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Eau et climat dans le contexte du changement climatique. Dr. Jean-François Berthoumieu. ACMG
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EAU et climat dans le contexteEAU et climat dans le contexteEAU et climat dans le contexte EAU et climat dans le contexte du changement climatiquedu changement climatique
Dr. Jean-François BerthoumieuACMG / AGRALIS ServicesACMG / AGRALIS ServicesAérodrome Agen47520 – Le Passage – FranceTel. 00 33 553 77 08 [email protected]@agralis [email protected]
1© JFB - ACMG 1Agen 12/12/2013
Association ClimatologiqueAssociation Climatologiquede la Moyenne Garonne et du Sudde la Moyenne Garonne et du Sud OuestOuestde la Moyenne Garonne et du Sudde la Moyenne Garonne et du Sud--OuestOuest
Centre expérimental Climat de la filière Fruits et Centre expérimental Climat de la filière Fruits et lé d B i d G d S dlé d B i d G d S d O tO tCrée en 1959
ACMG
légumes du Bassin du Grand Sudlégumes du Bassin du Grand Sud--OuestOuest Agro climatologie
Crée en 1959
Aérodrome d’Agen47520 LE PASSAGE
recherche appliquée sur le gel, la grêle, la pluie et le stockage inter saisonnier de l’eau
Tel 33 553.77.08.40Fax 33 [email protected]
inter saisonnier de l eau,
Services pour les agriculteurs: irrigation, télédétection, …
Internetwww.acmg.asso.fr
g , ,
Gestion de l’eau, sondes capacitives
Environnement, biomasse
C é 20032
Président : Jean-Claude BoyerDirecteur : Dr Jean-François BERTHOUMIEU
11/13personnes11/13personnes2
Crée en 2003
Plan de l’exposé:Plan de l exposé:• Quelle est notre Que e est ot e
expérience?Q e pensons• Que pensons
nous du changement climatique?q
• Que proposons nous pour nousnous pour nous
y adapter ?durablement?3
http://vivreabullion.blogspot.fr/2009/05/il-fait-froid-nest-ce-pas.html
www.acmg.asso.fr
Cliquer ici
Cliquer là pour les suivis irrigation et les conseils en ligne
44
ARVICLIMLes arboriculteurs et Les arboriculteurs et
viticulteurs français face viticulteurs français face au changement climatiqueau changement climatique
F ti d’ é d 6
au changement climatiqueau changement climatique
• Formation d’un réseau de 6 partenaires dans un projet (AAP de l’ADAR)l’ADAR).
• 2005 / 2007
Exemple du cumul de 600°C à Agen
Variation de la date d'apparition d'un niveau de température Moyenne lissée 20 ans
2010 A
2000
2010
Seuil de somme
AgenMoyenne lissée 1977-06 : 21/03
Pl s précoce
1980
1990de température
base 0°C :600°C
Plus précoce 11/03
Plus tardif 14/04
1970
1980 MoyennelisséEcartMoyenne lissée
14/04
1950
1960EcartType Années1951 à 06
1951-70 : 14/03
1950
01/0
3
11/0
3
21/0
3
31/0
3
10/0
4
20/0
4
Démontre une avancée de presque 10 jours en 40 ans
Un paradoxe!p« Le risque de subir des gelées
est diminué par la tendance actuelle du réchauffementactuelle du réchauffement
climatique»q« mais cependant le risque
de perdre une récolte entière lors d’une descenteentière lors d une descente
froide est toujours aussi élevé ».
