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Climatologie et changement climatique

Canopé Alsace

25 novembre 2015

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Aspects abordés

Présentation de Météo-France, ses missions, ses moyens

Météorologie et climatologie

Qu’est-ce que le climat?

Le changement climatique : quelques éléments

Le changement climatique en Alsace (application Climat HD)

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Météo-France

▸ Météo-France est le service météorologique national (EPA du ministère de l’Écologie du développement durable et de l’Énergie)

▸ Sa première mission est d’assurer la sécurité des personnes et des biens, en cas de phénomènes météorologiques dangereux

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La carte de vigilance

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Les missions de base de Météo-France

Observation météorologique

Prévision du temps

Conservation de la « mémoire du temps »: climatologie

Recherche dans les domaines de la météorologie et du climat.

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Observation météorologique

Station automatique : parc à instrument, à Trappes

Station pilote au Hohwald 1800 stations temps réel.

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Des moyens de télédétection

26 radars en métropole complétés par 2 radars « bande X » en zone de montagne.

Image radar

Satellites (MSG, Metop/EPS, Jason-2)

Les moyens de télédétection permettent d’avoir une vue plus globale des phénomènes, en chaque point sur de larges zones géographiques.

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Prévision météorologique

Prévisionniste au centre de Météo-France à Illkirch

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Climatologie

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La recherche sur l’atmosphère et le climat

Le Centre National de Recherches Météorologiques (CNRM) de Météo-France rassemble 300 chercheurs, ingénieurs et doctorants

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Météorologie/climatologie

La météorologie est l’étude du temps qu’il fait

La climatologie est l’étude du climat, c’est-à-dire du « temps moyen » d’une région.

«  Le climat désigne généralement le “temps moyen”; il s'agit plus précisément d'une description statistique du temps en termes de moyennes et de variabilité de grandeurs pertinentes sur des périodes de plusieurs décennies » (définition proposée par le GIEC)

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La machine climat

La machine climat (Charles Cassou, CERFACS) :

« Le climat est un système couplé extrêmement complexe, composé de l’atmosphère, l’hydrosphère, la biosphère et la cryosphère qui interagissent à toutes les échelles de temps et d’espace »

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Les climats, classification de Köppen (1884)Basée sur les précipitations et les températures, conditionnant la végétation.

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Représenter le climat : diagramme ombrothermique

Éléments de base de description du climat : température et précipitations.

Les précipitations en dessous de la courbe des températures désignent un mois sec.

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Les normales climatologiques

Une normale, c'est la valeur moyenne mensuelle d'un paramètre météorologique, sur une période de trente ans.

Les normales saisonnières sont mises à jour tous les dix ans. Aujourd’hui, on travaille avec les normales 1981 – 2010.

La durée de 30 ans a été choisie pour disposer d'un nombre suffisamment grand de données pour que le résultat soit robuste

La durée de 30 ans permet aussi de ne pas gommer les éventuelles évolutions du climat et de coller, dans une certaine mesure, à l'actualité : les normales évoluent.

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Normales 1981-2010 Strasbourg-EntzheimTempératures, Précipitations

(ensoleillement: 1991-2010)

Températureminimale

Températuremaximale

Hauteur deprécipitations

Nombre de joursavecprécipitations

Duréed’ensoleillement

Nombre de joursavec bonensoleillement

6,6 °C 15,3 °C 665,0 mm 114,9 j 1692,7 h 59,75 j

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Événements extrêmes

La notion de durée de retour d'un événement a été popularisée par les études de fréquence des crues : On parle de crue trentennale voire centennale.

Un événement extrême est « rare ». Les calculs de fréquence d'événements rares font des hypothèses sur le comportement de la machine météorologique-climatique. Les événements rares ne nous laissent guère vérifier que ces hypothèses sont valables, justement parce qu'ils sont rares. Nous sommes donc en train de réaliser une prévision de type statistique plutôt qu'une analyse de données existantes.

