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ne peut s'attendre nécessairement à des améliorations comparables au niveau des prévisions climatiques, à cause de l'élément chaotique du système qui finit par dominer au-delà de 15 jours à 1 mois. Par ailleurs, la prise en compte effective de tous les éléments du système climatique et de leurs interactions, tels que les océans, la cryosphère, et la biosphère, est extrêmement complexe en raison des échelles de temps propres à ces différents sous-ensembles du système, qui peuvent varier de quelques jours à plusieurs siècles. Il n'est donc possible de simuler l'ensemble du système que par des schémas paramétriques qui ne sont souvent qu'une très grossière approximation de la réalité. La prévision climatique à l'échelle régionale, en particulier pour un massif montagneux tel que les Alpes, ne trouvera donc pas uniquement une solution à travers des ordinateurs plus puissants et des modèles plus détaillés. Des progrès dans ce domaine ne pourront être réalisés qu'avec une meilleure intégration de l'ensemble des éléments du système, qui fait appel à toute une gamme de disciplines scientifiques. Ceci demande évidemment des investissements conséquents dans la recherche inter et multi-disciplinaire, mais aussi la volonté de franchir les barrières traditionnelles entre disciplines, afin de converger vers une solution satisfaisante du problème de la régionalisation des prévisions climatiques. BIBLIOGRAPHIE Beniston M. and J. Perez-Sanchez, 1992: An example of climate-relevant processes unresolved by present-day General Circulation Models. Env. Conserv., 19, 165-169. Beniston M. and Price M., 1992: Climate scenarios for the Alpine regions: A collaborative effort between the Swiss National Climate Program and the International Center for Alpine Environments. Env. Conserv., 19, 360-363. Budyko M. I., and Izrael Y. (Eds.), 1987 : Anthropogenic Climate Change, Hydrometeoizdat, Leningrad (en russe). Cliff A. D. and Ord J. K., 1981: Spatial Autocorrelation, Pion, London. Cubasch U., Hasselmann K., Hock H., Maier-Reimer E., Mikolajewicz U., Santer B. D., and Sausen R., 1992: Time-dependent greenhouse warming computations with a coupled ocean-atmosphere model. Climate dynamics, 8, 55-69. Giorgi F., Marinucci M. R., and Visconti G., 1990: Application of a limited area model nested in a general circulation model to regional climate simulation over Europe. J. Geophys.
satisfaisante du problème de la régionalisation des prévisions climatiques. BIBLIOGRAPHIE Beniston M. and J. Perez-Sanchez, 1992: An example of climate-relevant processes unresolved by present-day General Circulation Models. Env. Conserv., 19, 165-169. Beniston M. and Price M., 1992: Climate scenarios for the Alpine regions: A collaborative effort between the Swiss National Climate Program and the International Center for Alpine Environments. Env. Conserv., 19, 360-363. Budyko M. I., and Izrael Y. (Eds.), 1987 : Anthropogenic Climate Change, Hydrometeoizdat, Leningrad (en russe). Cliff A. D. and Ord J. K., 1981: Spatial Autocorrelation, Pion, London. Cubasch U., Hasselmann K., Hock H., Maier-Reimer E., Mikolajewicz U., Santer B. D., and Sausen R., 1992: Time-dependent greenhouse warming computations with a coupled ocean-atmosphere model. Climate dynamics, 8, 55-69. Giorgi F., Marinucci M. R., and Visconti G., 1990: Application of a limited area model nested in a general circulation model to regional climate simulation over Europe. J. Geophys. Res., 95, 18413-18431. Giorgi F., and Mearns L. O., 1991: Approaches to the simulation of regional climate change: a review. Rev. Geophys., 2, 191-216. Houghton J. T., Jenkins G. J., and Ephraums J. J. (Eds.), 1990: Climate change The IPCC Scientific Assessment. Cambridge University Press, Cambridge, 365 pp. Jaeger J., and Kellogg W. W., 1983: Anomalies in temperature and rainfall during warm Arctic seasons. Climatic Change, 34-60. Karl T. R., Wang W.-C., Schlesinger M. E., Knight R. W., and Portman D., 1990: A method relating General Circulation Model simulated climate to the observed local climate. Part I: Seasonal statistics. J. Clim., 1053-1079. Kellogg W. W., 1982: Precipitation trends on a warmer earth. In: Reck R. A., and Hummel J. R. (Eds.), Interpretation of climate and photochemical models, ozone and temperature measurements. AIP conference proceedings, New York, 35-45. Kellogg W.W., 1983: Regional scenarios of future climate change. Paper prepared for the International Federation of Institutes for Advanced Study (IFIAS), Programme on Analyzing Biospheric Changes (ABC). Kim J. W., Chang J. T., Baker N. L., Wilks D. S., and Gates W. L., 1984: The statistical problem of climate inversion: determination of the relationship between local and large-scale climate. Mon. Wea. Rev., 2069-2077.
