Réingénierie des alertes météorologiques pour

Réingénierie des alertes météorologiques
pour des besoins en adaptation
(santé et sécurité)
Par Philippe Gachon1,2 et Olivier Gagnon3
1Centre
Canadien de la Modélisation et de l’Analyse Climatique, Environnement Canada,
2Centre
pour l'Étude et la Simulation du Climat à l'Échelle Régionale (ESCER), Université du Québec à Montréal
3Service
Météorologique du Canada (SMC), Région du Québec, Environnement Canada
[email protected]
26e Entretiens Jacques Cartier, Colloque #8 sur la Gestion des risques face aux
changements climatiques, CNRS, Lyon, France
Plan de la présentation
• Alertes météorologiques:
– Approche traditionnelle
– Nouveau concept et besoin
• Exemple de réingénierie des alertes et des
applications en santé et sécurité:
– Vagues de chaleur
– Vague de froid (Canada)
• Conclusion et projets en développement
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Alertes météorologiques: revoir l’approche
traditionnelle de vigilance météorologique
• Système d’avertissement actuel (binaire)
Pas d’avertissement
Avertissement de temps violent
Basé sur les conditions météo
(Critères fixes)
• Peu de mesure formelle quant à l’efficacité des systèmes d’alerte
météo vis-à-vis de:
1 – Engendrer une perception adéquate des risques parmi les usagers
2 - Déclencher une réaction et des actions appropriées vis-à-vis des alertes
NOAA, 2011. NWS Central Region Service Assessment Joplin, Missouri, Tornado
http://www.noaanews.noaa.gov/stories2011/20110920_joplin.html
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Alertes météorologiques: revoir l’approche
traditionnelle
• On connait toutefois certains éléments clés d’un système d'alerte
efficace afin que celui-ci soit :
1- Compréhensible (bonne communication des risques),
2- Crédible (faible taux de fausses alertes, fondé sur les impacts météo
plutôt que sur les conditions météo uniquement)
3- Pertinent (répond aux besoins des processus décisionnels des
usagers)
• On doit donc viser à disséminer une information plus large et plus
nuancée afin d’augmenter la pertinence des avertissements météo. et
ainsi faciliter une meilleure:
1. Intégration: profiter d’information déjà existante ou en développement
(ex. données historiques et futures, données de partenaires)
2. Communication: mieux expliquer les risques et augmenter la
pertinence ou l’utilisation des avertissements
3. Coordination: fournir un meilleur suivi aux décideurs en période de
météo menaçante
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Vigilance (nouveau concept en développement)
mise en commun des expertises
• Prémisse de départ :
Les systèmes d’alertes précoces les plus efficaces (OMM, 2010) sont
ceux qui parviennent à engager les différentes parties prenantes qui le
composent (Météorologie, hydrologie, sécurité publique, santé, transport,
etc.)
4 composantes opérationnelles des systèmes d’alertes précoces
efficaces:
• Détection, surveillance et prévision des risques;
• Évaluation des risques potentiels;
• Diffusion d'alertes rapides, pertinentes et compréhensibles – par les
•
pouvoirs publics;
Activation des plans d'urgence pour se préparer et réagir, et programme de
formation.
