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Entre les canicules, les effets d’îlot de chaleur urbain, les inondations et les sécheresses, les événements climatiques extrêmes se multiplient dans les grandes villes. Or les projections climatiques prévoient une augmentation du risque de canicule au XXIe siècle, quel que soit le scénario d’émissions de gaz à effet de serre retenu.
L'objectif de ce démonstrateur est d'élaborer des services climatiques adaptés aux villes. Pour cela il s'agira :
- d'une part de concevoir des méthodes de descente d'échelle adaptées à l'étude des impacts du changement climatique en ville, avec Paris comme terrain d'étude, et
- d'autre part de construire avec les acteurs des indicateurs pertinents pour les politiques urbaines, en lien avec la loi relative à la transition énergétique pour la croissance verte.
Il s'agit de combiner la méthode couplée de descente d'échelle dynamique (AROME-Climat), qui permet la rétroaction de la ville sur le climat local, à des méthodes moins coûteuses en temps de calcul de descente d'échelle statistique ou off-line avec le modèle de ville TEB pour évaluer l'impact d'un nombre conséquent de scénarios d'aménagement et d'expansion de la ville. Ces travaux seront complétés par une phase de co-construction d'indicateurs avec les agences d'urbanisme afin de fournir les outils pour analyser et évaluer des stratégies d'adaptation des villes au changement climatiques.
1 - La première étape sera dédiée à l'étude du climat sur Paris sur une période de référence passée 2008-2015 à partir d'observations et de simulations du modèle de prévision du temps et de climat régional à résolution kilométrique AROME, couplé au modèle TEB de simulation du micro-climat urbain. On s'intéressera en particulier aux phénomènes météorologiques spécifiquement urbains tels que l'occurence et intensité des îlots de chaleur urbains, et les températures de surface en zone urbaine.
2 - La deuxième étape sera dédiée à l'analyse des incertitudes dans la chaîne de modélisation couplée depuis les modèles régionaux de climat jusqu'aux modèles d'impact. En climat futur, une simulation basée sur une descente d'échelle dynamique sera réalisée : à partir d'une projection climatique issue de la base de données Euro-CORDEX à 12 km de résolution, des simulations AROME à 2.5 km de résolution seront d'abord réalisées. Ces simulations serviront de forçage à leur tour au modèle Meso-NH à l'échelle hectométrique sur la ville de Paris. Différentes méthodes de descente d'échelle moins coûteuses en temps calcul seront aussi définies sur la base d'une étude bibliographique et des travaux antérieurs menés au CNRM.
Parallèlement, des indicateurs seront co-construits avec les urbanistes. Divers indicateurs d'impacts du climat urbain peuvent être produits à partir de la chaîne de modélisation décrite ci-dessus. Il peut s'agir d'îlots de chaleurs urbain par type de temps, d'évolution de la consommation d'énergie par les bâtiments, d'indices de confort et de durée d'exposition, et suite aux travaux effectués ci-dessus, une quantification des incertitudes associés à chaque processus. Des scénarios d'évolution et d'adaptation pour l'agglomération parisienne, par exemple prenant en compte une expansion de l'agglomération, une densification des trames vertes, des améliorations du bâti, seront évalués en utilisant ces indicateurs.
