire plus chaud et plus particulièrement en été. Au niveau des précipitations (fig.16), la différence n'est sensible qu'en été où les pluies diminueraient.


distribution T

fréquence précipitation

figure 15: Evolution de la fréquence des températures extrêmes à Paris en hiver et en été figure 16: Evolution de la fréquence des précipitations à Paris en hiver et en été

Sur l'ensemble du territoire, cela se traduira par une nette augmentation du nombre de jours où les températures seront supérieures à 35°C pour la fin du siècle. Parallèlement, le nombre de jours de canicule en été augmente donc de façon sensible. Les figures 17 et 18 comparent ces grandeurs en fin de siècle par rapport à la référence 1989-2000.


>35

canicule

figure 17: Evolution du nombre de jours par an où T > 35°C figure 18: Evolution du nombre de jours de canicule par an

Pour les précipitations intenses, les figures 19 et 20 montrent leur évolution pour les 4 trimestres de l'année toujours comparée à la référence. On voit que les fortes pluies se produiront plus souvent en hiver, au printemps et en automne et plus particulièrement au nord et sur les reliefs l'hiver. En été, ces pluies souvent d'origine orageuses auront au contraire tendance à se raréfier notamment au sud-ouest.


pluie>20

pluie>20

figure 19: Evolution du nombre de jours de pluie >20 mm -Hiver et printemps figure 20: Evolution du nombre de jours de pluie >20 mm -Eté et automne

Le pays devrait donc connaître d'ici la fin du siècle une augmentation des vagues de chaleur et une réduction des vagues de froid. Côté ciel, il faut s'attendre à une recrudescence des sécheresses estivales et une augmentation des crues hivernales au nord.

Consulter le dossier suivant : "Quelles conséquences ?"

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