Le climat de la France au XXIe siècle

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• Publié par: les-crises
• Publié le: 02 mai 2015
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• Langue: Français
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Extrait

RAPPORTS Direction générale de l’Énergie et du Climat

AOÛT 2014

À travers 84 actions, le plan national d’adap- tation au changement climatique permet à la France d’anticiper les S’ADAPTER futurs du climat

Le climat de la France e au XXI siècle

Volume 4

Scénarios régionalisés : édition 2014 pour la métropole et les régions d’outremer

G. Ouzeau, M. Déqué, M. Jouini, S. Planton, R. Vautard Sous la direction de Jean Jouzel

Ministère de l’Écologie, du Développement durable et de l’Énergie

www.developpementdurable.gouv.fr

Personnes ayant contribué à la relecture Cécile Bordier, CDC-Climat, Isabelle Chevalier, ERDF Sylvain Coite, Chargé de mission climat -Région Île de France Augustin Colette, INERIS Jérôme Duvernoy, MEDDE, ONERC Laurent Franchisteguy, Météo-France Yann Françoise, Ville de Paris Catherine Halbwachs, ERDF Véronique Jamin, Lyonnaise des Eaux Maryvonne Kerdoncuff, Météo-France Julien Lemond, Météo-France Sylvain Mondon, MEDDE, ONERC Céline Phillips, ADEME Benoit Ronez, CEREMA Éric Vésine, ADEME

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Le changement climatique en France

e au XXI siècle

e Cette étude vise à fournir une analyse du changement climatique en France au XXI siècle à l'aide d'évolutions temporelles d'anomalies de précipitations et température en moyennes estivales et hivernales simulées par deux modèles climatiques régionaux mis en œuvre au CNRM (Centre National de Recherches Météorologiques de Météo-France) et à l'IPSL (Institut Pierre Simon Laplace) en collaboration avec l'INERIS (Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques). Les simulations s'appuient sur trois des quatre scénarios considérés dans le dernier rapport du GIEC (2013-2014). De manière à prendre en considération les incertitudes inhérentes à la modélisation climatique, les résultats des deux modèles particuliers sont situés dans un ensemble de résultats de simulations produites au niveau international et européen.

L'ensemble des résultats est accessible sur le portail DRIAS ( http://www.drias- climat.fr/ nouveaux scénarios (RCP) », sous plusieurs formes, d'une) dans la rubrique « part des cartes interactives dans l'Espace Découverte et d'autre part des données numériques à télécharger dans l'Espace Données et Produits. Les principales variables climatiques disponibles portent sur les températures et précipitations moyennes, les indices de vague de froid, de chaleur, de sécheresse et de précipitations extrêmes.

 Il s'agit dans cette étude de fournir une estimation des tendances d'évolution du climat pour le siècle à venir. Les résultats présentés ne doivent pas être interprétés comme des prévisions climatiques exactes pour des points géographiques précis. Cette étude permet néanmoins de mettre en évidence des tendances sur l'évolution des températures et précipitations en France par rapport à une période moyenne de référence 1976-2005 :

A l'horizon 2021-2050:

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Une hausse des températures moyennes, comprise entre 0,6 °C et 1,3 °C [0,3 °C/ 1 2 °C] , toutes saisons confondues, par rapport à la moyenne de référence calculée sur la période 1976-2005, selon les scénarios et les modèles. Cette hausse devrait être plus importante dans le Sud-Est de la France en été, avec des écarts à la référence pouvant atteindre 1,5 °C à 2 °C.

Une augmentation du nombre de jours de vagues de chaleur en été, comprise entre 0 et 5 jours sur l'ensemble du territoire, voire de 5 à 10 jours dans des régions du quart Sud-Est.

1 e e Les valeurs entre crochets désignent les valeurs extrêmes des 25 et 75 centiles de l'ensemble multi-modèle (voir 2.3).

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Une diminution des jours anormalement froids en hiver sur l'ensemble de la France métropolitaine, entre 1 et 4 jours en moyenne, et jusqu'à 6 jours au Nord- Est du pays.

Une légère hausse des précipitations moyennes, en été comme en hiver, comprise entre 0 et 0,42 [-0,49/+0,41] mm/jour en moyenne sur la France, avec une forte incertitude sur la distribution géographique de ce changement.