L’irrigation de précision pour une meilleure valorisation de laune meilleure valorisation de la
ressource en eauSe poursuit
j d’h iaujourd’hui sur le
t i8
terrain8
Pilotage de précisionSondes Sentek
Jours de stress par manque d’airJours de stress par manque d air
Irrigation
Début de Stress
Neuf Partenaires du Sud-Ouest de l’Europe
1010
Prévoir d’intégrer dans peu de temps les nouveaux moyens par satelliteles nouveaux moyens par satellite
Sun Satellite
L’utilisation du dèl SEBAL tmodèle SEBAL est
testée
11www.telerieg.net
Completed with remote sensing with thermal pictures12 août 201112 août 2011
NuagesNuages
Maïs non irrigué g
Maïs irriguéMaïs irrigué
Maïs irrigué
Tour d’eau non effectué ou culture
non irriguéenon irriguée
°C
Test de démonstrationdémonstration
2011
1321/08/2011
CONFIRME PAR TELERIEGwww telerieg net
Observation des gradients de températures sur le territoire par télédétection spatiale
www.telerieg.netProgramme européen de recherche
appliquée sur l’irrigation de précision (2009 2011)
Image LandsatTempérature de surface
précision (2009 – 2011)
Température de surface19/07/2010
Ré l i d i l 30
De grandesRésolution de pixel : 30 m
De grandes différences de t é ttempératures entre villes et
AGENe t e es etcampagne !°C
14
ADAPTACLIMA IIDe novembre 2012 jusqu’à 2014Obj tif di ti th iObjectif : diagnostic thermique
des villes et lien ville/campagnedes villes et lien ville/campagne autour de l’eau
15
Bas Intrants 2010/2013Projet CASDAR
Tester sur prunier d’Ente et pêchers de modes de pilotage de l’irrigation et de la fertilisation économes tout en
16permettant un revenu intéressant
IRRIGATION DE PRECISION
Micro irrigation enterrée avec des apports de 5 fois 6 minutes toutes les heures entre 23h et 3h du matin. Quand la demande augmente et que l’on g qs’approche du bas de la RFU, on apporte jusqu’à 30 minutes à chaque fois. RESULTATS non publiés
comparaison après 3 ans
Diamètre de tronc 27.7 mm
Irrigation enterrée avec enherbement et fertilisation
classique 52 jours d'irrigation 1039,80 litres/arbres
20 l/jour
comparaison après 3 ans
Diamètre de tronc 80 mm
I i ti t éIrrigation enterrée sans enherbement et fertilisation
iorganique 57 jours d'irrigation 388,3 litres/arbre
7 l/jour
Plan de l’exposé:Plan de l exposé:Q l h t li ti• Quel changement climatique
dans le Sud-Ouest?dans le Sud Ouest?
Que nous i lenseigne le
passé pourpassé pour anticiper le
f t r?20
futur?Dessin de Chapatte
La variabilité Exemple de 2012
15035
Année agricole 2011-12PLUIES et TEMPERATURES Station AGENclimatique est bien accrue
105
120
135
20
25
30bien accrue
75
90
10
15
ns e
n m
m
ture
s en
°c
45
60
0
5
Préc
ipita
tion
Tem
péra
t
15
30
-10
-5
0-15
1
Oct
2 3 1
Nov
2 3 1
Déc
2 3 1
Jan
2 3 1
Fév
2 3 1
Mar
s 2 3 1
Avr 2 3 1
Mai
2 3 1
Juin
2 3 1
Juil
2 3 1
Août
2 3 1
Sept
2 3
Normale Précipitations 1980-81 2009-10 Précipitations Normale Mini 1980-81 2009-10
Normale Maxi 1980-81 2009-10 T° Mini sous abri T° Maxi sous abri
T° Moyenne sous abri
Historique des températuresAnnées agricoles 1945-46 à 2012-13 Station Agen
De 17 à 19°C pour les maximales
19202122
g g
16171819
n °c maxima + 2 °C en 25 ansmaxima + 2 °C en 25 ans
12131415
péra
ture
s en maxima + 2 C en 25 ansmaxima + 2 C en 25 ans
89
1011
Tem
p
5678
47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99 01 03 05 07 09 11 13
1946
-419
48-4
1950
-519
52-5
1954
-519
56-5
1958
-519
60-6
1962
-619
64-6
1966
-619
68-6
1970
-719
72-7
1974
-719
76-7
1978
-719
80-8
1982
-819
84-8
1986
-819
88-8
1990
-919
92-9
1994
-919
96-9
1998
-920
00-0
2002
-020
04-0
2006
-020
08-0
2010
-120
12-1
Normale Mini 1980-81 2009-10 Normale Jour 1980-81 2009-10 Normale Maxi 1980-81 2009-10Normale LisséeNormale Lissée
T° Mini sous abri T° Moyenne sous abri T° Maxi sous abri
Le réchauffement climatique est bien là!
