Model estimations of possible climate changes of surface solar radiation at regional scales over Southern Africa and the South West Indian Ocean

Les variations du rayonnement solaire en surface (SSR) peuvent avoir un impact significatif sur divers aspects du systeme climatique, et notamment sur le developpement socio-economique d’un pays. Pour identifier les impacts possibles du changement climatique sur le rayonnement solaire en surface a l'echelle regionale (~ 50 km) en Afrique australe jusqu'a la fin du 21eme siecle, on a analyse les donnees mensuelles produites dans le cadre du projet CORDEX-Afrique sur la periode 1979-2099. Ces donnees sont issues des sorties de 5 modeles regionaux de climat (RCM) forces par 10 modeles globaux de climat (GCM) CMIP5, pour deux scenarios d’emissions, RCP4.5 et RCP8.5, en Afrique australe (SA) et sur une partie du SWIO (0-40°S ; 0- 60°E). Pour contribuer au projet futur propose qui vise a approfondir l'etude des changements de SSR a l'echelle locale (~ 1 km de resolution horizontale) a l'ile de la Reunion et a l'ile Maurice, situees dans le Sud-ouest de l'ocean Indien (SWIO), pres du bord d’Est du domaine CORDEX-Afrique, des simulations climatiques ont ete realisees sur trois fenetres temporelles de 10 ans : a) le passe 1996-2005 ; et b) le futur 2046-2055 et 2090-2099, en utilisant la version 4 du RCM RegCM (RegCM4), force par : 1) les reanalyses climatiques ERA-Interim (ERAINT) du centre europeen pour les previsions meteorologiques a moyen terme (ECMWF) pour simuler un passe recent seulement ; et 2) deux GCMs (HadGEM2-ES et GFDL-ESM2M) de l’exercice CMIP5 de simulations du climat passe et futur pour le scenario d’emissions RCP8.5 a l’echelle regionale de 50km en Afrique australe et dans le sud-ouest de l’ocean Indien (0-40°S ; 0- 100°E). L’analyse de l’impact du changement climatique sur le SSR sur la base de ces simulations reste cependant limitee, a cause de leur couverture temporelle (3 periodes de 10 ans) et du nombre de modeles (2 GCMs, 1 RCM) et de scenarios (1 RCP) utilises. Il ressort de l’analyse des simulations de l’ensemble CORDEX-Afrique que : 1) sur la periode passee recente, les GCMs forceurs surestiment generalement SSR d'environ 1 W/m2 en ete austral (DJF : Decembre-Janvier-Fevrier), et de 7,5 W/m2 en hiver austral (JJA : Juin-Juillet-Aout), tandis que les RCMs, forces par ces GCMs, sous-estiment SSR d'environ -32 W/m2 et de -14 W/m2 en ete et en hiver, respectivement. 2) Les projections multi-modeles de changement de SSR simulees par les RCMs et leurs GCMs forceurs sont assez coherentes. Les GCMs prevoient, en moyenne multi-modeles, une augmentation statistiquement significative de SSR d'environ 8 W/m2 en 2099 selon le scenario RCP4.5 et de 12 W/m2 en 2099 selon le scenario RCP8.5 sur le Centre de l’Afrique australe (SA-C), et une diminution de SSR, avec un degre de confiance eleve, d'environ -5 W/m2 en 2099 selon le scenario RCP4.5 et de -10 W/m2 en 2099 selon le scenario RCP8.5, pendant la saison DJF, en Afrique equatoriale (EA-E). Dans ces deux regions, les RCMs produisent, en moyenne multi-modeles, des tendances similaires (avec un degre de confiance eleve) a celles des GCMs, mais sur des zones d’extension spatiale plus faible que celle des GCMs. Cependant, pour la saison JJA, une augmentation de SSR, d'amplitude similaire dans les simulations GCMs et RCMs (~5 W/m2 en 2099 selon le scenario RCP4.5 et 10 W/m2 selon le scenario RCP8.5), est attendue dans la region EA-E. 3). Une diminution significative de la nebulosite (environ -6% en 2099) est attendue sur le continent sud-africain pour les GCMs comme pour les RCMs. 4) Le scenario RCP8.5 produit des changements d’amplitude superieure de 2.5W/m2 pour les GCMs forceurs et de 5W/m2 pour les RCMs en 2099 a celle pour le scenario RCP4.5. 5). Comme pour les sorties du modele RegCM4, les structures des biais ou des changements de SSR issu des RCMs du programme CORDEX-Afrique sont globalement correlees avec celles de couverture nuageuse totale des RCMs. L’analyse des sorties du modele RegCM4 indique que : .