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LES NOUVELLES PROJECTIONS CLIMATIQUES DE RÉFÉRENCE DRIAS 2020 POUR LA MÉTROPOLE

LES NOUVELLES PROJECTIONS CLIMATIQUES DE RÉFÉRENCE DRIAS 2020 POUR LA MÉTROPOLE Toutes les observations recueillies à l’échelle planétaire confirment à présent une accélération sans précédent du changement climatique et les conséquences de ce dérèglement se multiplient : vague de chaleur et incendies en Sibérie, fonte de la banquise en Arctique, sécheresses, canicules et record de températures sur tous les continents, évènements extrêmes tels que cyclones ou pluies intenses. La France n’est pas épargnée, et il a été montré que les vagues de chaleur de l’été 2019 qui ont provoqué des températures inédites de 46 °C dans le sud de la France et voisine de 43 °C sur la région parisienne étaient une conséquence directe du changement climatique. La lutte contre le changement climatique est devenue une priorité internationale coordonnée dans le cadre de l'accord international de Paris sur le changement climatique. La France a renforcé ses objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre d’ici 2050(1) et mis à jour son Plan national d’adaptation au changement climatique(2). Les collectivités (régions et agglomérations) ainsi que les différents secteurs économiques définissent à leur tour leur stratégie de lutte et plan d’actions pour atténuer le changement climatique et s’adapter à ses effets. Plus que jamais, toutes ces démarches ont besoin de s’appuyer sur des données climatiques à jour, fiables, précises et utiles pour la décision. Ce sont les objectifs du nouveau jeu de projections climatiques régionalisées DRIAS-2020, mis à disposition sur le portail partenarial DRIAS(3) dont la mise à jour a été soutenue par le ministère de la Transition écologique. Ce présent document, préparé par les équipes de Météo-France, a pour objectif d’accompagner la publication de ce nouveau jeu DRIAS-2020, en apportant toutes les informations nécessaires pour faciliter son utilisation dans le cadre de l’élaboration, la mise en œuvre ou l’évaluation des démarches d’adaptation. « » Virginie Schwarz, Présidente-directrice générale de Météo-France (1) Stratégie nationale bas carbonne mis à jour en avril 2020. (2) Plan national d’adaptation au changement climatique mis à jour en décembre 2018. (3) DRIAS : http://www.drias-climat.fr/, portail partenarial Météo-France, IPSL, Cerfacs. 3 INTRODUCTION Le nouveau jeu DRIAS-2020 disponible sur le portail DRIAS, dont l’ergonomie a été revue par la même occasion, a été élaboré dans le cadre de la convention services climatiques soutenu par le ministère de la Transition écologique, avec l’appui scientifique du CNRM, du Cerfacs et de l’IPSL. Trente simulations régionalisées issues de l’ensemble Euro-Cordex couvrant les trois scénarios climatiques RCP2.6, RCP4.5, et RCP8.5 ont été sélectionnées pour constituer un ensemble plus facilement utilisable pour des études d’impact que l’ensemble complet qui comporte plusieurs centaines de simulations. Ce rapport a été élaboré pour constituer un guide scientifique et pratique à l’utilisation de ce jeu de données. Les différentes étapes de son élaboration sont explicitées, en insistant sur les critères de sélection des simulations pour leur représentativité des évolutions climatiques attendues sur la France au XXIe siècle, considérées par rapport à des ensembles plus larges. Une première valorisation de ce nouveau jeu de données est également proposée, avec des éléments de diagnostic climatique à partir d’indicateurs calculés sur les variables climatiques principales (température, précipitation, vent). Ces indicateurs sont représentatifs des évolutions moyennes mais aussi des extrêmes, ils sont déclinés pour différents horizons temporels (proche, milieu de siècle, fin de siècle) et trois scénarios climatiques (RCP2.6, RCP4.5 et RCP8.5). Des encarts, des synthèses et des fiches « En savoir plus » ont été intégrés dans l’ensemble du document pour permettre différents niveaux de lecture et répondre aux principales questions que le lecteur pourrait se poser avant de se lancer dans l’utilisation de ces données. 4 SOMMAIRE SIMULER LE CLIMAT 8 Les scénarios d’émission de gaz à effet de serre 8 Les modèles climatiques 9 LA SÉLECTION DES SIMULATIONS POUR LE JEU DRIAS-2020 12 Les critères de sélection 12 Impact de la sélection DRIAS-2020 sur le changement climatique simulé 14 LA CORRECTION STATISTIQUE DES SIMULATIONS 15 La méthode Adamont 15 Impact de la correction Adamont sur le changement climatique simulé 16 SYNTHÈSE DE LA CONSTITUTION DU JEU DRIAS-2020 17 LES INDICATEURS CLIMATIQUES 19 Indicateurs sur les températures 20 Indicateurs sur les précipitations 21 Indicateurs sur le vent 21 Des indicateurs « statistiques » en support à l’évaluation de l’incertitude 22 LE DIAGNOSTIC DU CHANGEMENT CLIMATIQUE EN MÉTROPOLE 24 LE NOUVEAU JEU DRIAS 2020 6 LA PRÉSENTATION DES RÉSULTATS 26 La représentation des incertitudes 26 La démarche 28 ÉVOLUTION DES TEMPÉRATURES 29 Évolution