CHANGEMENT CLIMATIQUEEvolution des Normales sur 60 ans – Secteur
AgenTempérature JournalièreTempérature Journalière
Sous Abri
7.17.37.57.7
n °C
Hiver
+ 0.17 °C+ 0 41 °C
7.17.37.57.7
n °C
Hiver
+ 0.17 °C+ 0 41 °C
20.620.821.021.2
n °C
Eté+ 0.69 °C
+ 0.40 °C20.620.821.021.2
n °C
Eté+ 0.69 °C
+ 0.40 °C
6.16.36.56.76.9
Varia
tion en
+ 0.73 °C
+ 0.15 °C
+ 0.41 C
6.16.36.56.76.9
Varia
tion en
+ 0.73 °C
+ 0.15 °C
+ 0.41 C
15 2
Printemps15 2
Printemps 19.619.820.020.220.4
Varia
tion en
+ 1.43 °C
+ 0.34 °C
19.619.820.020.220.4
Varia
tion en
+ 1.43 °C
+ 0.34 °C
12 0
Automne12 0
Automne
5.75.9
1951
‐80
1961
‐90
1971
‐00
1981
‐10
Normales
5.75.9
1951
‐80
1961
‐90
1971
‐00
1981
‐10
Normales 14 214.414.614.815.015.2
on en °C
+ 0.74 °C
+ 0.41 °C14 214.414.614.815.015.2
on en °C
+ 0.74 °C
+ 0.41 °C
19.219.4
1951
‐80
1961
‐90
1971
‐00
1981
‐10
Normales
19.219.4
1951
‐80
1961
‐90
1971
‐00
1981
‐10
Normales 11 011.211.411.611.812.0
on en °C
+ 0.39 °C
+ 046 °C
+ 0.18 °C
11 011.211.411.611.812.0
on en °C
+ 0.39 °C
+ 046 °C
+ 0.18 °C
NormalesNormales
13.213.413.613.814.014.2
Varia
tio
+ 1.22 °C
+ 0.07 °C
13.213.413.613.814.014.2
Varia
tio
+ 1.22 °C
+ 0.07 °C
NormalesNormales
10.010.210.410.610.811.0
Varia
tio
+ 1.02 °C
10.010.210.410.610.811.0
Varia
tio
+ 1.02 °C
1951
‐80
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1971
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Normales
1951
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Normales
1951
‐80
1961
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1981
‐10
Normales
1951
‐80
1961
‐90
1971
‐00
1981
‐10
Normales
Avec un nombre de jours de forte chaleur en été en augmentationchaleur en été en augmentation
T°Maxi sous abri, Juin à Août ‐ Nombre de jours SecteurAgen
50
60
> 30°C (Moyenne 19.7)
> 35°C (M 2 2)
2003
40
jours
> 35°C (Moyenne 2.2)
> 40°C (Moyenne 0.1)
30
mbre de
j
10
20
Nom
0
10
51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99 01 03 05 07 09 11 13
195
195
195
195
195
196
196
196
196
196
197
197
197
197
197
198
198
198
198
198
199
199
199
199
199
200
200
200
200
200
201
201
Ce qui pousse à la Clim en ville!