and Kellogg W. W., 1983: Anomalies in temperature and rainfall during warm Arctic seasons. Climatic Change, 34-60. Karl T. R., Wang W.-C., Schlesinger M. E., Knight R. W., and Portman D., 1990: A method relating General Circulation Model simulated climate to the observed local climate. Part I: Seasonal statistics. J. Clim., 1053-1079. Kellogg W. W., 1982: Precipitation trends on a warmer earth. In: Reck R. A., and Hummel J. R. (Eds.), Interpretation of climate and photochemical models, ozone and temperature measurements. AIP conference proceedings, New York, 35-45. Kellogg W.W., 1983: Regional scenarios of future climate change. Paper prepared for the International Federation of Institutes for Advanced Study (IFIAS), Programme on Analyzing Biospheric Changes (ABC). Kim J. W., Chang J. T., Baker N. L., Wilks D. S., and Gates W. L., 1984: The statistical problem of climate inversion: determination of the relationship between local and large-scale climate. Mon. Wea. Rev., 2069-2077. Lough J. M., Wigley T. M. L., and Palutikof J. P., 1984: Climate and climate impact scenarios for Europe in a warmer world. J. Clim. and Appl. Met., 1673-1684. Mandelbrot B. B., 1983: The Fractal Geometry of Nature. W. H. Freeman and Co., New York. Mitchell J. F. B., Manabe S., Meleshko V., and Tokioka T., 1990: Equilibrium climate change and its implications for the future. In: Houghton J. T., Jenkins G. J., and Ephraums J. J. (Eds.) Climate change The IPCC Scientific Assessment. Cambridge University Press, Cambridge, 139-173. O'Neill R. V., 1988: Hierarchy theory and global change. In: Rosswall T., Woodmansee R. G., and Risser P. G. (Eds.), Scales and Global Change, J. Wiley and Sons, London. Palutikof J. P., Wigley T. M. L., Lough J. M., 1984: Seasonal climatic scenarios for Europe and North America in a high CO2, warmer world. Climatic Research Unit Publication, University of East Anglia, Norwich. NTIS, Springfield, 70pp. Pittock A. B. and Salinger M. J., 1982: Towards regional scenarios for a CO2-warmed earth. Climatic Change, 23-40. Schillepp M., and Schirmer H., 1977: Climates of Central Europe. In: Wallen C.C. (Ed.) Climates of Central and Southern Europe. World Survey of Climatology, Elsevier, Amsterdam-Oxford-New York,
S., Meleshko V., and Tokioka T., 1990: Equilibrium climate change and its implications for the future. In: Houghton J. T., Jenkins G. J., and Ephraums J. J. (Eds.) Climate change The IPCC Scientific Assessment. Cambridge University Press, Cambridge, 139-173. O'Neill R. V., 1988: Hierarchy theory and global change. In: Rosswall T., Woodmansee R. G., and Risser P. G. (Eds.), Scales and Global Change, J. Wiley and Sons, London. Palutikof J. P., Wigley T. M. L., Lough J. M., 1984: Seasonal climatic scenarios for Europe and North America in a high CO2, warmer world. Climatic Research Unit Publication, University of East Anglia, Norwich. NTIS, Springfield, 70pp. Pittock A. B. and Salinger M. J., 1982: Towards regional scenarios for a CO2-warmed earth. Climatic Change, 23-40. Schillepp M., and Schirmer H., 1977: Climates of Central Europe. In: Wallen C.C. (Ed.) Climates of Central and Southern Europe. World Survey of Climatology, Elsevier, Amsterdam-Oxford-New York, 3-74. Von Storch H., Zorita E., and Cubasch U., 1991: Downscaling of global climate change estimates to regional scales: an application to Iberian rainfall in Wintertime. Report No. 64, Max-Planck Institut fur Meteorologie, Hamburg, 39pp. Wigley T. M. L., Jones P. D., and Kelly P. M., 1980: Scenario for a warm, high CO2 world. Nature, 283, 17-21. Wigley T. M. L., Jones P. D., Briffa K. R., and Smith G., 1990: Obtaining sub-grid scale information from coarse-resolution general circulation model output. J. Geophys. Res., 