de la température moyenne annuelle 29 Évolution des températures moyennes saisonnières 32 Synthèse pour les écarts de température moyenne 33 ÉVOLUTION DES PRÉCIPITATIONS 35 Évolution du cumul annuel de précipitations 35 Évolution des cumuls de précipitations saisonniers 39 Synthèse pour les écarts de précipitations 39 ÉVOLUTION DES ÉVÈNEMENTS EXTRÊMES 42 Évolution des vagues de chaleur et canicules 42 Évolution des vagues de froid et des journées de gel 49 Évolution des pluies extrêmes 56 Évolution des sécheresses météorologiques estivales 60 Évolution des vents forts 64 SYNTHÈSE 68 5 EN SAVOIR PLUS SUR LE JEU DRIAS-2020 70 LES PRINCIPES DE LA MODÉLISATION CLIMATIQUE 71 LES SIMULATIONS RÉGIONALISÉES EURO-CORDEX 74 LA MÉTHODE ADAMONT 76 ÉVOLUTION DE LA CIRCULATION GÉNÉRALE DANS LE JEU DRIAS-2020 81 Régimes d’hiver 81 LES INDICATEURS DRIAS 84 LA COMPARAISON DES JEUX DRIAS-2020 ET DRIAS-2014 88 BIBLIOGRAPHIE 96 LE NOUVEAU JEU DRIAS 2020 1 Le jeu de données DRIAS-2020 s’appuie sur des simulations climatiques régionales à haute résolution issues de l’ensemble Euro- Cordex(1) et corrigées par une méthode statistique. On présente dans ce premier chapitre la démarche suivie pour élaborer ce nouveau jeu de données et les principaux éléments qui ont guidé les choix effectués. Des encarts complètent cette présentation au fil de la démarche pour éclairer ces choix. Des renvois sont effectués vers des fiches « En savoir plus » à la fin de ce rapport pour disposer d’une information complète sur les différents sujets. 1. Simulations disponibles fin 2019. 8 LE NOUVEAU JEU DRIAS 2020 L'étude de l'évolution du climat nécessite le recours à des modèles physiques qui prennent en compte l’ensemble des équations décrivant le comportement du système climatique (composé de l’atmosphère, l’océan, les glaces marines, la végétation, les rivières…), en réponse à différentes contraintes, appelées forçages climatiques. Les forçages climatiques sont des perturbations d’origine extérieure au système climatique qui impactent son bilan radiatif, c’est-à-dire la différence entre l’énergie reçue en provenance du Soleil et l’énergie rayonnée par la Terre vers l’espace. Ils sont de deux types : naturels, notamment liés aux variations du rayonnement solaire et aux éruptions volcaniques, ou anthropiques, dus aux activités humaines. La pression exercée par l’homme sur le climat date principalement du début de l’ère industrielle au XIXe siècle. La combustion d’énergie fossile ainsi que la modification de l’utilisation des sols, et notamment la déforestation, ont entraîné une augmentation continue de la concentration atmosphérique des Gaz à effet de serre (GES). Ces gaz se caractérisent par leur capacité à absorber puis à réémettre l’énergie rayonnée par la surface terrestre. Ils contribuent ainsi à réchauffer la surface terrestre et une partie de l’atmosphère. Les activités humaines sont également responsables de l’émission d’autres composants chimiques, tels que les aérosols (petites particules liquides ou solides en suspension dans l’air) qui perturbent aussi le bilan radiatif de manière significative, mais cette fois à la baisse, en réduisant l’énergie solaire reçue à la surface. LES SCÉNARIOS D’ÉMISSION DE GAZ À EFFET DE SERRE Les modifications de la composition chimique de l’atmosphère et plus précisément la concentration des GES, sont la principale cause des changements climatiques observés et à venir. Modéliser le climat futur implique donc de faire des hypothèses sur l’évolution des émissions dites anthropiques de GES et d’aérosols au cours des prochaines décennies. L ’évolution de ces émissions anthropiques dépend d’un ensemble de facteurs tels que la croissance démographique, le développement socioéconomique, les évolutions technologiques et les choix politiques futurs. Prédire avec précision l’évolution de ces facteurs n’est pas possible, c’est pourquoi les climatologues utilisent une gamme de scénarios d’émissions de GES, dont chaque scénario correspond à une représentation plausible du comportement à venir des sociétés humaines. SIMULER LE CLIMAT Données : CDIAC/GCP/IPCC/Fuss et al 2014 100 80 60 40 20 0 -20 1980 2000 2020 2040 2060 2080 2100 Catégories de scénario > 1 000 ppm éq. CO2 720 - 1 000 ppm 580 - 720 ppm 480 - 580 ppm 430 - 480 ppm Estimation 2015 Émissions historiques émissions globales net négatives Émissions issues des combustibles fossiles et ciments (GtCO2/an) RCP8.5 3,2 - 5,4 °C par rapport à 1850 - 1900 RCP6 2,0 - 3,7 °C RCP4.5 1,7 - 3,2 °C RCP2.6 0,9 - 2,3 °C Figure 1 : Évolution des émissions entre 1980 et 2100, selon les différents scénarios disponibles. Les quatre scénarios sélectionnés dans le cadre du 5e rapport du Giec (RCP) sont mis en évidence. Source : Global Carbon Project. 1.1 9 LE NOUVEAU JEU DRIAS 2020 Dans le cadre du cinquième rapport du Giec (2013), quatre scénarios représentatifs ont été sélectionnés parmi plus de 1000 disponibles (figure 1). Baptisés RCP (pour Representative Concentration Pathways, uploads/Geographie/ rapport-drias-2020-red3-2.pdf