Des données de température à 10 cm dans le sol et du rayonnement global qui illustrentsol et du rayonnement global qui illustrent
l’évolution probable à venirEnergie solaire reçue en 2012 à Bourran - INRABourran INRA
Trop chaudTrop chaudTempérature dans le sol à côté d’Agen dans un verger de pommiers
23°C
7°C
25Trop Froid
Notre eau de pluie comme ressource durable:La preuve: toujours plus de 500 mm et jusqu’à 1000La preuve: toujours plus de 500 mm et jusqu à 1000
mm mais avec de fortes variations
1400Précipitations année agricole - Agen - 1891-92 à 2012-13
Cumul 12 mois - 319 à 1314 mm
Moyenne 122 années 674 8 mm
1910
1000
1200
ons en
mm
Moyenne 122 années - 674.8 mm
Normale lissée
Ecart type - 170.6 mm 19591977
1993 2013
800
es p
récipi
tatio
400
600
Hau
teur
de
1976
200
891-
92
894-
95
897-
98
900-
01
903-
04
906-
07
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10
912-
13
915-
16
918-
19
921-
22
924-
25
927-
28
930-
31
933-
34
936-
37
939-
40
942-
43
945-
46
948-
49
951-
52
954-
55
957-
58
960-
61
963-
64
966-
67
969-
70
972-
73
975-
76
978-
79
981-
82
984-
85
987-
88
990-
91
993-
94
996-
97
999-
00
002-
03
005-
06
008-
09
011-
12
19291949
19641976
18 18 18 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 19 20 20 20 20
A condition de la stocker et de la gérer
P é i i i é i l A 1891 92 à 2012 13
1200
1400Précipitations année agricole - Agen - 1891-92 à 2012-13
Cumul 12 mois - 319 à 1314 mm
Moyenne 122 années - 674.8 mm
1910
19771977Pinatubo
Météorite à
Tongousta
1000
1200
ions
en
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Normale lissée
Ecart type - 170.6 mm 19591977
1993 2013
19771977en Sibérie le 30 juin
1908?
600
800
des
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ipitat
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600
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1976
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1891
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-95
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-98
1900
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1903
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-07
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-10
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-13
1915
-16
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-22
1924
-25
1927
-28
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-37
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1942
-43
1945
-46
1948
-49
1951
-52
1954
-55
1957
-58
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-61
1963
-64
1966
-67
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-70
1972
-73
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-76
1978
-79
1981
-82
1984
-85
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-91
1993
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1996
-97
1999
-00
2002
-03
2005
-06
2008
-09
2011
-12
19291949
1964
Par contre impossible de prévoir les l l été ivolcans ou les météores qui impactent notre climat
Photo of June 15 1991 eruption of MtPhoto of June 15, 1991 eruption of Mt. Pinatubo in the Philippines, which had a VEI of 6 and lowered world global temperatures
by 1 degree Fahrenheit from 1991 1993by 1 degree Fahrenheit from 1991-1993. (Image: USGS, by Dave Harlow)
Historique des températuresAnnées agricoles 1945-46 à 2012-13 Station Agen
Effet du Mont Saint Hélène?
19202122
1415161718
s en
°c
1011121314
Tem
péra
ture
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1946
-47
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-51
1952
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-55
1956
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-83
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1986
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-89
1990
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1992
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1994
-95
1996
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1998
-99
2000
-01
2002
-03
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-05
2006
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2008
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-11
2012
-13
Normale Mini 1980-81 2009-10 Normale Jour 1980-81 2009-10 Normale Maxi 1980-81 2009-10Normale Lissée
T° Mini sous abri T° Moyenne sous abri T° Maxi sous abri
L b i d 2°C t 1990 t 1992 t29
La baisse de 2°C entre 1990 et 1992 est liée au cendres éjectées par le Pinatubo
En 1815 le Tambora!En 1815 le Tambora!• The amount of volcanic ash spewed into e a ou o o ca c as spe ed o
the atmosphere by Mount Tambora lowered global temperatures by as muchlowered global temperatures by as much as 0.7–1.3 °F. Much cooler temperatures i t f th ld th ftin many parts of the world the year after the eruption led to worldwide harvest failures, which is why that year is also known as the “Poverty Year.”y
Science 14/04/2013 http://membercentral aaas org/blogs/scienthttp://membercentral.aaas.org/blogs/scientia/year-without-summer
Premiers constats• Notre climat est variable et subit des ot e c at est a ab e et sub t des
contraintes dues aux poussières apportées par des volcans ou desapportées par des volcans ou des
météores
• Pour l’instant la résilience est confirméePour l instant la résilience est confirmée au bout de 2 à 5 ans suivant la charge
en particules réfléchissantes deen particules réfléchissantes de l’atmosphère qui doivent être lessivées
épar les précipitations.31
Rapide historique de notreRapide historique de notre compréhension du changement
climatique
• Du temps d’Aristote au Moyen-ââge
• Depuis que le travail scientifique• Depuis que le travail scientifique apporte des connaissancespp
• Aujourd’hui et demain!
