|
|
|
|
|
|
|
|
La prise en compte des incertitudes en climat futur liées aux modèles climatiques impose de travailler avec un ensemble important de simulations, de la meilleure qualité possible sur la zone d’intérêt. C’est pourquoi en 2014, le portail DRIAS a intégré un jeu de données fondé sur onze couples GCM/RCM, provenant de l’ensemble Euro-CORDEX,. Il s’agissait alors des premières simulations disponibles sur l’Europe à la résolution de 11 km.
Depuis 2014, le nombre de simulations disponibles dans l'initiative Euro-CORDEX a beaucoup augmenté et par ailleurs, des travaux d’évaluation des premières simulations utilisées en 2014 ont montré pour plusieurs d’entre elles des anomalies, documentées dans l’espace d’accompagnement DRIAS.
La production de notre nouveau jeu de données DRIAS 2020 vise à la fois à tirer parti des nouvelles simulations Euro-CORDEX réalisées ces dernières années et de remettre à jour les simulations 2014 à partir de versions corrigées.
Simulations DRIAS-2020 disponibles sur le portail DRIAS[CLIMAT]
Le tableau ci-dessous synthétise les producteurs, les modèles ainsi que les paramètres mis à disposition sur le portail Drias[CLIMAT] :
Table 1 : Liste des projections climatiques composant l’ensemble DRIAS-2020 et de leurs couverture temporelle.
Toutes les fiches techniques : DRIAS-2020
Sélection du nouveau jeu de données DRIAS-2020
La mise à jour de l’ensemble Euro-CORDEX pour le portail DRIAS fait face déjà au printemps 2019 à plus d’une trentaine de couples GCM/RCM disponibles sur le domaine EUR-11. Ces projections climatiques constituent un ensemble d’opportunités, qui s’est constitué grâce aux expériences sur le climat mondial réalisées dans le cadre du projet d’inter-comparaison de modèles couplés (CMIP) et aux nombreux modèles régionaux qui sont utilisés pour la descente d’échelle des modèles globaux dans le cadre du projet CORDEX.
Cependant le nombre d’expériences réalisées avec chaque RCM dépend du financement, et des ressources informatiques disponibles dans les centres régionaux de modélisation. Les GCM et les RCM ne sont alors pas également répartis dans l’ensemble, ce qui affecte fortement les caractéristiques du jeu de données. De plus, les simulations sont réalisées et publiées progressivement et le moment auquel l’analyse est effectuée affecte donc également les résultats.
À cela, s’ajoute les restrictions de calcul de certains centres ou bureaux d’étude, empêchant la plupart du temps l’utilisation de l’ensemble complet, ce qui suggère de réduire le nombre de simulations climatiques de cet ensemble, tout en équilibrant la dispersion du signal climatique couvert par les modèles. C’est le parti pris par le portail DRIAS, qui ne donnera accès qu’à une nouvelle sous-sélection du jeu Euro-CORDEX.
Nous présentons ici les principaux critères qui ont servi à la sélection du sous-ensemble DRIAS2020, ainsi que la liste des couples GCM/RCM retenus par les représentants du WP1 de la COSC (Convention Service Climatique). La validation de cette liste a pu s’appuyer sur les études d’évaluation réalisées dans le cadre du projet C3S_34b_Lot2 (Copernicus Climate Change Service production of European climate projections).
Les critères de sélection :
1 - Sélectionner environ 12 couples GCM / RCM
2 - GCMs jugés réalistes sur l’Europe (Mc Sweeney et al. 2015)
3 - Diversité des RCMs
4 - Simulations disponibles pour au moins 2 scénarios d’émissions RCP (Representative Concentration Pathway)
5 - Rejeter les couples GCM/RCM concernés par une erreur connue
6 - Inclure les simulations réalisées par des centres de recherche ou instituts français
7 - Optimiser la dispersion du changement climatique simulé par les couples sélectionnés
8 - Favoriser des couples avec une cohérence de physique entre le GCM et le RCM
Méthodologie :
critère 2 → 6 GCMs (CNRM-CM5 r1, IPSL-CM5A-MR r1, MPI-ESM-LR r1, EC-EARTH r12, HadGEM2-ES r1, NorESM1-M r1). Il est proposé de répartir les 12 couples GCM/RCM sur les 6 GCMs, soit 2 par GCM (un nombre pair de simulations évite la tentation pour l’utilisateur de choisir la simulation du milieu).
critère 3 → 8 RCMs pour 12 simulations → 4 RCMs avec 1 GCM, 4 RCMs avec 2 GCM.
critère 4 → Pour certains GCMs, la disponibilité des simulations impose le choix des RCMs. Pour le GCM CNRM-CM5, les RCMs sont ALADIN63 et RACMO22E et pour le GCM IPSL-CM5A-MR, les RCMs sont WRF381 et RCA4.
critère 7 → inclure CCLM4-8-17 forcé par HadGEM2-ES (chaud et sec) dans la sélection (voir ci-dessous les diagrammes ΔP/ΔT en Figure 1).