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L’effet de serre

Sans l’effet de serre naturel (en dehors des pollutions humaines), la température terrestre moyenne serait beaucoup plus basse (-18°C au lieu d'environ 15°C).

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Les gaz à effet de serre

Le plus important et le plus variable en quantité dans l'atmosphère : H2O = vapeur d'eau

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Le CO2

Augmentation de CO2 dans l’atmosphère de 40% depuis le début de l’ère industrielle liée :

– À la consommation de combustibles fossiles

– À l’évolution de l’utilisation des sols (déforestation)

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Le bilan carbone global

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Évolution des températures (1500-1850)

Températures reconstruites (plusieurs jeux, gris) et simulée (bleu et rouge) moyennée sur l’hémisphère Nord

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Anomalie de températures mondiales

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Océans et banquise depuis le début du XXe siècle

Niveau moyen mondial de la mer relatif à 1900-1905

Extension de la banquise Arctique en été

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Forçages

Les forçages sont des facteurs externes qui agissent sur le climat

Par exemple : forçage astronomique, forçage solaire, forçage volcanique…

On parle aussi de forçage anthropique (lié aux activités humaines)

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Rétroactions

Une rétroaction est interne à la machine climatique C’est un phénomène en boucle, qui vient par exemple amplifier le

réchauffement climatique (rétroaction positive) Exemple :

Fonte de la banquise

Augmentation du CO2 dans l’atmosphère

Hausse de températures au Pôle Nord

L’albédo de surface diminue

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Modélisation du climat

Décrire le système climatique : – Atmosphère– Océans (courants, températures, salinité…)– Banquise– Surfaces continentales (température, contenu en eau, relief, végétation,

albédo…)– Biosphère, processus biologiques– Processus chimiques

Faire évoluer cet état initial avec des équations :– Conservation de la masse (air, eau, constituants minoritaires)– Deuxième loi de Newton– Premier principe de la thermodynamique– Équation d’état (PV=nRT)

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Modèle global de projections climatiques

300 km de résolution

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Le développement des modèles couplés

Couplage : flux, échanges d’énergie et d’eau

Plusieurs dizaines de millions de variables à chaque pas de temps du modèle

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Les supercalculateurs de Météo France

Puissance crête : 1 Pétaflops (1 million de milliards d’opérations pas seconde)

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La responsabilité humaine du réchauffement

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Les différents scénarios du GIEC

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Moyennes multimodèles du réchauffement global en surface par rapport à 1986-2005 (GIEC, 2013)

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Changements moyens en 2081-2100 par rapport à 1986-2005 (GIEC, 2013)

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La « COP21 »

La France va accueillir et présider la 21e Conférence des parties de la Convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques de 2015 (COP21), aussi appelée « Paris 2015 ».

Cette COP se tiendra du 30 novembre au 11 décembre 2015 au Bourget (93), près de Paris.

Elle doit aboutir à un nouvel accord international sur le climat, applicable à tous les pays, dans l’objectif de maintenir le réchauffement mondial en deçà de 2°C.

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Pour plus d’informations vous pouvez consulter notre site www.meteofrance.

com

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Observations de températures à Strasbourg

Records de température à Strasbourg mois par mois: les douze mois les plus froids en bleu, les douze mois le plus chauds en rouge.

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Évolution des températures 1850-2012

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Incertitude des projectionsTempératures moyennes globales décennales en surface

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Nombre de jours de canicule estivale par ananomalie de Tmax de +5°C pendant au moins 6 jours consécutifs

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Anomalies de précipitations (mm/j)

ARPEGE-Climat 50km, [2070-2099]- [1960-1989]

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Les satellites météorologiques

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Évolution des températures en France (1901-2000)

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Évolution des Températures à Strasbourg

Commentaire illustration

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Le climat Euro-méditerranéen

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Le climat Euro-méditerranéen

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Exemple de simulation régionale : T moy été en France

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Une nécessaire migration