Quel sens donner aux événements extrêmes dans

Transcription

Quel sens donner aux événements extrêmes
dans le contexte du changement climatique ?
Julien Cattiaux
CNRM-GAME | CNRS/Météo-France
Journée Scientifique de Météo & Climat
La perception du changement climatique
3 décembre 2013
Introduction
Changement climatique
Extrêmes de température
. . . et les autres !
Fin
Une première réponse ?
I France 24, 27/09/2013, interview d’un climatologue :
““Il y a clairement une multiplication des événements extrêmes”, note ce
climatologue. [...] le réchauffement de l’atmosphère dû aux émissions de gaz à effet
de serre fournit l’énergie nécessaire au déclenchement de ces événements. Pour lui,
même les ouragans de type Sandy [...] proviennent du réchauffement climatique.”
I Le Nouvel Obs, 29/09/2013, tribune d’un mathématicien :
“la température de la Terre n’augmente plus depuis quinze ans [. . . ] Les répliques de
la canicule de 2003 se font attendre. Sandy n’est pas Katrina. L’activité cyclonique
est à un niveau particulièrement bas ces dernières années.”
Julien Cattiaux (CNRM-GAME) – Extrêmes et Changement Climatique
Journée Scientifique de Météo & Climat - 3 déc 2013
Introduction
Fin
Une première réponse ?
I France 24, 27/09/2013, interview d’un climatologue :
““Il y a clairement une multiplication des événements extrêmes”, note ce
climatologue. [...] le réchauffement de l’atmosphère dû aux émissions de gaz à effet
de serre fournit l’énergie nécessaire au déclenchement de ces événements. Pour lui,
même les ouragans de type Sandy [...] proviennent du réchauffement climatique.”
I Le Nouvel Obs, 29/09/2013, tribune d’un mathématicien :
“la température de la Terre n’augmente plus depuis quinze ans [. . . ] Les répliques de
la canicule de 2003 se font attendre. Sandy n’est pas Katrina. L’activité cyclonique
est à un niveau particulièrement bas ces dernières années.”
Introduction
Fin
Spoiler
1
Événements extrêmes : de la météo au climat
2
Le changement climatique
3
Changement climatique et extrêmes de température
4
Que peut-on dire des autres extrêmes ?
Introduction
Fin
Spoiler
1
2
3
4
Introduction
Fin
Stp, dessine-moi un extrême
En France, depuis 15 ans. . .
Août 2003
Avril 2011
Juin 2013
Décembre 2009
Décembre 1999
Février 2010
I Événements localisés (espace et temps), rares, et à forts impacts.
Introduction
Fin
Dans le monde, en 2012. . .
USA
Mexique
Pékin
Genève
USA Atl.
Groënland
Introduction
Fin
Dans le monde, en 2012. . .
USA
Mexique
Pékin
Genève
USA Atl.
Groënland
Introduction
Fin
Climat, météo, extrêmes
Climat : ensemble des possibles. Météo : une réalisation. Extrême : une réalisation rare.
I Un extrême est météorologique.
I Observer la météo & les extrêmes sur une durée renseigne sur le climat.
Introduction
Fin
Introduction
Fin
Introduction
Fin
Introduction
Fin
Décrire les extrêmes en sciences du climat
I Statistique
Temps de retour, dépassements de seuil, records,
théorie des valeurs extrêmes.
I Physique
Processus impliqués (précurseurs, déclencheurs,
amplificateurs).
Plaquette Missterre.
I Études de cas
Compréhension d’événements
singuliers.
Numéros spéciaux BAMS.
Introduction
Fin
Plan
1
2
3
4
Introduction
Fin
Bilan énergétique du système {Terre}
Adapté de l’IPCC AR4 (2007) FAQ 1.1 Fig. 1.
Activité solaire – Gaz à effet de serre – Aérosols
Introduction
Fin
Introduction
Fin
Introduction
Fin
Introduction
Fin
Introduction
Fin
Forçages externes et déséquilibre énergétique
Effective Radiative Forcing [W.m−2]
Solar (NAT)
2
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2000
Données : F.M. Bréon (LSCE, communication personnelle).
Introduction
Fin
Solar (NAT)
GHG (ANT)
2
0
−2
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1750
1800
1850
1900
1950
2000
Introduction
Fin
2
Solar (NAT)
GHG (ANT)
Volcanic (NAT)
Aerosol (ANT)
0
−2
−4