Les deux modèles climatiques régionaux Aladin-Climat et WRF simulent de faibles changements des pourcentages de précipitations extrêmes. Cependant, ces modèles se situent dans la fourchette basse de l'ensemble multi-modèle européen.

Al'horizon2071-2100:

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Une forte hausse des températures moyennes. Pour le scénario RCP2.6, elle est de 0,9 °C [0,4 °C/1,4 °C] en hiver, et de 1,3 °C [0,6 °C/2 °C] en été. Pour le scénario RCP8.5, elle est comprise entre 3,4 °C et 3,6 °C [1,9 °C/3,4 °C] en hiver, et entre 2,6 °C et 5,3 °C [3,2 °C/5,1 °C] en été. Cette hausse devrait être particulièrement marquée en allant vers le Sud-Est du pays, et pourrait largement dépasser les 5 °C en été par rapport à la moyenne de référence.

Cette hausse des températures est associée à une forte augmentation du nombre de jours de vagues de chaleur en été, qui pourrait dépasser les 20 jours pour le scénario RCP8.5 .

La diminution des extrêmes froids se poursuit en fin de siècle. Elle est comprise entre 6 et 10 jours de moins que la référence dans le Nord-Est de la France. Cette diminution devrait être plus limitée sur l' extrême Sud du pays.

Une hausse des précipitations hivernales, de 0,1 à 0,85 [-0,19/+0,54] mm/jour selon les modèles et les scénarios (équivalent à un excédent de 9 à 76 mm en moyenne hivernale). Pour les scénarios RCP4.5 et RCP8.5, le modèle Aladin- Climat simule une diminution en été comprise entre -0,16 et -0,38 [-0,7/0] mm/jour en moyenne sur le territoire métropolitain (soit environ 15 à 35 mm de moins en moyenne estivale). Pour ces mêmes scénarios, le modèle WRF simule une augmentation des précipitations de 0,15 à 0,32 mm/jour. Pour le scénario RCP2.6, le modèle Aladin-Climat simule une légère augmentation des précipitations estivales de 0,05 [-0,31/+0,14] mm/jour.

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Un renforcement du taux de précipitations extrêmes sur une large part du territoire, dépassant 5 % dans certaines régions avec le scénarios RCP8.5, mais avec une forte variabilité des zones concernées selon le modèle.

Une augmentation des épisodes de sécheresse dans une large partie Sud du pays, mais pouvant s'étendre à l'ensemble du pays pour l'un des deux modèles.

Concernant les régions d'outre-mer :

Les simulations disponibles pour cette analyse sont issues uniquement du modèle Aladin-Climat, aucune estimation d'incertitude ne peut donc être fournie. Pour ce modèle, les résultats mettent en évidence sur l'ensemble des régions : •Une augmentation de la température à l'horizon 2100 de l'ordre de 0,7 °C pour le scénario RCP2.6 et de 3 à 3,5 °C pour le scénario RCP8.5. •Une diminution des précipitations moyennes, en particulier pour la saison sèche.

Activité cyclonique:

Cette analyse s'appuie sur l'expertise figurant dans les chapitres 11 et 14 du volume e 1 du 5 rapport du GIEC. Les résultats montrent :

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En début de siècle: Un faible degré de confiance est accordé à l'évaluation de l'évolution des fréquences d'occurrence des cyclones tropicaux. Quelques études seulement montrent une augmentation de l'intensité des cyclones dans le bassin Nord-Atlantique et une augmentation de la fréquence des cyclones de catégories 4 et 5 dans les bassins Nord-Atlantique et Pacifique Sud-Ouest.

En fin de siècle: Il est probable que la fréquence globale des cyclones tropicaux diminuera ou restera la même. Les précipitations moyennes et la vitesse moyenne du vent maximal associées aux cyclones tropicaux augmenteront probablement.

