Note publique d'information : L'étude des impacts du changement climatique demande souvent de mettre en place de
longues chaînes de modélisation. Du modèle qui servira à estimer les concentrations
futures en gaz à effet de serre jusqu'au modèle d'impact. Tout au long de cette chaîne
de modélisation, les sources d'incertitudes s'accumulent et compliquent l'exploitation
des résultats pour l'élaboration de stratégies d'adaptation. Il est proposé ici d'évaluer
les impacts du changement climatique sur le cycle hydrologique en France ainsi que
les incertitudes qui y sont associées. La contribution de chacune des sources d'incertitudes
n'est pas abordée, principalement celle associée aux scénarios d'émission de gaz à
effet de serre, aux modèles climatiques et à la variabilité interne. Nous proposons
dans ce travail une approche pour évaluer la transférabilité dans un climat futur
de la méthode statistique de régionalisation des simulations climatiques. La vérification
de l'hypothèse de transférabilité effectuée est l'une des principales sources d'incertitudes
des méthodes statistiques de régionalisation. L'évaluation proposée ici s'appuie sur
l'utilisation de modèles régionaux, dans un cadre dit de modèle parfait, et permet
de montrer que l'utilisation de certain prédicteurs s'avèrent utile à assurer la transférabilité
de la méthode de régionalisation dans un climat futur. Cette approche proposée pour
une méthode de désagrégation statistique est également applicable à des méthodes de
correction des biais des modèles régionaux. Les récentes réanalyses atmosphériques
sur l'ensemble du XXème siècle, régionalisées avec la méthode développée dans ce travail,
et associées aux observations de température et précipitations permettent de caractériser
le cycle hydrologique en France. Elles permettent notamment de montrer que la variabilité
multi-décennale des débits observés pendant le XXème siècle est généralisée à l'ensemble
du pays et est liée à la variabilité des conditions atmosphériques. Cette variabilité
multi-décennale des débits est généralement plus faible dans les simulations hydrologiques
réalisées avec les simulations historiques des modèles climatiques. Les projections
climatiques ont été régionalisées avec la méthode développée dans ce travail. La température
sur l'ensemble du pays, en moyenne sur les modèles climatiques, augmente jusqu'à 3,5°C
en hiver et 6,5°C en été d'ici la fin du siècle. Les précipitations vont diminuer
sur l'ensemble du pays en été, de presque moitié sur le sud du pays pour le scénario
le plus sévère. En hiver, elles augmentent sur la moitié nord du pays et diminuent
légèrement sur la partie sud. Dès les prochaines décennies, la diminution des précipitations
est importante en été, l'évolution est moins marquée pour les autres saisons. Enfin,
les résultats des projections hydrologiques réalisées avec un modèle hydrologique
et un ensemble de modèles climatiques sont présentés pour les prochaines décennies
et également pour la fin du XXIème siècle. Sur la Seine, les résultats sont différents
en hiver de ceux présentés dans de précédentes études. Ici, les précipitations et
les débits augmentent en hiver et diminuent en été sur ce bassin versant. Ailleurs
en France, les résultats convergent avec les études précédentes, à savoir une augmentation
de l'évapotranspiration, une diminution généralisée des débits et un assèchement des
sols. L'incertitude due aux modèles climatiques et à la variabilité interne sur les
changements relatifs de débits augmente systématiquement pendant le XXIème siècle,
jusqu'à atteindre plus de 20% en hiver pour le scénario le plus sévère. Dans les prochaines
décennies, l'incertitude due uniquement à la variabilité interne sur les changements
de débits est aussi forte que l'incertitude due aux modèles climatiques et à la variabilité
interne. Dès les prochaines décennies, les changements de débits annuels sont plus
forts sur la Loire, la Garonne et le Rhône que les changements maximaux observés pendant
le XXème siècle.
Note publique d'information : The assessment of the impact of climate change often requires to set up long chains
of modeling, from the model to estimate the future concentration of greenhouse gases
to the impact model. Throughout the modeling chain, sources of uncertainty accumulate
making the exploitation of results for the development of adaptation strategies difficult.
It is proposed here to assess impacts of climate change on the hydrological cycle
over France and associated uncertainties. The contribution of each sources of uncertainty
is not addressed, mainly that associated with greenhouse gases emission scenario,
climate models and internal variability. In the context of impacts of climate change
on the hydrological cycle over France, it is possible to ask what is the contribution
of each sources of uncertainty to the total uncertainty associated with mean changes.
Is it possible to reduce, and if so how, the contribution of one source or another
? We propose in this work an approach to assess the transferability in the future
climate of a statistical method to downscale climate simulations. The transferability
assumption is one the main sources of uncertainty in statistical downscaling method.
The assessment suggested here relies on the use of regional climate models, in a perfect
model framework, and shows that some predictors are useful to ensure the transferability
of the downscaling method in the future climate. This framework, proposed for a statistical
downscaling method, is also applicable to bias correction methods in regional climate
models. Recent atmospheric reanalyses of the 20th century are downscaled with the
method developed in this work, associated with observations of temperature and precipitation.
The hydrological cycle over France is characterized with these reconstructions. We
show that the multi-decadal variability of observed streamflows during the 20th century
is generalized to the whole country and is partly due to atmospheric variability.
This multi-decadal variability of streamflows is generally weaker in hydrological
simulations done with historical simulations from climate models. The climate projections
have been downscaled with the method developed in this work. The temperature on the
country, on average over climate models, could increased by 3,5°C in winter and 6,5°C
in summer in the course of this century. Precipitations will decrease all over the
country in summer, nearly by half on southern part of France for the most severe scenario.
In winter, precipitations will increase in the northern part of the country and will
decrease slightly in the southern part. In the next few decades, the decrease in precipitation
is important in summer, and changes are less pronounced for other seasons. Results
of hydrological projections done with one hydrological model and an ensemble of climate
models are presented for the coming decades and for the end of the century. On the
Seine river, results slightly differ in winter from those presented in previous studies.
Here, precipitations and streamflow increase in winter and decrease in summer on that
river basin. Elsewhere in France, results are consistent with previous studies, namely
an increase in evapotranspiration, a decrease in streamflow and much drier soil. The
uncertainty due to both climate models and internal variability on relative changes
in streamflows always increase during the 21st century, to over 20% in winter for
the most severe scenario. In the coming decades, the uncertainty due to internal variability
only on streamflow changes is as strong as the uncertainty due to both climate models
and internal variability. In the coming decades, annual streamflow changes of the
Loire, Garonne and Rhône rivers are stronger than the maximum changes observed during
the 20th century.
paprika.idref.fr
data.idref.fr
Documentation