Les autres simulations sont sélectionnées en fonction de leur disponibilité, en cohérence avec les 8 critères ci-dessus. Ce qui représente 42 simulations à traiter : 12 simulations sur la période historique, 12 projections sur le scénario RCP8.5, 10 pour le RCP4.5 et 8 pour le RCP2.6.
Répartition du signal du changement climatique des simulations Euro-CORDEX :
La dispersion des signaux du changement climatique de la température moyenne (ΔT) et des précipitations (ΔP) a été évalué pour l’ensemble Euro-CORDEX (34 simulations EUR-11 disponibles lors de l’étude). La variation climatique est calculée entre deux périodes de 30 ans, fin du siècle (2071-2100) par rapport à la période historique (1981-2010) dans le cas du scénario RCP8.5, sur une zone couvrant une grande partie de la France et pour la saison estivale (JJA pour juin juillet août) et hivernale (DJF pour décembre janvier février).
Les diagrammes ΔP/ΔT obtenus (Figure 1 – extrait d’une étude réalisée dans le cadre du projet C3S_34b_Lot2) présentent les changements de températures et de précipitations simulés sur la France. On remarque que notre sélection (cercles oranges) conserve les caractéristiques de cet ensemble et reproduit correctement la gamme d’incertitude.
Cette représentation affiche aussi les caractéristiques (chaud/froid ; sec/humide) de chaque modèle et comment il se positionne par rapport à l’ensemble des modèles. Ce type de diagnostic est intéressant pour les études d’impact, ciblant souvent les scénarios extrêmes.
Figure 1 : Diagrammes du signal bi-varié du changement climatique en termes de changements projetés des températures et des précipitations (estivales = JJA à gauche et hivernale = DJF à droite) pour 2071-2100 par rapport à 1981-2010 pour le scénario d’émissions RCP8.5. Les cercles orange indiquent les RCM sélectionnés pour DRIAS. Les symboles identifient le RCM et les couleurs les GCM forceurs. La ligne pointillée (solide) indique l’ellipse de probabilité pour les résultats du GCM (RCM) = intervalle de confiance, recouvrant 68.2 % des données. Les scores de la moyenne et de l’écart-type pour les précipitations (P, %) et la température (T, °C) pour l’ensemble GCM et RCM, respectivement, sont indiqués dans le coin supérieur droit de chaque figure. Source : Sørland et al., 2018: Synthesis on existing simulations at M16. C3S_34b_Lot2_SMHI – (PRINCIPLES).
Description des simulations climatiques régionales
L'ensemble DRIAS-2020 est constitué de 42 simulations climatiques : 12 simulations sur la période historique et 12 projections sur le scénario RCP8.5, 10 pour le RCP4.5 et 8 pour le RCP2.6. Les simulations sont réalisées à partir de modèles de climat régionaux (RCM pour Regional Climate Model) mis en œuvre à la résolution de 0.11° (EUR11, environ 12km) sur un même domaine couvrant l'Europe. Elles sont contrôlées à leurs bords par des modèles de climat globaux (GCM, pour General Climate Model) du programme CMIP5. Finalement les données sont projetées sur une grille de 8 km de résolution, et corrigées de leur biais par la méthode ADAMONT étendue sur la France (mise en œuvre par Météo-France) à partir de l’analyse de données d’observation SAFRAN (version > 2016).
Figure 2 : Les étapes de descente d'échelle depuis la modélisation globale à régionale jusqu'à la désagrégation aux petites échelles spatiales.
Ces fichiers sont disponibles en format NetCDF, au pas de temps journalier pour une gamme étendue de variables, soit 7 variables voir le tableau ci-dessous (table 2).
Table 2 : Liste des variables corrigées et disponibles sur le portail DRIAS.
Chaque fichier contient une seule variable, se rapporte à la simulation d’un seul modèle et une seule expérience (partie historique ou scénario). La couverture temporelle est toutefois continue entre la partie historique (période qui dépend des modèles, au moins 1971-2005 voir table 1) et les scénarios (2006-2100).
Liens et références
McSweeney, C.F., Jones, R.G., Lee, R.W. et al. Selecting CMIP5 GCMs for downscaling over multiple regions. Clim Dyn 44, 3237–3260 (2015). https://doi.org/10.1007/s00382-014-2418-8.
Sørland, S. L., Schär, C., Lüthi, D., and Kjellström, E. (2018). Bias patterns and climate change signals in gcm-rcm model chains. Environ. Res. Lett. 13:074017. doi: 10.1088/1748-9326/aacc77