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Table des matières

1. Introduction...............................................................................................................9

2. Méthodologie...........................................................................................................10

2.1. Les scénarios du GIEC...........................................................................................................10 2.2. Modèles utilisés et références temporelles.............................................................................12 2.3. La prise en compte des incertitudes........................................................................................13 3. Le changement climatique en métropole.................................................................15 3.1. Projections pour la température moyenne..............................................................................16 3.2. Projections pour les précipitations moyennes.........................................................................22 3.3. Vagues de chaleur...................................................................................................................28 3.4. Extrêmes froids.......................................................................................................................31 3.5. Précipitations extrêmes...........................................................................................................34 3.6. Périodes de sécheresse estivale...............................................................................................37 3.7. Vents violents..........................................................................................................................40 4. Concernant les régions d'outre-mer.........................................................................43 4.1. Changements de température et précipitations dans les régions d'outre-mer.........................43 4.2. Impact sur l'activité cyclonique..............................................................................................46 5. Annexes...................................................................................................................48 5.1. La correction des biais du modèle..........................................................................................48 5.2. La descente d’échelle..............................................................................................................49 5.2.1. Variabilité climatique globale et régionale......................................................................49 5.2.2. Modélisation globale et régionale...................................................................................51 5.3. Les extrêmes climatiques........................................................................................................52 5.3.1. Indices de température....................................................................................................52 5.3.2. Indices de précipitation...................................................................................................52 5.3.3. Indice de vent violent......................................................................................................53 6. Liste d'acronymes....................................................................................................54 7. Glossaire..................................................................................................................54 8. Références bibliographiques....................................................................................60 9. Références de projets...............................................................................................61

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1. Introduction A l'instar des précédents rapports (voirhttp://www.developpement-durable.gouv.fr/-Le- climat-de-la-France-au-XXIe-.html ), ce document répond à une demande du Ministère de l’Écologie, du Développement Durable et de l’Énergie, d'établir une « synthèse approfondie sur les scénarios de référence à considérer pour la mise en œuvre du plan national d'adaptation français au changement climatique », dans le cadre de la mission confiée à Jean Jouzel en juillet 2010. Il vise à présenter les changements climatiques futurs à l'échelle de la France, simulés à partir de deux modèles climatiques régionaux mis en œuvre par le CNRM (Centre National de Recherches Météorologiques de Météo-France) et l'IPSL (Institut Pierre Simon Laplace) en collaboration avec l'INERIS (Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques). Contrairement aux volumes précédents (Peing et al., 2011, Peing et al., 2012), ce rapport ne rassemble pas les indices de températures, précipitations et vent de manière exhaustive, car ces derniers sont mis à disposition sur le portail DRIAS (http://www.drias-climat.fr/). Suite au projet GICC DRIAS, ce portail met à disposition des utilisateurs, des projections climatiques régionalisées sous différentes formes que ce soit des données corrigées (avec les observations), des indices ou encore des représentations cartographiques.Le présent document est destiné à fournir un accompagnement à l'analyse et l'interprétation de ces données. Une autre nouveauté importante est que les scénarios climatiques de référence ne sont plus 2 fondés sur les scénarios d'émissions de gaz à effet de serre dits SRES comme dans les précédents 3 e rapports, mais sur les nouveaux scénarios RCP (voir la partie 2.1), en cohérence avec le 5 rapport d'évaluation du GIEC (GIEC, 2013). Une fine résolution horizontale est adoptée dans les simulations, nécessaire pour la régionalisation des projections, en lien avec les processus de petite échelle liés à l'orographie notamment. Pour la première fois, des projections climatiques à résolution aussi fine ont aussi été produites pour les régions d'outre-mer. Ce rapport propose aussi une nouvelle représentation des incertitudes autour des projections climatiques des deux modèles climatiques régionaux. On s'attache ici à prendre en compte l'incertitude liée au choix des modèles via une analyse multi-modèle (voir la partie 2.3). Les analyses sont présentées sous forme de séries temporelles, pour les saisons hivernale et estivale, en moyenne sur la France métropolitaine dans un premier temps, pour la température et les précipitations, associées à des tableaux récapitulant les valeurs d'incertitudes liées à la modélisation climatique. Nous présentons également des cartes d'indices d'extrêmes calculés à partir des données corrigées de température et de précipitations. Dans un second temps, nous nous penchons sur le changement climatique dans les régions d'outre-mer, en terme de température et précipitations moyennes, et nous nous appuyons sur l'expertise du GIEC pour analyser l'impact du changement climatique sur l'activité cyclonique.

2 Special Report on Emissions Scenarios 3 Representative Concentration Pathway

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2.

2.1.