Dans Meteorologica Aristote 384 à• Dans Meteorologica, Aristote, - 384 à -322, nous enseigne que “on obtient
un processus circulaire qui suit la course du soleil … qui circule vers le qhaut puis le bas et est constitué en
partie d’air et d’eau “partie d air et d eau.
• Il nous dit également que l’énergie sèche, le bruit, permet de luttersèche, le bruit, permet de lutter
contre les orages et la grêle,
Face à un phénomène rare commerare comme la grêle la
croyance sur yl’effet du
bruit d tdemeure et au début du
XXèmeXXème siècle la
France est couverte de
Canons êlparagrêle
Au XIX et XXème siècleAu XIX et XXème siècle• Les moyens de mesure seLes moyens de mesure se
développent• La climatologie s’appuie sur des• La climatologie s appuie sur des
outils mathématiques comme les probabilités et il est possibleles probabilités et il est possible d’imaginer les risques climatiques futursclimatiques futurs
• La microphysique et la mécanique des fluidesmécanique des fluides permettent d’expliquer et de modéliser les phénomènesmodéliser les phénomènes atmosphériques
Dans les années 60 la variation du climat est supposée liée auxclimat est supposée liée aux
tâches solaires
http://solarwatch.wordpress.com/2013/06/08/are-nasa-noaa-admitting-the-solar-max-has-passed/
Il existe bien une relation entre le nombre de tâches et l’énergie solairenombre de tâches et l énergie solaire
incidente sur la terre
1367 5 W/m² Maximum différence de 3W/m²1367.5 W/m² Maximum différence de 3W/m²
1364 W/m²
Evolution depuis 1960 de la variation moyenne globale de la température de l’air à la surface des continents (ligne bleue avec latempérature de l air à la surface des continents (ligne bleue avec la
moyenne lissée sur 37 mois en gras
El Niño
38Evolution depuis 1960 du nombre de taches solaires observées
http://www.climate4you.com/Sun.htm Dr Ole Humlum Oslo
Et ces tâches sont observées depuis longtemps y compris
quand il y a eu une période froidequand il y a eu une période froide en Europeen Europe.
Les arbres en sont témoin!D’après Leroy LadurieD’après Leroy LadurieHistoire du Climat depuis l’An MilHistoire du Climat depuis l’An Mil
Les arbres en sont témoin!Chronologie des croissances du chêne d'après Hollstein
300
250
275
300
Epaisseur annuelle en 1/100 mmM li é 11
225
250
e m
m
Moyenne lissée 11 ans Moyenne lissée 22 ans Moyenne lissée 36 ans Moyenne lissée 178 ans
175
200
men
t en
1/10
0 de
Minimum de
Maunder300 ans
125
150
Gro
ssis
sem Maunder
75
100
11171117
50
822
872
922
972
1022
1072
1122
1172
1222
1272
1322
1372
1422
1472
1522
1572
1622
1672
1722
1772
1822
1872
1922
Deux axes de pensées imprègnent le monde scientifique
• Ceux qui pensent que le climat est naturellement variable et que l’on doit q
comprendre ces fluctuations au regard de phénomènes naturels (soleil courantsphénomènes naturels (soleil, courants marins, poussières des volcans et des
météores )météores …)• Ceux qui pensent que, en plus de ces q p q p
phénomènes, l’activité humaine modifie les équilibres d’échanges par rayonnement deéquilibres d échanges par rayonnement de
la Terre
Seule la mesure et les échanges gde connaissance peuvent
permettre de savoir qui a raison• Dans les années 80 et début 90 c’est le
premier camp qui domine en se basant sur p p qde bonnes corrélationsPar exemple il est démontré que des• Par exemple il est démontré que des courants marins font remonter à la surface la mémoire de ce qu’il s’était passé au Moyen-âge quand il faisait plus douxy g q p
Les courants marins agissent comme notre chauffage central
Chaud
Froid
Transfert de chaleur de l’équateur vers les pôleset de froid des pôles vers l’équateur
44
Premières mesuresPremières mesures• Pour diminuer le risque de pluies
acides à la fin des années 70 on installe des filtres à la sortie des cheminées d’usine
• On élimine le gaz fréon de nos gfrigos qui détruit l’ozone de la tropopause qui nous protège des p p q p gUltra Violets
• On constate que l’humanité seOn constate que l humanité se multiplie comme elle ne l’avait jamais fait auparavantjamais fait auparavant
Au Moyen-âge on avait doublé en y g200 ans, aujourd’hui en 35 ans!
