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Projet SCAMPEI : des scénarios climatiques adaptés aux zones de montagne

par KRINNER Gerhard - 30 novembre 2011 - ( maj : 24 décembre 2011 )

Comment la couverture de neige évoluera-t-elle avec le changement climatique ? Comment les phénomènes météorologiques extrêmes se traduiront-ils à l’avenir, notamment dans les zones montagneuses ? Le projet de recherche SCAMPEI (Scénarios Climatiques Adaptés aux zones de Montagne : Phénomènes extrêmes, Enneigement et Incertitudes), coordonné par Météo-France, met à disposition de nouvelles simulations climatiques à l’échelle de 8 kilomètres qui permettront à la communauté scientifique de répondre à ces questions. Lancé en 2009 et financé par l’Agence nationale pour la recherche (ANR), SCAMPEI a associé des chercheurs du Laboratoire de Météorologie Dynamique (LMD), du Centre Européen de Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique (Cerfacs), du Laboratoire de Géographie Physique (LGP) et du Laboratoire de Glaciologie et de Géophysique de l’Environnement (LGGE).

Les scénarios climatiques globaux décrivent les évolutions du climat à l’échelle de quelques centaines de kilomètres. Ainsi, ils « voient » à peine les Alpes, pas du tout les Pyrénées ou le Jura, et ne peuvent représenter les phénomènes météorologiques locaux. Pour anticiper les impacts du changement climatique, notamment dans ces régions, les climatologues ont donc besoin de connaître l’évolution du climat à une échelle beaucoup plus fine.

Les chercheurs du projet SCAMPEI ont effectué des simulations climatiques à la résolution inédite de 8 kilomètres pour le futur proche et la fin du siècle. Aucune projection climatique ne pouvant prétendre décrire à elle seule le futur, plusieurs méthodes ont été utilisées pour élaborer un éventail de scénarios (cf. Post-scriptum) : leur comparaison permet d’évaluer la fiabilité des résultats.

A partir de ces scénarios à l’échelle 8 kilomètres, les chercheurs ont ensuite calculé l’évolution de la couverture de neige (hauteur de neige et durée d’enneigement) sur les montagnes métropolitaines. Les résultats ont été affinés sur les Alpes grâce au modèle CROCUS -habituellement utilisé pour la prévision du risque d’avalanche- qui tient compte notamment de l’altitude, de l’exposition ou encore de la qualité de la neige. Les résultats s’accordent sur une diminution significative de la couverture neigeuse en dessous de 2000 mètres d’altitude dès les prochaines décennies.

Hauteur de neige estimée pour les hivers de la fin du siècle (par rapport à la référence climatique 1961-1990, exprimée en %) ALD1 : modèle Aladin, scénario de gaz à effet de serre A1B ; ALD2 : Aladin, A2 ; ALD3 : Aladin, B1 LMD1 : LMDZ, A1B, conditions aux limites définies par l'IPSL ; LMD2 : LMDZ, A1B, conditions aux limites Météo-France MAR : MAR, A1B

Figure : Hauteur de neige estimée pour les hivers de la fin du siècle (par rapport à la référence climatique 1961-1990, exprimée en %). ALD1 : modèle Aladin, scénario de gaz à effet de serre A1B ; ALD2 : Aladin, A2 ; ALD3 : Aladin, B1 LMD1 : LMDZ, A1B, conditions aux limites définies par l’IPSL ; LMD2 : LMDZ, A1B, conditions aux limites Météo-France MAR : MAR, A1B

Les chercheurs ont également calculé l’évolution de nombreux autres paramètres climatologiques (températures minimale et maximale diurnes, durée de sécheresse, nombre de jours de gel et de canicule, précipitations pluvieuses et neigeuses…) à l’échelle de 8 kilomètres sur l’ensemble de la France métropolitaine. Ces paramètres ont été choisis parce qu’ils sont adaptés à l’étude des phénomènes extrêmes (sécheresse, vague de chaleur, précipitations intenses…). L’ensemble des résultats est mis à disposition de la communauté scientifique sur un site internet dédié.

Contact : H. Gallée

Voir en ligne : Site internet SCAMPEI

Post-scriptum :

En savoir plus sur la méthodologie du projet SCAMPEI

Les modèles climatiques utilisés pour élaborer les scénarios globaux, appelés modèles de circulation générale1, traitent un nombre si considérable de données que leur résolution spatiale est aujourd’hui limitée à 300 kilomètres. Régionaliser les scénarios climatiques est un des enjeux majeurs de la recherche en climatologie.

Deux techniques de régionalisation Afin de décrire au mieux l’éventail des possibles, le projet SCAMPEI s’est attaché à utiliser deux techniques de régionalisation, tout en s’appuyant sur plusieurs scénarios d’émission de gaz à effet de serre :

  • la descente d’échelle dynamique, qui consiste à utiliser des modèles dit régionalisés. Analogues aux modèles de circulation générale, les modèles régionalisés sont focalisés sur une zone plus retreinte (en l’occurrence la France métropolitaine) qu’ils décrivent plus finement. Dans le cadre de SCAMPEI, trois modèles régionalisés ont été utilisés : ALADIN (modèle de Météo-France) a été appliqué aux trois scénarios d’émission de gaz à effet de serre A1B, A2 et B12 ; LMDZ (modèle du Laboratoire de Météorologie Dynamique) a été appliqué au seul scénario A1B mais avec deux types différents de conditions aux frontières de la France ; et MAR (modèle du Laboratoire de Glaciologie et de Géophysique de l’Environnement) a été appliqué au seul scénario A1B.
  • la descente d’échelle statistique, qui consiste à utiliser les statistiques pour passer, sans nouvelle simulation, des scénarios globaux à des scénarios régionalisés. Les chercheurs identifient une corrélation entre les paramètres climatologiques caractéristiques de l’échelle globale (par exemple la pression au niveau de la mer sur l’océan Atlantique Nord) et ceux caractéristiques de l’échelle locale (par exemple les précipitations quotidiennes à l’échelle des communes françaises). Dans le cadre de SCAMPEI, la formule mathématique obtenue a été appliquée à plusieurs scénarios globaux.

Selon les paramètres climatologiques considérés, les divers