1750
1800
1850
1900
1950
2000
Introduction
Fin
Source : IPCC AR5 (2013) Fig. 8.18.
Introduction
Fin
Où va cet excès d’énergie ?
,→ {Océans}93% + {Cryosphère}3% + {Continents}3% + {Atmosphère}1%
Source : IPCC AR5 (2013) FAQ 2.1 Fig. 1.
I Les réponses aux forçages externes se superposent à la variabilité interne.
Introduction
Fin
Introduction
Fin
Land surface air temperature: 4 datasets
Anomaly (°C)
Sea level: 6 datasets
Anomaly (mm)
Sea-surface temperature: 5 datasets
Anomaly (°C)
Summer arctic sea-ice extent: 6 datasets
Extent (106km2)
1850
1900
1950
2000
1850
1900
1950
2000
Introduction
Fin
Global ne signifie pas uniforme !
I Exemple de la structure horizontale et verticale du réchauffement.
1958-2012
Source : IPCC AR5 (2013) Figs. 2.21 et 2.24.
Introduction
Fin
Comment attribuer ces changements ?
I Utilisation de modèles de climat, avec sélection des forçages.
Détection
Attribution
Observations
Variabilité Interne
Y
Observations
Var. Int. + Forçage X
Var. Int. + Forçage Y
Obs.
X+Y
X
. . . et donc ?
Introduction
Fin
Comment attribuer ces changements ?
Source : IPCC AR5 (2013) Fig. SPM6.
Introduction
Fin
Quels scénarii pour le 21e siècle ?
I Forçages résultant d’hypothèses socio-économiques.
Source : Meinhausen et al. (2011), infos ici.
Introduction
Fin
Quelles projections pour le climat ?
I Selon le scénario, un climat à la carte. . .
Source : IPCC AR5 (2013) Figs. SPM7 & SPM9.
Introduction
Fin
Plan
1
2
3
4
Introduction
Fin
À l’échelle globale
Introduction
Fin
Source : IPCC AR5 (2013) FAQ 2.2 Fig. 1 & Fig. 2.32.
Introduction
Fin
Source : IPCC AR5 (2013) FAQ 2.2 Fig. 1 & Fig. 2.32 & Fig. 11.17.
Introduction
Fin
Plus près de chez nous
I Tous les records chauds saisonniers battus depuis 10 ans.
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Adapté de
Cattiaux (2010).
Données :
HadCRUT4.
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1900
1920
1940
1960
1980
2000
Introduction
Fin
Placer un événement dans une perspective climatique
I Exemple de l’été 2003.
Une moyenne saisonnière Europe dans la moyenne d’ici [2050]8.5 .
Certaines températures quotidiennes France encore anormales en [2100]8.5 .
12
European summer temperatures
Temperature anomaly (° C)
10
HadCRUT4
historical (25)
rcp85 (24)
8
6
4
2
0
−2
1900
1950
2000
2050
2100
Adapté de Stott et al. (2004) Fig. 1 et de Beniston (2007) Fig. 3.
Introduction
Fin
12
10
8
HadCRUT4
historical (25)
rcp85 (24)
rcp26 (14)
6
4
2
0
−2
1900
1950
2000
2050
2100
Introduction
Fin
10
50
8
HadCRUT4
historical (25)
rcp85 (24)
rcp26 (14)
Max. Temperature (° C)
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Jun
2050
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Q10
Q1
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2000
Q99
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1950
Aug
40
0
1900
Jul
Average 1961−90
Summer 2003
Quantiles 2070−99 (rcp85)
10
Introduction
Fin
Lier un événement au changement climatique – 1/2
I Estimation du changement de probabilité d’occurrence.
Exemple : proba été 2003 multipliée par 4 [2–10] par facteurs anthropiques.
Source : Stott et al. (2004) Fig. 3a.
Introduction
Fin
I Estimation du changement de probabilité d’occurrence.
Exemple : proba été 2003 multipliée par 4 [2–10] par facteurs anthropiques.
I Étude des processus physiques impliqués dans l’événement.
Blocages anticycloniques persistants et conditions de surface.
Introduction
Fin
I Pas de tendance détectée dans les occurrences de blocage. . . mysymb
. . . mais de plus en plus chaud à circulations analogues.
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Exemple de l’année 2011, Cattiaux and Yiou (2012).
Introduction
Fin
Plan
1
2
3
4
Introduction
Fin
Une intensification du cycle hydrologique
I Plus chaud, plus de vapeur d’eau ! (Clausius-Clapeyron).
Total precipitation (2080/99 – 1980/99)