Des besoins pour nourrir 80 millions d’être humains par an en plusd être humains par an en plus
jusqu’en 2050 !!j q
Au moment où(en hectare par habitant)
• Au moment où la surface des terres fertiles
Source FAOterres fertiles diminue, car
les villesles villes progressent, 8% en France8% en France
par an
DIMINUTION PRÉVISIBLE DES SURFACES CULTIVABLES PAR HABITANT
Consommation d’eau en litres par Average daily water consumption per person
pjour et par personne
2000 - 3000
2000
2500Pour
produire sa nourriture
1500
2000
res
20 - 300500
1000Litr
2 - 30
500
Drinking Input for food Domestic needsPour Pour des usages purposes production
Il faut entre 2 et 3 litres par jour pour satisfaire aux besoins biologiques (eau du robinet) d’une personne et environ 1000 fois plus pour produire sa
boire domestiques
nourriture.Ou d’une autre façon il faut 1000 fois plus d’eau pour nourrir que pour rassasier
une personne qui a soif!
Revenons à ce que l’on pensait dans les années 90
L’effet des gaz àL effet des gaz à effet de serre (gaz carbonique CO2carbonique CO2, méthane CH4,
vapeur d’eau H2O,vapeur d eau H2O, la suie, …)
semblent êtresemblent être responsables des
tendancestendances observées du changementchangement climatique
50http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/77/Radiation_transmise.png
Bilan radiatif moyen de la TerreEffet de Serre
RayonnementS l i
103 W/m2
Rayonnementsolaire
239 W/m2
Rayonnement
y/ 236 W/m²
Solaireincident moyen
visible
solaire réfléchi
20 W/m2 89 W/m2 130 W/m2
yterrestre
infrarouge
342 W/m2
Atmosphère21 W/m2 68 W/m2
20 W/m 89 W/m2 130 W/m14 W/m2
+ CO² = - 2W/m²
Atmosphère
10 W/m254 W/ 2
+ NH4 = - 1W/m²
10 W/m254 W/m2154 W/m2
O é Continents
174 W/m2
Océans ContinentsD’où recherche d’un nouvel équilibre à une température un peu plus élevéeD’où recherche d’un nouvel équilibre à une température un peu plus élevée
CHANGEMENT CLIMATIQUECHANGEMENT CLIMATIQUE
• Confirmé en septembre 2013 par les travaux du GIECtravaux du GIEC
• Les gaz à effet de serres sont responsables à plus de 90 % de la
modification du climat actuel avec unmodification du climat actuel avec un réchauffement qui va se poursuivre
• et d’une augmentation de la variabilité de ce climat
52de ce climat
Une fois la chaleur du soleil stockée, cette Une fois la chaleur du soleil stockée, cette ,,énergie se déplace sur des supports liquides énergie se déplace sur des supports liquides
ou gazeux surtout par convection leou gazeux surtout par convection leou gazeux, surtout par convection, le ou gazeux, surtout par convection, le principal moteur du transfert thermique dans principal moteur du transfert thermique dans
l’air ou l’eaul’air ou l’eaul’air ou l’eaul’air ou l’eau
53A l’origine des mouvements d’air dans l’atmosphèreA l’origine des mouvements d’air dans l’atmosphère
Pôle NordAir polaireAir polaire
Air tropical Zones de frontogenèsefrontogenèse
Pôle Sud54
Pôle Sud
La France est privilégiée car à l’aval des flux océaniques
55Source: http://www.ngdc.noaa.gov/
La pluie se produit à la rencontre des ces 2 masses d’air
Sens de déplacement: vent à 500hPavent à 500hPa
N t li ti ti l!Notre climatiseur estival!