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Tendances de transformation des systèmes
d’alerte météo opérationnels (quelques exemples)
Approche de vigilance Météorologique
- Intégration des vulnérabilités (échange
d’expertise entre partenaires)
- Alertes basées sur les impacts
- Révision de la communication des risques
France, 2001
- Plan de communication conjoint entre
partenaires
- Développement de seuils d’alerte
conjointement avec les partenaires
- Révision de la communication des risques
UK, 2008
Weather Ready nation (en cours)
- Impact-Based Decision Support Services
- Joint Review of thresholds / communication
USA, 2011
(amorce de transformation)
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NOAA, 2011. Weather Ready Nation
http://www.nws.noaa.gov/com/weatherreadynation/
Pilote du SMC : approche de Vigilance; interrelier les chaînes d’actions
(2) Vulnérabilité
Restauration
Protection
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Amélioration (Promotion)
Maintient (Surveillance de l’état de santé, Prévention)
Vigilance : projets pilotes 2011-12
- Perception du risque (continuité dans le temps)
- Niveau de confiance (incertitude)
- Communication basée sur les impacts (incl. Vulnérabilité)
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- Évaluation conjointe
Vigilance Santé / Sécurité civile : réflexion
conjointe
1) Accroître la connaissance sur les liens entre les conditions
météo et les impacts santé (identifier les vulnérabilités et les
facteurs de risques)
2) Développer une compréhension mutuelle du contexte
opérationnel des organisations (dialogue, interopérabilité entre
les diverses administrations, échange d’expertise)
3) Nuancer la communication des risques (temps, espace, niveau
de risque, incertitude, cohérence des messages)
4) Produire une évaluation conjointe de performance dans un
contexte d’amélioration continue
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Exemple d’application dans le domaine de la santé
(ex. vagues de chaleur et de froid)
• Contexte : Projet (Faire-face Aux Changements Ensemble, FACE) dont
•
•
l’objectif est de favoriser notre capacité d’adaptation face aux Changements
Climatiques au Canada et en Afrique de l’Ouest dans le domaine des
ressources en eau
– Aspects: urbain et péri-urbain
– Pays concernés: Canada (sud du Québec), Maroc, Niger
Projet Santé (S4): Système d’alerte et de surveillance des extrêmes et
leurs conséquences sur la santé (ex. d’objectifs)
– Établir un protocole d’analyse multi-variée et appropriée pour les aléas
hydro-météorologiques et les extrêmes selon le contexte climatique et
environnemental régional: participer à l’élaboration des cartes de vigilance
et les systèmes d’alerte (Québec, Maroc et Niger).
Il est important … “d’Intégrer la variabilité climatique et le changement
climatique dans les systèmes d’alerte” (WMO, 2012: Draft on the
implementation plan for the global framework for climate services – Health
exemplar, Sept. 2012)”
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Définition et critères pour les
vagues de chaleur (contexte et applications)
• La définition des canicules varie selon les pays et les
•
applications
Critères météo. ou climatiques (variables Tmax):
– Au Québec, les avertissements de chaleur et d’humidité
accablantes provenant d’Environnement Canada: Tmax ≥ 30°C
avec indice humidex élevé (3 jours)
– À l’échelle globale, indices d’extrêmes (HWDI ou WSDI): 6 jours
où Tmax>Tmax (moy. climato) + 5°C ou Tmax> 90e centile Tmax
• Critères santé (ex. excès de mortalité de 60% ou +):
– Exemple pour la région de Montréal: Tmax> 33°C et Tmin > 20°C
durant 3 jours ou + (incluant ou pas la facteur humidex);
– Tmin > 25 °C durant 2 nuits consécutives (cf. INSPQ, 2012)
• Contexte urbain (facteurs d’exacerbation locaux): Îlots
de Chaleur Urbains augmentent
Tmax/Tmin (ex. +5/7°C)
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Indices proposés (ex. ClimDex, ETCCDI, etc.): vagues de chaleur et de froid
Indices annuels basés sur
une occurrence non définie
pour une application
régionale en particulier
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APPLICABILITÉ DES INDICES PROPOSÉS (définis à l’échelle
globale) vis-à-vis DES PROBLÉMATIQUES RÉGIONALES
(APPLICATIONS DANS LE DOMAINE DE LA SANTÉ)
• Est-ce que les définitions proposées s’appliquent à nos conditions
régionales en terme d’intensité (seuils), d’occurrence (distribution
temporelle), de fréquence (période de retour) et de durée d’événements à
travers le Canada ?
• Comment utiliser ses indices afin d’aider à réduire:
1.
2.
Le degré ou niveau d’exposition des populations (ex. zones
urbaines) et
Le risque pour la santé des populations vulnérables (conditions
futures vs actuelles) ?