Mean intensity (2080/99 – 1980/99)
Number of dry days (2080/99 – 1980/99)
Source : IPCC AR4 (2007) Figs. 10.12 et 10.18 et IPCC AR5 Figs. 2.29 et 2.33.
Introduction
Fin
Une intensification du cycle hydrologique
I Plus chaud, plus de vapeur d’eau ! (Clausius-Clapeyron).
Total precipitation (2080/99 – 1980/99)
Mean intensity (2080/99 – 1980/99)
Number of dry days (2080/99 – 1980/99)
Source : IPCC AR4 (2007) Figs. 10.12 et 10.18 et IPCC AR5 Figs. 2.29 et 2.33.
Introduction
Fin
Quelles conséquences sur les extrêmes hydrologiques ?
I Précipitations intenses :
Augmentation générale projetée, et partiellement observée (probable).
Influence anthropique détectée sur certains événements (Pall et al. (2011)).
Pas de signal clair sur les crues, incertitudes liées à l’aménagement.
I Sécheresses :
Augmentation probable dans certaines régions (dont Europe méridionale).
Pas de signal détecté dans les observations (Dai et al. (2011 vs. 2004)).
Introduction
Fin
Cyclones tropicaux
I Se forment sous certaines conditions thermiques et dynamiques.
Source : NASA Earth Observatory, infos ici.
Introduction
Fin
Cyclones tropicaux et changement climatique
I À quoi peut-on s’attendre ?
Fréquence globale probablement à la baisse ou constante.
Augmentation probable des vents max dans certains bassins.
Augmentation probable des précipitations associées.
+ Augmentation des surcôtes liée à l’élévation du niveau marin.
Exemple : proba inondations Sandy multipliée par 2 (Sweet et al. (2012)).
I Pas de tendance détectée.
Forte variabilité, hétérogénéité des observations, insuffisances des modèles.
Introduction
Fin
Un mot sur les tempêtes
I Origine principalement atmosphérique.
Source : Atlas de l’Université de Reading.
I Quelles tendances ?
Décalage vers les pôles, observé et projeté (probable). . .
. . . mais pas d’attribution formelle aux forçages anthropiques.
Introduction
Fin
Un mot sur les tempêtes
I Origine principalement atmosphérique.
Source : Atlas de l’Université de Reading.
I Quelles tendances ?
Décalage vers les pôles, observé et projeté (probable). . .
. . . mais pas d’attribution formelle aux forçages anthropiques.
Introduction
Fin
En résumé
I Un extrême est météorologique, les extrêmes renseignent sur le climat.
Le climat est la distribution de probabilité de la météo ( = du temps).
I Le changement climatique actuel résulte d’un déséquilibre énergétique.
L’augmentation des concentrations de GES en est la contribution majeure.
I Pour chaque variable, réponses aux forçages se superposent à variabilité interne.
L’évolution récente du système est incompatible avec les causes naturelles seules.
—
I Le changement climatique modifie-t-il les extrêmes ?
Signaux clairs pour certains (e.g. température), plus complexes pour d’autres (e.g. cyclones).
I Peut-on imputer un événement au changement climatique ?
Non. Mais on peut estimer comment sa probabilité d’occurrence a été modifiée.
Introduction
Fin
En résumé
I Un extrême est météorologique, les extrêmes renseignent sur le climat.
Le climat est la distribution de probabilité de la météo ( = du temps).
I Le changement climatique actuel résulte d’un déséquilibre énergétique.
L’augmentation des concentrations de GES en est la contribution majeure.
I Pour chaque variable, réponses aux forçages se superposent à variabilité interne.
L’évolution récente du système est incompatible avec les causes naturelles seules.
—
I Le changement climatique modifie-t-il les extrêmes ?
Signaux clairs pour certains (e.g. température), plus complexes pour d’autres (e.g. cyclones).
I Peut-on imputer un événement au changement climatique ?
Non. Mais on peut estimer comment sa probabilité d’occurrence a été modifiée.
Merci

Quel sens donner aux événements extrêmes dans

Transcription

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