Animation Gérard Rouquette
Les tourbillons à l’origine des dégâts Animation Gérard Rouquette
Dans les années 2000 et aujourd’hui
• Le premier axe de pensée n’a plus beaucoup de soutien scientifique p qalors que politiquement il a tenu jusqu’au milieu des années 2000jusqu au milieu des années 2000
• Des recherches pour comprendre édans le passé plus ancien des
évènement similaires à celui que qnous vivons commencent à donner des résultatsdes résultats
Pour imaginer le futur, il faut comprendre le présent et étudier lecomprendre le présent et étudier le
passéC’est ce que font les scientifiquesC est ce que font les scientifiques avec de plus en plus de moyens
D l iDes glaciers de plus de 4
km d’épaisseurd épaisseur
pour remonterremonter
400 000 ans
Maxi 300 ppm il y a 325 000 ansMaxi 300 ppm il y a 325 000 ans
Mini 180 ppm
+ 3°C
- 8°C
Travaux du CNRS, Mme Valérie Masson-Delmotte
Alors qu’aujourd'hui on en mesure 391 et qu'à ce rythme on en aura 500 vers 2065!
397
CO2 CO2 ppmCO2 CO2 ppm
397
+2 ppm par anppmppm
330 330 ppmppm
ppmppm
330 330 ppmppm
+2 ppm par an
pppppppp
288 288 ppmppm288 288 ppmppm
10001000 180018001400140010001000 1800180014001400
61
Comprendre notre passé p pDes leçons pour le futur de notre
li tclimat• Durant l’été 2011 le conseil de rechercheDurant l été 2011 le conseil de recherche
des USA a publié les travaux de géologues qui ont tenté de reproduiregéologues qui ont tenté de reproduire
l’évolution du climat sur la Terre depuis 850 millions d’années à partir de l’analyse
de carottes et de forages des roches et gsédiments.
De: Understanding Earth’s Deep Past, Lessons for Our Climate FutureN ti l R h C il f ti l A d i USA 2011National Research Council of national Academies. USA 2011www.national‐academies.org
Estimation du taux de CO² depuis 45 millions d’années à partir des sédiments
De: Understanding Earth’s Deep Past Lessons for Our Climate Future
63
De: Understanding Earth s Deep Past, Lessons for Our Climate FutureNational Research Council of national Academies. USA 2011www.national‐academies.org
Notre planète a souvent été pplus chaude qu’aujourd’hui!
De: Understanding Earth’s Deep Past Lessons for Our Climate Future
64
De: Understanding Earth s Deep Past, Lessons for Our Climate FutureNational Research Council of national Academies. USA 2011www.national‐academies.org
Hypothèse d’évolution du CO² atmosphérique l l édi t lselon les sédimentologues
On serait d’ici 1000 ans comme durant l’Eocéne ou la Terre ét it b l h d
65était beaucoup plus chaude
Températures à la surface de la Terre à l’Eocène, il 40 illi d’ é d il it l dil y a 40 millions d’année quand il y avait plus de
1000 ppm de CO² comparé à aujourd’hui
37°C à l’équateur soit 9°C en +
A nos latitudes on d °passerait de 13°C
aujourd’hui à 28° ou 30°C soit un climat30 C, soit un climat
tropicalAujourd’hui
66+15°C de plus au pôle Nord
Elévation du niveau des mersElévation du niveau des mers
En ce moment, il y a une élévation y
moyenne de 3 mm par an et qui p q
pourrait atteindre 7 ou 8 mm/an lorsque les glaciers des
S it 3 t l 10 t d
pôles fondront plus rapidement
Soit 3 cm tous les 10 ans et donc entre 30 et 75 cm de plus en 2100
Fig. 5 Cumulative changes in the mass of (left axis) the EAIS WAISmass of (left axis) the EAIS, WAIS, and APIS (top) and GrIS and AIS and the combined change of the
AIS and GrIS (bottom) determinedAIS and GrIS (bottom), determined from a reconciliation of
measurements acquired by satellite RA, the IOM, satellite
gravimetry, and satellite LA. Also shown is the equivalent global
sea-level contribution (right axis), calculated assuming that 360 Gt of ice corresponds to 1 mm of o ce co espo ds to o
sea-level rise. A Shepherd et al. Science 2012;338:1183-1189
M d l f dMasse de glace fondue depuis 1992 et augmentation du niveau de la mer
Published by AAAS
de la mer
Il y a 110 000 ans le niveauIl y a 110 000 ans le niveau moyen des mers était 4 à 6 m au dessus du niveau actuel
alors que la température étaitalors que la température était légèrement plus chaude et lelégèrement plus chaude et le
taux de CO² inférieur à j d’h iaujourd’hui
De: Understanding Earth’s Deep Past, Lessons for Our Climate FutureN ti l R h C il f ti l A d i USA 2011National Research Council of national Academies. USA 2011www.national‐academies.org
Autres conséquencesAutres conséquences d h tdu changement
li ticlimatique
Des risques d’évènementsDes risques d’évènements violents et extrêmes plusviolents et extrêmes plus
fréquents70
Deux tempêtes en 11Deux tempêtes en 11 ans, 1999 et 2009!ans, 1999 et 2009!