• Quelle définition doit être adoptée à partir des produits régionaux
météorologiques et climatiques disponibles (i.e. stations, modèles de
prévision météorologiques et climatiques) dans le but de:
Mieux anticiper leurs effets socio-sanitaires en zone urbaine et périurbaine
Développer les informations nécessaires pour les cartes de vigilance
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et les systèmes d’alerte
Favoriser l’adaptation vis-à-vis des décideurs et des populations
• Vagues de Chaleur
Acronyme
Fenêtre
temporelle
HWDI-2
Saison chaude
(JJA)
HWDI-4
HWDI-5
HWDI-6
Indices équivalents issus d’études antérieures
CD
ST
ET
FR
KH GA
Nombre de séquences d’occurrence avec au moins 3 jours
consécutifs où Tmax≥ 3°C + moyenne saisonnière de Tmax
(1981-2010)
HWDI-1
HWDI-3
Définition
×
Nombre de séquences d’occurrence avec au moins 6 jours
consécutifs où Tmax ≥ 3°C + moyenne saisonnière de Tmax
(1981-2010)
Nombre de séquences d’occurrence avec au moins 3 jours
consécutifs où Tmax≥ 5°C + moyenne saisonnière de Tmax
(1981-2010)
Nombre de séquences d’occurrence avec au moins 6 jours
consécutifs où Tmax≥ 5°C + moyenne saisonnière de Tmax
(1981-2010))
Nombre de séquences d’occurrence avec au moins 3 jours
consécutifs où Tmax ≥ moyenne saisonnière journalière du
90ème centile de Tmax (1981-2010)
Nombre de séquences d’occurrence avec au moins 6 jours
consécutifs où Tmax ≥ moyenne saisonnière journalière du
90ème centile de Tmax (1981-2010)
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
Nombre de séquences d’occurrence avec au moins 3 jours
5 mois
consécutifs avec Tmax ≥ 25°C et Tmin ≥ 18°C pour chaque jour
couvrant la
du calendrier
période chaude
Nombre de séquences d’occurrence avec au moins 3 jours
(MJJAS)
HWDI-H2*
consécutifs avec Tmax ≥ 25°C et Tmin ≥ 18°C pour chaque jour
du calendrier en utilisant une moyenne glissante de 3 jours
Nombre de séquences d’occurrence avec au moins 3 jours
HWDI-H3
consécutifs avec Tmax ≥ 25°C et Tmin ≥ 18°C pour chaque jour
du calendrier en utilisant une moyenne glissante de 5 jours
HWDI-H1*
Les acronymes utilisés dans ce tableau font référence à CD: ClimDex, ST: STARDEX, ET: ETCCDI, FR: Frich et al. (2002), KH : Khaliq et al. (2007), et
GA: Gachon et al. (2005). Les CD, ET, et FR correspondent à des études réalisées à l’échelle globale; ST pour diverses régions européennes; KH
et GA pour la partie est du Canada.
*Chebana et al. (2012): A general and flexible methodology to define thresholds for heat health watch and warning systems, applied to the
province of Québec (Canada). International Journal of Biometeorology, 1-14. Aug. 2012. DOI : 10.1007/s00484-012-0590-2.
• Vagues de Chaleur:
JJA (1981-2010) – grille 10-km
HWDI-1
HWDI-2
Nombre de séquences d’occurrence avec
au moins 3 jours consécutifs où
Tmax≥ moyenne saisonnière de Tmax
Nombre de séquences d’occurrence avec
au moins 6 jours consécutifs où
Tmax≥ moyenne saisonnière de Tmax
(1981-2010) + 3°C
(1981-2010) + 3°C
• Vagues de Chaleur (HWDI-H3):
MJJAS (1981-2010) – observations/grille 10-km
Nombre de séquences avec au moins 3 jours consécutifs où Tmax ≥ 25°C et Tmin ≥
18°C pour chaque jour du calendrier en utilisant une moyenne glissante de 5 jours
Définition inspirée de l’étude de Chebana et al. (2012).
Exemple de l’été 2010 (MJJAS)
Canicule (Juillet) avec effets majeurs sur la santé (Bustinza et al., 2013)
Vagues de Chaleur:
MJJAS (1989-2009)
Observations versus 2 modèles régionaux avec 2 conditions aux frontières différentes (réanlayses)
Indices de vague de chaleur (HWDI-H1) suivant le nombre de séquences d’occurrence
durant les mois de mai à septembre avec au moins 3 jours consécutifs où Tmax ≥ 25°C et
Tmin ≥ 18°C pour chaque jour du calendrier. Tous les indices de HWDI sont pour la saison de
mai à septembre (MJJAS) et ont été moyennés sur la période commune 1989-2009.