19431953. Wilks D. S., 1989: Statistical specification of local surface weather elements from large-scale information. Theor. Appl. Climatol., 119-134. Williams J., 1980: Anomalies in temperature and rainfall during warm arctic seasons as a guide to the formulation of climate scenarios. Climatic Change, 249-266. Chassagneux (4) et M. Girard (5) (1) Météo-France, CNRM/DAP, 2 avenue Rapp, 75340 Paris Cedex 07 (2) GIS Alpes du Nord, Chambéry (3) INRA Sciences du sol, Thonon-les-Bains (4) Météo-France, SMIR Centre-Est, Lyon (5) Météo-France, S3C, Paris RESUME Les investigations en agrométéorologie et biométéorologie humaine (ou animale) requièrent des démarches spécifiques. Après avoir replacé l'intérêt de telles études dans le contexte économique actuel, les auteurs examinent tout d'abord leurs aspects méthodologiques : niveaux
warm, high CO2 world. Nature, 283, 17-21. Wigley T. M. L., Jones P. D., Briffa K. R., and Smith G., 1990: Obtaining sub-grid scale information from coarse-resolution general circulation model output. J. Geophys. Res., 19431953. Wilks D. S., 1989: Statistical specification of local surface weather elements from large-scale information. Theor. Appl. Climatol., 119-134. Williams J., 1980: Anomalies in temperature and rainfall during warm arctic seasons as a guide to the formulation of climate scenarios. Climatic Change, 249-266. Chassagneux (4) et M. Girard (5) (1) Météo-France, CNRM/DAP, 2 avenue Rapp, 75340 Paris Cedex 07 (2) GIS Alpes du Nord, Chambéry (3) INRA Sciences du sol, Thonon-les-Bains (4) Météo-France, SMIR Centre-Est, Lyon (5) Météo-France, S3C, Paris RESUME Les investigations en agrométéorologie et biométéorologie humaine (ou animale) requièrent des démarches spécifiques. Après avoir replacé l'intérêt de telles études dans le contexte économique actuel, les auteurs examinent tout d'abord leurs aspects méthodologiques : niveaux d'investigation topoclimatique et microclimatique, zonage du territoire alpin, typologies diverses. Quelques études agrométéorologiques récentes sont ensuite présentées; elles portent sur l'utilisation de la végétation en tant qu'indicateur bioclimatique des microclimats et sur la prévision de la production et de la qualité des fourrages. Quelques éléments de caractérisation des sites de séjour en montagne prenant en compte les déterminants géographiques et topographiques sont enfin présentés dans une perspective d'application en bioclimatologie humaine. ABSTRACT Investigation into agrometeorology and human biometeorology in mountainous terrain requires specific approaches. Such studies are first situated within the present economic context. The authors consider then the methodological aspects of such studies: investigations at the scales of topoclimate and microclimate, zonation of the French Alpine region, various typologies. A few agrometeorological studies are presented thereafter. They concern the use of natural vegetation as a bioclimatic indicator of microclimates, the prediction of yield and quality of forages. Some elements for the characterisation of mountain resorts taking into account geographic and topographic determinants are finally presented in a view for application in the realm of human bioclimatology. INTRODUCTION Les régions montagneuses constituent, dans le contexte économique actuel au sens large, un territoire spécifique. Les activités traditionnelles y sont parfois supplantées
