Projet ANR-11-JS56-0014 – ECHO : Evolution du Cycle Hydrologique sur la France: Processus et Incertitudes
Programme : JCJC - SIMI 5-6 - Environnement, Terre et Espace (JCJC SIMI 5-6)
Année de financement : 2011
Coordinateur du projet : Monsieur Julien BOÉ (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE MIDI-PYRENEES)
Partenaires : Sciences de l'Univers au Cerfacs
Montant : 135185.0 euros
Durée : 48 mois
Résumé : Evolution du Cycle Hydrologique sur la France: Processus et IncertitudesNéant
ObjectifsSi des études ont montré que des impacts sérieux sont à attendre sur le cycle hydrologique continental en France dans le climat futur, des incertitudes majeures demeurent et les connaissances actuelles sont loin d'être suffisantes pour permettre le développement de stratégies d'adaptation efficaces. Les sources d'incertitudes des projections hydrologiques sont nombreuses et leur importance diffère. Notre objectif principal dans ce projet est de faire progresser la compréhension des processus jouant dans l'évolution du cycle hydrologique sur la France afin de réduire certaines de ces incertitudes, dont on sait maintenant qu'elles sont très importantes: celles associées à la désagrégation, aux imperfections desmodèles climatiques et à la variabilité intrinsèque du climat.
ApprochesPour des raisons de disponibilité de données, jusqu'à récemment, les études d'impacts cherchant à représenter correctement l'incertitude due aux projections globales -ce qui est très important- se sont basées sur des méthodes de désagrégation statistique. Grâce à de nouvelles données il est maintenant possible d'aussi utiliser la désagrégation dynamique dans un cadre multi-MCG. Nous utiliserons à la fois une approche statistique et une approche dynamique, pour mieux évaluer l'impact de la méthode de désagrégation sur les changements simulés du cycle hydrologique.En raison de leur forte dispersion, les projections climatiques globales restent une source d'incertitude majeure des projections d'impacts hydrologiques. Une part importante de cette dispersion est due aux limitations dans la compréhension des processus jouant sur le changement climatique régional. Un aspect des plus critiques sur la France est l'assèchement estival. Néanmoins son ampleur demeure très incertaine. Il dépend notamment des interactions sol-atmosphère, qui sont mal comprises. Nous étudierions ces interactions à partir d'observations et de simulations afin de mieux évaluer le réalisme de projections climatiques sur la France et de donner plus de poids aux résultats des modèles les plus crédibles. On obtiendra ainsi des projections climatiques régionales et d'impacts hydrologiques d'ensemble plus réalistes. La dernière question centrale concerne le rôle de la variabilité climatique intrinsèque, source d'incertitude importante sur les prochaines décennies. Le nouveau champ de la prévision décennale cherche à les réduire grâce à l'initialisation de la composante océanique des modèles climatiques. En raison de leur nouveauté, on en sait très peu sur les possibilités réelles des prévisions décennales à l'échelle régionale et pour le cycle hydrologique continental. Ces questions seront étudiées dans ce projet en se focalisant sur l'Europe et la France.
Résumé de la soumission : Si des études ont montré que des impacts sérieux sont à attendre sur le cycle hydrologique continental en France dans le climat futur, des incertitudes majeures demeurent et les connaissances actuelles sont loin d'être suffisantes pour permettre le développement de stratégies d'adaptation efficaces. Les sources d'incertitudes des projections hydrologiques sont nombreuses et leur importance diffère. Notre objectif principal dans ce projet est de faire progresser la compréhension des processus jouant dans l'évolution du cycle hydrologique sur la France afin de réduire certaines de ces incertitudes, dont on sait maintenant qu'elles sont dominantes: celles associées à la désagrégation, aux imperfections des modèles climatiques et à la variabilité intrinsèque du climat. La désagrégation -qui consiste à dériver des projections des modèles climatiques globaux (MCG) le forçage à haute résolution nécessaire au modèle d'impact- est une source d'incertitude importante dans les projections d'impacts. En raison de la non-disponibilité d'ensembles de scénarios climatiques régionaux forcés par un ensemble de modèles globaux jusqu'à très récemment, les études d'impacts cherchant à représenter correctement l'incertitude due aux projections globales -ce qui est très important- se sont basées sur des méthodes de désagrégation statistique. Grâce à de nouvelles données il est maintenant possible d'utiliser une approche de désagrégation dynamique, dans un cadre multi-MCG. Comme la désagrégation statistique et dynamique ont des points faibles et forts différents, il est très intéressant de pouvoir conduire une étude des impacts du changement climatique sur le cycle hydrologique complète basée sur une approche dynamique, ce qui sera fait dans ce projet.En raison de la très large dispersion des projections climatiques globales actuelles, elles restent la source d'incertitude majeure des projections d'impacts hydrologiques sur la France. Une part importante de ces incertitudes est due aux limitations dans la compréhension des processus jouant sur le changement climatique régional. L'aspect le plus critique du changement climatique sur la France est probablement l'assèchement estival. Néanmoins son ampleur demeure très incertaine car il dépend dans une large mesure des interactions sol-atmosphère, qui sont mal comprises. Nous étudierions ces interactions et en particulier la rétroaction humidité des sols-précipitation à partir d'observations et de simulations mésoéchelles. Cela permettre de mieux évaluer le réalisme de projections climatiques sur la France et de donner plus de poids aux résultats des modèles les plus crédibles. Au final on pourra ainsi obtenir un ensemble de projections climatiques régionales et d'impacts hydrologiques plus réalistes.La dernière question centrale de ce projet concerne le rôle de la variabilité climatique intrinsèque, qui est aussi une source d'incertitude importante pour les projections climatiques et d'impacts sur les prochaines décennies. Le nouveau champ de la prévision décennale cherche à réduire ces incertitudes grâce à l'initialisation correcte de la composante océanique des modèles climatiques. En raison de leur nouveauté, on en sait très peu sur les possibilités réelles des prévisions décennales à l'échelle régionale et pour le cycle hydrologique continental. Ces questions seront étudiées dans ce projet en se focalisant sur l'Europe et la France, par une analyse des prévisions climatiques décennales existantes et la réalisation de projections hydrologiques décennales pour les principaux bassins versant français.Au final, ce projet mènera à des projections hydrologiques plus réalistes sur la France, et plus globalement à des progrès méthodologiques utiles pour les projections d'impacts dans tous les domaines. Plus fondamentalement, il contribuera à faire progresser la compréhension de l'évolution du cycle hydrologique sur la France dans un climat changeant et variable.
Résultats : A compléter
Perspectives : Au final, ce projet mènera à des projections hydrologiques plus réalistes sur la France, et plus globalement à des progrès méthodologiques utiles pour les projections d'impacts dans tous les domaines. Plus fondamentalement, il contribuera à faire progresser la compréhension de l'évolution du cycle hydrologique sur la France dans un climat changeant et variable.
Publications et brevets : Boé J., 2012: Modulation of soil moisture–precipitation interactions over France by large scale circulation. Clim. Dyn, published online, doi:10.1007/s00382-012-1380-6