Correspondance entre variables SIM, types de sécheresse et indices associées :

Pour caractéeiser les sécheresses météorologiques, correspondant au déficit de cumul de précipitationssur différents pas de temps, on utilise le Standardized Precipitation Index (SPI).

•  Standardized Precipitation Index (SPI) :

Le SPI est un indice permettant de mesurer la sécheresse météorologique. Il s’agit d’un indice de probabilité qui repose seulement sur les précipitations. Les probabilités sont standardisées de sorte qu’un SPI de 0 indique une quantité de précipitation médiane (par rapport à une climatologie moyenne de référence, calculée sur 30 ans). L’indice est négatif pour les sécheresses, et positif pour les conditions humides (Mc Kee et al., 1993).

Les principaux avantages du SPI sont les suivants :

- il requiert seulement les précipitations mensuelles ;

- il permet l'intercomparaison de régions aux climats différents ;

- la normalisation de l’indice permet de déterminer la rareté d’une sécheresse.

L’utilisation de cet indice est en outre recommandée par l’Organisation Météorologique Mondiale.

Valeurs et signification du SPI :

SPI > 0 : plus de précipitations que la normale (plus humide) ;

SPI < 0 : moins de précipitations que la normale (plus sec) ;

-0.99 < SPI < +0.99 : précipitations proches de la normale ;

SPI < - 2.0 : extrêmement sec ;

SPI > 2.0 : extrêmement humide.

Les données de SPI étant normalisées autour d'une loi normale centrée en 0 et d'écart-type 1, on peut aussi directement associer un temps de retour à une valeur de l'indicateur, ainsi :

Temps de retour (TR) 5 ans sec : SPI = -0.84 ;

TR 10 ans sec : SPI = -1.28 ;

TR 25 ans sec : SPI = -1.75 ;

• Temps passé en sécheresse :

Le Temps passé en sécheresse est le nombre total de mois avec des valeurs sous un seuil donné (généralement temps de retour 10 ans) par période considérée (SPI annuel, saisonnier, mensuel), par horizon temporel, par scenario RCP et par modèle climatique ou paramètre de distribution.

Interprétation : dans le climat de référence et par définition de la durée de retour, la fréquence d'un événement de durée de retour 10 ans est de 0,1 (1 chance sur 10 qu'il de produise une année donnée).

En climat futur, la nouvelle valeur du temps passé en sécheresse informe sur l'évolution de la fréquence d'un événement de sécheresse de durée de retour 10 ans dans le climat de reférence :

- une valeur de 0,2 signifie que cet événement de sécheresse est devenu deux fois plus fréquent

- une valeur de 0,5 signifie que cet événement de sécheresse est devenu cinq fois moins fréquent.

Une visualisation de cet indicateur est proposée dans l'espace découverte.

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• • Evénements locaux de sécheresse :

• Un événement local de sécheresse comme ceux identifiés sur la figure ci-dessous peut être défini par une période où le SPI-n est constamment négatif et que son minimum est inférieur à un seuil donné.

• Sa durée correspond à la période de temps où l'indice est négatif, sa sévérité comme la valeur minimum de l'indice sur la durée de l'événement, et sa magnitude comme la somme des valeurs de l'indice sur cette même durée.

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• On peut alors comparer les événements de la période de référence et des périodes futures.

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  Figure 1 : Définition des caractéristiques locales des événements de sécheresse. Exemple de l'évolution du SSWI3 de 1998 à 2008 sur une maille située près de Toulouse avec un seuil fixé à 5% (Soubeyroux et al., 2011)

   

   

• Liens et références :

- Description du projet ClimSec

- Description de la chaîne SAFRAN-ISBA-MODCOU

Kee, Thomas B., Nolan J. Doesken, and J. Kliest, 1993 : The Relationship of Drought Frequency and Duraction of Time Scales, Eighth Conference on Applied Climatology, 17-22 January 1993, Anaheim, California.

Guttman, N.B., 1998 : Comparing the Palmer Drought Index and the Standardized Precipitation Index. J. Amer. Water Resour. Assoc., 34, 113-121.

Lloyd-Hughes, B. and Saunders, M. A. 2002 : A drought climatology for Europe. Int. J. Climatol., 22: 1571–1592. doi: 10.1002/joc.846

Vidal, J.-P, Wade, S. D., 2009 : A multimodel assessment of future climatological droughts in the UK. International Journal of Climatology, 29(14), 2056-2071. DOI : 10.1002/joc.1843

Jean-Michel Soubeyroux, N. Kitova, M. Blanchard, J.P. Vidal, E. Martin, et al., 2012 : Caractérisation des sècheresses des sols en France et changement climatique : Résultats et applications du projet ClimSec. La Météorologie, Météo et Climat, 78, p. 21 - p. 30.