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L’une des difficultés majeures dans le cadre d’une étude d’impact réside dans la sélection des projections climatiques, qui doivent servir de support pour déterminer les mesures d’adaptation. Ces projections climatiques correspondent à différents scénarios d’émission et à différents modèles (couples GCM/RCM), qu’il convient de choisir au mieux en fonction des objectifs de l’étude d’impact.
Quel modèle choisir ?
Choix de simulations individuelles :
Le portail DRIAS propose une sélection de simulations climatiques, retenues de façon à optimiser la dispersion du signal climatique, ainsi qu’un large panel d’indices climatiques. Sur l'exemple de l'ensemble DRIAS-2020, ce sont ainsi pas moins de 30 simulations qui sont mises à disposition, 8 modèles pour le RCP2.6, 10 modèles pour le RCP4.5 et 12 modèles pour le RCP8.5.
Pour les études d’impact et en particulier celles qui nécessitent la mise en oeuvre d’un modèle d’impact (hydrologique, nivologique, urbain, …), il n’est pas toujours possible de traiter un aussi grand nombre de données, qui nécessite de disposer d’importantes ressources de calcul. Il est souvent préférable d’identifier quelques simulations judicieusement choisies qui permettront de remplir les objectifs de l’étude : ce peut-être les scénarios extrêmes (sécheresse, précipitations extrêmes, forte augmentation ou baisse de la température) dans le cas d’une problématique de dimensionnement.
Les outils/graphiques présentés ci-dessus vont permettre aux utilisateurs d’identifier les simulations les mieux adaptées à leur étude.
Choix d'une représentation probabiliste :
Les principales sources d’incertitude associées aux projections climatiques, pour les horizons
lointains du XXIe siècle, sont celles liées aux modèles climatiques, et aux scénarios
d’émission. C’est pourquoi nous utilisons un ensemble de projections climatiques pour
chaque scénario RCP disponible, qui est basé sur une sélection de modèles. Cette approche
multi-modèles permet de représenter la dispersion des signaux climatiques modélisés et
donc d’accéder à une meilleure estimation du climat futur compte tenu des informations
disponibles.
Pour décrire l’intervalle de variation des valeurs modélisées pour un ensemble de projections climatiques, on utilise la représentation probabiliste. Par la suite nous retiendrons les paramètres de la distribution les plus couramment utilisés – AR5 du GIEC notamment – la médiane, représentative de la grande majorité des données (50 % de valeurs plus élevées et 50 % de valeurs moins élevées) , et les 5e et 95e centiles qui représentent une part des extrêmes de l’ensemble, correspondant respectivement aux seuils en dessous desquels 5 % et 95 % des valeurs sont situées (cf Figure 1).
Figure 1. Représentation de l'incertitude montrant les valeurs des simulations individuelles (points), la valeur médiane multi-modèles (ligne en gras) et la plage de centiles estimée à 90 % (barre colorée).
Outils en support à la sélection :
Pour faciliter la sélection des modèles climatiques de l’ensemble DRIAS-2020, nous avons analysé deux indicateurs climatiques représentatifs du comportement des modèles :
ΔT : écart de la température moyenne (sur 30 ans) par rapport à une période de référence (1976-2005)
ΔP : écart relatif des précipitations (sur 30 ans) par rapport à une période de référence (1976-2005)
Nous avons calculé ces indicateurs pour chaque modèle individuellement, à la fréquence annuelle et saisonnière ainsi que pour les 3 périodes traitées dans DRIAS : 2021-2050, 2041-2070, 2071-2100.
Dans un second temps, afin d’évaluer l’incertitude associée à chacun de ces indicateurs, nous avons appliqué la méthode décrite ci-dessus pour le calcul des paramètres de distribution (les 5e, 50e et 95e centiles) à partir de l’ensemble des modèles.
Pour chaque saison nous vous présentons ci-dessous, un classement des modèles par variable (température et précipitations) sous forme de tableau et une vision 2D (delta T/ delta P) permettant de caractériser les modèles à la fois sur les températures et les précipitations.
Accéder à l’ensemble des graphiques :
Supports sur l'ensemble DRIAS-2020
Supports sur l'ensemble Explore2
Diagramme 2D (ΔT /ΔP) :
Ce graphique présente la dispersion des simulations individuelles de l’ensemble DRIAS-2020 selon les évolutions prévues de précipitations (abscisses) et de températures (ordonnées). Et ceci pour pour une saison donnée de la fin du siècle selon le scénario RCP8.5. Le symbole utilisé est représentatif du modèle climatique global utilisé comme forçage et la couleur est fonction du modèle climatique régional mis en oeuvre. Les 5e et 95e centiles de l’ensemble, ainsi que la médiane sont représentés par des lignes en pointillé.
Figure 2 : Dispersion des simulations individuelles de l’ensemble DRIAS-2020 selon les évolutions prévues de précipitations (abscisses) et températures (ordonnées) pour les saisons estivales à l’horizon fin de siècle selon le scénario RCP8.5.
Classement des modèles par variable :
Tableau 1 : Classement des écarts de températures (tableau de gauche) et des écarts de précipitations (tableau de droite) des saisons estivales fin de siècle (2071-2100) relativement à la période historique 1976-2005
Commentaires :
Pour la saison estivale en fin de siècle, les deux modèles climatiques régionaux (CCLM4-8-17 et RegCM4-6) forcés par le modèle HadGEM2 sont ceux modélisant le climat le plus chaud, avec jusqu’à + 6,4 °C par rapport à la référence 1976-2005. Les modèles avec le RCM RCA4 et le couple de modèles HadGEM2 / CCLM4-8-17 sont ceux qui prévoient le plus important assèchement du climat, au-delà de - 40 %.
Le couple de modèles IPSL-CM5A / WRF381P est celui qui prévoit la plus faible augmentation des températures + 2,1 °C et modélise la plus forte augmentation des précipitations de + 2 % en période estivale de fin de siècle selon le scénario d’émission RCP8.5.