séjour en montagne prenant en compte les déterminants géographiques et topographiques sont enfin présentés dans une perspective d'application en bioclimatologie humaine. ABSTRACT Investigation into agrometeorology and human biometeorology in mountainous terrain requires specific approaches. Such studies are first situated within the present economic context. The authors consider then the methodological aspects of such studies: investigations at the scales of topoclimate and microclimate, zonation of the French Alpine region, various typologies. A few agrometeorological studies are presented thereafter. They concern the use of natural vegetation as a bioclimatic indicator of microclimates, the prediction of yield and quality of forages. Some elements for the characterisation of mountain resorts taking into account geographic and topographic determinants are finally presented in a view for application in the realm of human bioclimatology. INTRODUCTION Les régions montagneuses constituent, dans le contexte économique actuel au sens large, un territoire spécifique. Les activités traditionnelles y sont parfois supplantées par des activités à caractère touristique. Par ailleurs la gestion et la préservation de la qualité du paysage sont apparus récemment comme une préoccupation majeure notamment vis-à-vis de la complémentarité entre les deux types d'activité économique évoqués ci-dessus. Dans cet article deux centres d'intérêt scientifique seront abordés: d'une part les préoccupations récentes des chercheurs en agronomie de l'INRA en matière de typologie des prairies permanentes dans les Alpes du Nord et de recherche de descripteurs reliés à leur valeur d'usage, d'autre part les travaux réalisés à Météo-France visant à qualifier le climat d'un site donné en zone montagneuse en ce qui concerne ses bienfaits sur la santé humaine. Dans un cas comme dans l'autre, des avancées méthodologiques sont nécessaires sur les points suivants : l'approche des processus atmosphériques à l'échelle du topoclimat, la définition des caractéristiques originales des microclimats de moyenne altitude, l'établissement de zonages de l'espace montagnard à différentes échelles spatiales. Pour les sujets qui nous préoccupent ici, il ne faut pas perdre de vue qu'il faudra peut-être renoncer à une description exhaustive du climat sur le plan spatial en région montagneuse, pour se focaliser sur un site donné et étudier à fond les différents déterminants, géographiques, topographiques voire
préoccupations récentes des chercheurs en agronomie de l'INRA en matière de typologie des prairies permanentes dans les Alpes du Nord et de recherche de descripteurs reliés à leur valeur d'usage, d'autre part les travaux réalisés à Météo-France visant à qualifier le climat d'un site donné en zone montagneuse en ce qui concerne ses bienfaits sur la santé humaine. Dans un cas comme dans l'autre, des avancées méthodologiques sont nécessaires sur les points suivants : l'approche des processus atmosphériques à l'échelle du topoclimat, la définition des caractéristiques originales des microclimats de moyenne altitude, l'établissement de zonages de l'espace montagnard à différentes échelles spatiales. Pour les sujets qui nous préoccupent ici, il ne faut pas perdre de vue qu'il faudra peut-être renoncer à une description exhaustive du climat sur le plan spatial en région montagneuse, pour se focaliser sur un site donné et étudier à fond les différents déterminants, géographiques, topographiques voire botaniques de son topoclimat. ASPECTS METHODOLOGIQUES Les topoclimats de moyenne montagne Deux types différents de phénomènes physiques, interdépendants à une échelle spatiale supérieure, mais distincts à l'échelle locale sont à prendre en compte: l'exposition particulière du site au rayonnement solaire en fonction de l'inclinaison et de l'orientation du versant (à l'origine du contraste adret-ubac) d'une part, les écoulements particuliers de l'air générés par la disposition du relief tels que les brises de pente et de vallée, et, dans certaines configurations