Méthodologie

Les scénarios du GIEC

Pour répondre aux questions posées par le changement climatique et ses impacts, le GIEC utilise les modèles du système climatique et des études économiques et démographiques, qui composent un large éventail d'évolutions possibles du climat. Les simulations climatiques sont réalisées à partir de modèles numériques appelés Modèles de Circulations Générale (MCG). Pour simuler au mieux l'évolution du climat, de nombreux forçages doivent être pris en compte, qu'ils soient naturels (éruptions volcaniques, activité solaire, …) ou anthropiques (émissions de gaz à effet de serre, aérosols,...). Si pour le climat passé récent l'ensemble des forçages peuvent être déterminés à partir d'observations, pour les simulations du climat futur, seul les forçages anthropiques sont déterminés au travers de scénarios d'émissions.

e 4 Jusqu'au 4 rapport d'évaluation du GIEC , les projections climatiques étaient fondées sur les scénariosSRES, proposant plusieurs évolutions socio-économiques (A1, A2, B1, B2, A1B, …). Ces scénarios socio-économiques consistent à faire diverses hypothèses sur le développement économique futur et ses conséquences sur l’environnement. Ils sont fournis par des modèles d'évaluation intégrée qui prennent en compte l'évolution de la population, l'économie, le développement industriel et agricole, ainsi que la chimie atmosphérique et le changement climatique. Ces modèles d'évaluation intégrée fournissent des scénarios d'évolution des gaz à effet de serre et des aérosols, qui sont introduits comme forçage dans les simulations climatiques. Cependant, ces scénarios ne prennent pas en compte l'effet des nouvelles politiques climatiques sur la réduction d'émission de gaz, et le contexte socio-économique mondial a évolué depuis la mise en place des scénarios SRES à la fin des années 1990.

e Pour le 5 rapport d'évaluation, la communauté scientifique a défini un ensemble de quatre nouveaux scénarios appelés profils représentatifs d'évolution de concentration (RCP). A la différence des scénarios SRES utilisés dans le précédent rapport, et qui ont été élaborés via une démarche « séquentielle », les nouveauxscénarios RCPont été créés avec une démarche parallèle qui débute par la déterminationa prioride profils représentatifs d'évolution de concentration de gaz à effet de serre et de niveaux deforçage radiatif(voir encadré ci-après).

4 Groupe d'experts Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat

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Cette mise en œuvre permet de prendre en compte les rétroactions entre les scénarios d'émission et de conditions socio-économiques, et les projections du climat, de la chimie de l'atmosphère et du cycle du carbone. À partir de ces profils de référence, les équipes travaillent simultanément et en parallèle : les climatologues produisent des projections climatiques utilisant les RCP comme entrée, tandis que les sociologues et les économistes élaborent des scénarios débouchant, en Figure 1 :Élaboration en parallèle des sortie, sur des émissions de gaz à effet de serre scénarios climatiques et socio-économiques cohérents avec les RCP (Figure 1). Les différents (d'après Noorwijkerhout). scénarios socio-économiques sont décrits dans la synthèse « Découvrir les nouveaux scénarios RCP et SSP utilisés par le GIEC » de l'ONERC (http://www.developpement-durable.gouv.fr/Decouvrir-les-nouveaux-scenarios,22612.html).

Au nombre de quatre pour éviter de privilégier un scénario médian, les profils d’évolution ont été sélectionnés par les scientifiques sur la base de plusieurs centaines de scénarios publiés. Ils ont été décrits par Moss et al. (2010). Le tableau ci-dessous résume, pour chacun de ces quatre scénarios, le forçage radiatif total approximatif pour l'année 2100 par rapport à 1750, ainsi que la concentration en CO 2 correspondante (GIEC, 2013).

Scénario

RCP2.6 RCP4.5 RCP6.0 RCP8.5

Forçage radiatif vers 2 2100 (W/m )

2,6 4,5 6 8,5

Concentration en CO 2 5 éq-CO 2 vers 2100 (ppm) 475 630 800 1313

Profil d'évolution

Pic puis déclin Stabilisation avant 2100 Stabilisation après 2100 Croissant (sans politique climatique)

5 Équivalent CO 2 : concentration de CO 2 qui entraînerait le même forçage radiatif qu'un mélange de CO 2 et d'autres gaz à effet de serre ou d'aérosols.

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