Conclusion (système d’alerte)
Réalités de la mise en œuvre
• Établir un partenariat opérationnel multi juridictions:
- Demande du Temps et efforts de maintien
- Nécessite de mettre à contribution la Science et les Opérations
Résultats
• Potentiel d’optimisation de la « chaîne d’alerte » grâce à
l’instauration d’un dialogue entre les parties prenantes du système
d’alerte (échange d’expertise pangouvernementale)
Changements climatiques
• De la planification stratégique à la réponse tactique;
Un système d’alerte météorologique efficace : faire face aux extrêmes
du climat futur en s’adaptant à sa variabilité actuelle
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Conclusion et prochaines étapes (vagues de
chaleur et de froid)
• Définition des vagues de chaleur/froid:
– Forte variabilité régionale influencée par les conditions de
surface, proximité masse d’eau, relief et localisation selon
gradient Nord-ouest/Sud-Est (froid) ou Ouest-Est (chaleur)
– Persistance (longue durée) rare, en particulier dans l’Est du
Canada
– Critères (seuil, durée et occurrence conjointe Tmin/Tmax) à
“ajuster” selon (compromis vis à vis de):
▪ Besoin ou application santé (urbains , i.e. ICU),
▪ Biais des modèles (prévision/météo. &climatique)
▪ Inclusion du contexte climatique dans les applications en mode
météo. (alerte)
• Analyse de simulations d’ensemble (MRCs) en cours et
inclusion du facteur humidex
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Références (ou lectures supplémentaires)
Bustinza et al., 2013: Health impacts of the July 2010 heat wave in Québec, Canada, BMC Public Health,
http://www.biomedcentral.com/1471-2458/13/56.
Chebana F, Martel B, Gosselin P, Giroux JX, Ouarda TB, 2012: A general and flexible methodology to define thresholds for heat health
watch and warning systems, applied to the province of Quebec (Canada). Int J Biometeorol, DOI 10.1007/s00484-012-0590-2.
Fourth Session of the Global Platform for Disaster Risk Reduction Geneva, Switzerland, 19-23 May 2013:
http://www.preventionweb.net/files/32569_en.pdf
Glantz, Michel C., 2009. Heads up!; early warning systems for climate-, water- and weather - related hazards. United Nations University
Press. Tokyo, New York, Paris
Golnaraghi , Maryam ., OMM 2012. Institutional Partnerships in Multi-Hazard Early Warning Systems: A Compilation of Seven National
Good Practices and Guiding Principles. - Springer-Verlag GmbH http://library.wmo.int/opac/index.php?lvl=author_see&id=7720
IPCC, 2012: Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation. A Special Report of Working
Groups I and II of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Field, C.B., V. Barros, T.F. Stocker, D. Qin, D.J. Dokken, K.L. Ebi, M.D.
Mastrandrea, K.J. Mach, G.-K. Plattner, S.K. Allen,M. Tignor, and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, UK, and
New York, NY, USA, 582 pp.
Synthesis Report: Consultations on a Post-2015 Framework on Disaster Risk Reduction (HFA2), UNISDR (April 2013):
http://www.who.int/hac/events/2013/32535_hfasynthesisreportfinal.pdf
UN ISDR, 2010. Emerging Challenges for Early Warning Systems in context of Climate Change and Urbanization
http://www.unisdr.org/files/15689_ewsincontextofccandurbanization.pdf
United Nations International Strategy for Disaster Reduction & German Committee for Disaster Reduction, 2010. Emerging CHALLENGES
for EARLY WARNING Systems in context of Climate Change and Urbanization,
http://www.unisdr.org/files/15689_ewsincontextofccandurbanization.pdf
WMO, 2009. Second Experts’ Symposium on Multi-Hazard Early Warning Systems (MHEWS – II) with focus on the Role of National
Meteorological and Hydrological Services, http://www.wmo.int/pages/prog/drr/events/MHEWS-II/
WMO, 2012: Atlas of health and climate, 2012: World Health Organization (WHO) and World Meteorological Organization (WMO) 2012
publication, available on-line: http://library.wmo.int/opac/index.php?lvl=notice_display&id=14589.
WMO-WHO, 2012: https://www.wmo.int/gfcs/site/documents/Exemplar_Health.pdf
Remerciements
• Bailleurs de fonds: CRDI, CRSNG et autres
• Supports financiers: Environnement Canada (SMC région du Québec, et
CCCma)
• Développement et travaux de recherche: Guillaume Dueymes, Rabah
Aider, Milka Radojevic, Emilia Diaconescu
• Collègues: René Laprise, Olivier Gagnon, Pierre Gosselin, André StHilaire, et Fateh Chebana
Canadian
Institutes
of Health
Research
MERCI – Questions ?