topographiques, l'effet de foehn (lorsque la direction du vent en altitude est perpendiculaire à la ligne de crête) d'autre part. D'autres phénomènes physiques, importants notamment pour la santé humaine, ont des facteurs d'occurrence particuliers en montagne, à savoir le brouillard et les orages. Les microclimats de moyenne altitude Le microclimat est la plus petite unité spatiale homogène sur le plan de l'environnement climatique, c'est-à-dire que les données météorologiques mesurées à une même hauteur au-dessus du sol sont homogènes dans ce domaine spatial réduit. Les processus à étudier à cette échelle sont les transferts de masse et d'énergie de la végétation vers l'atmosphère et les phénomènes d'advection à l'échelle locale. En terrain plat il se produit un phénomène d'advection locale dès
l'origine du contraste adret-ubac) d'une part, les écoulements particuliers de l'air générés par la disposition du relief tels que les brises de pente et de vallée, et, dans certaines configurations topographiques, l'effet de foehn (lorsque la direction du vent en altitude est perpendiculaire à la ligne de crête) d'autre part. D'autres phénomènes physiques, importants notamment pour la santé humaine, ont des facteurs d'occurrence particuliers en montagne, à savoir le brouillard et les orages. Les microclimats de moyenne altitude Le microclimat est la plus petite unité spatiale homogène sur le plan de l'environnement climatique, c'est-à-dire que les données météorologiques mesurées à une même hauteur au-dessus du sol sont homogènes dans ce domaine spatial réduit. Les processus à étudier à cette échelle sont les transferts de masse et d'énergie de la végétation vers l'atmosphère et les phénomènes d'advection à l'échelle locale. En terrain plat il se produit un phénomène d'advection locale dès qu'existe une zone de discontinuité liée à un changement des conditions de surface entre deux parcelles (rugosité de surface, état hydrique du sol, albédo, couverture neigeuse, écoulements hydriques latéraux de subsurface,... ), lesquelles peuvent dépendre des pratiques culturales (ex : l'irrigation en été pour l'état hydrique du sol). Ces zones de discontinuité peuvent éventuellement être matérialisées par une haie, un brise-vent ou une lisière de forêt. En montagne, les hétérogénéités à l'échelle microclimatique seront renforcées par les brises de pente ascendantes qui apparaîtront dès l'instant où le versant considéré sera ensoleillé. De plus, pour certaines expositions, le gradient vertical de température au-dessus du sol peut être plus important qu'en plaine. Ceci nous incite à affecter au microclimat de montagne une dimension caractéristique de l'ordre de la dizaine de mètres (à comparer à la centaine de mètres en plaine). La seule façon de connaître un microclimat donné est bien entendu d'implanter un poste de mesures. À défaut il peut être possible d'utiliser en région montagneuse des indicateurs biologiques relatifs à la végétation naturelle pour cartographier les microclimats. Les zonages Un zonage correspond à un découpage du territoire étudié en zones au sein desquelles il existe un caractère climatique commun ayant une
de discontinuité peuvent éventuellement être matérialisées par une haie, un brise-vent ou une lisière de forêt. En montagne, les hétérogénéités à l'échelle microclimatique seront renforcées par les brises de pente ascendantes qui apparaîtront dès l'instant où le versant considéré sera ensoleillé. De plus, pour certaines expositions, le gradient vertical de température au-dessus du sol peut être plus important qu'en plaine. Ceci nous incite à affecter au microclimat de montagne une dimension caractéristique de l'ordre de la dizaine de mètres (à comparer à la centaine de mètres en plaine). La seule façon de connaître un microclimat donné est bien entendu d'implanter un poste de mesures. À défaut il peut être possible d'utiliser en région montagneuse des indicateurs biologiques relatifs à la végétation naturelle pour cartographier les microclimats. Les zonages Un zonage correspond à un découpage du territoire étudié en zones au sein desquelles il existe un caractère climatique commun ayant une relative homogénéité spatiale. En montagne, les possibilités de zonage sont limitées pour deux raisons : d'une part le réseau de mesures pluvio-thermométriques est loin de couvrir de façon homogène et exhaustive l'espace montagnard, essentiellement du fait qu'il y a très peu de postes de mesures au-dessus de 1500 mètres d'altitude (une vingtaine seulement dans les Alpes françaises), et qu'aux altitudes plus basses il existe une localisation préférentielle des postes en fond de vallée (Choisnel et Seguin, 1987). D'autre part toutes les variables climatiques subissent une variation systématique avec l'altitude. Un zonage climatique du Limousin a été par exemple réalisé en prenant comme critère la « signature » du régime pluviométrique (Atlas agroclimatique Figure 1 Zonage climatique des Alpes françaises (d’après Veyret, 1979) Méthodologie d’établissement du zonage des régimes pluviométriques des Alpes françaises (figure 2) . . Un fichier en points de grille des moyennes saisonnières de pluviométrie (HIVER = D + J + F; PRINTEMPS = M + A + M; ÉTÉ = J + J + A; AUTOMNE = S + O + N) obtenues par application de la méthode Aurelhy (grille : 5 x 5 km2) a tout d’abord été constitué sur une fenêtre en latitude et longitude
(une vingtaine seulement dans les Alpes françaises), et qu'aux altitudes plus basses il existe une localisation préférentielle des postes en fond de vallée (Choisnel et Seguin, 1987). D'autre part toutes les variables climatiques subissent une variation systématique avec l'altitude. Un zonage climatique du Limousin a été par exemple réalisé en prenant comme critère la « signature » du régime pluviométrique (Atlas agroclimatique Figure 1 Zonage climatique des Alpes françaises (d’après Veyret, 1979) Méthodologie d’établissement du zonage des régimes pluviométriques des Alpes françaises (figure 2) . . Un fichier en points de grille des moyennes saisonnières de pluviométrie (HIVER = D + J + F; PRINTEMPS = M + A + M; ÉTÉ = J + J + A; AUTOMNE = S + O + N) obtenues par application de la méthode Aurelhy (grille : 5 x 5 km2) a tout d’abord été constitué sur une fenêtre en latitude et longitude incluant l’ensemble du massif alpin et de ses contreforts. Un codage a été ensuite réalisé en chaque point de grille à partir du classement par ordre décroissant des quatre valeurs moyennes saisonnières (ex: AHÉP, APHE, HEAP,...). Un zonage a été alors établi en recherchant à regrouper spatialement des points de grille ayant un caractère commun. Il est apparu que les agrégations spatiales entre points de grille et les limites entre zones sont plus marquées dans les Alpes du Sud que dans les Alpes du Nord. C’est pourquoi le classement des saisons, pour les Alpes du Sud, est indiqué entre parenthèses (ex : AHÉP Automne, Hiver, Printemps, Été). On peut par exemple remarquer au sein du département des Hautes-Alpes que le tracé de la haute vallée de la Durance constitue une limite de zone, le minimum pluviométrique se situant en hiver à rive gauche et en été à rive droite. Dans les Alpes du Nord des zones homogènes n’ont pu être établies qu’en se limitant à l’identification de la saison de pluviométrie maximale (max) et de la saison de pluviométrie minimale (min). Enfin deux zones charnières (hachurées sur la figure 2), où aucune structure n’apparaît, ont été exclues du zonage. Méthodologie