Cependant il demeure encore des incertitudes et donc:
• Besoin de poursuivre des travaux scientifiques pour modéliser le plusscientifiques pour modéliser le plus
fidèlement l’évolution la plus probable• Sachant que la complexité des
phénomènes est immensephénomènes est immenseMais ce qui est certain, c’est que à notre Mais ce qui est certain, c’est que à notre
échelle il faut s’y préparer en réduisant auéchelle il faut s’y préparer en réduisant auéchelle il faut s’y préparer en réduisant au échelle il faut s’y préparer en réduisant au plus vite nos gaspillages de CO² etplus vite nos gaspillages de CO² et’ d t t t t ’ t d’ d t t t t ’ t d
72en s’y adaptant tout en s’appuyant sur des en s’y adaptant tout en s’appuyant sur des
principes durables!principes durables!
Le débat s’anime maintenant autour de deux thèmes
lé t icomplémentaires• Diminuer à la source les gaz à effetDiminuer à la source les gaz à effet
de serre• S’adapter à ce changement
Quelles conséquences ?Quelles conséquences ?
• A/ Une mer qui va monter légèrement?• B/ Des risques d’évènements violents etB/ Des risques d évènements violents et
extrêmes plus fréquents?C/ Pl h d l t t d• C/ Plus chaud, plus souvent et des besoins énergétiques plus sollicités en été pour maintenir notre confort?
• D/ Une demande en eau pour se nourrir• D/ Une demande en eau pour se nourrir plus importante?
Face au changement climatique que faire?
Se déplacer?Se déplacer?
+2.5°C = 500 km vers le Nord ou
400 m en altitude400 m en altitude
75
Situation de canicule de SudLes versants Nord-Est les premiers concernés
Pourquoi?76
Pourquoi?
Transformation adiabatique :( Sans échange de chaleur Q=0 T
A cause de l’effet de Foehn( Sans échange de chaleur, Q 0. T constant, variation de P )
DETENTE
P COMPRESSION
P
Soulèvement d’une masse d’air par un relief:
Affaissement d’une masse d’air par un relief:
77
par un relief:Détente, refroidissement, saturation puis condensation.
par un relief:Compression, réchauffement, évaporation.
Exemple de poussée très chaude d’août 2003d août 2003
78
79
Niveau d’ozone le 8 août 2003Danger!
Niveau d ozone le 8 août 2003µg/M3 d’air
80
Source Prév’air -INERISLes fortes températures favorisent sa formation dans les villes
Avec un nombre de jours de forte chaleur en été en augmentationchaleur en été en augmentation
T°Maxi sous abri, Juin à Août ‐ Nombre de jours SecteurAgen
50
60
> 30°C (Moyenne 19.7)
> 35°C (M 2 2)
2003
40
jours
> 35°C (Moyenne 2.2)
> 40°C (Moyenne 0.1)
30
mbre de
j
10
20
Nom
0
10
51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99 01 03 05 07 09 11 13
195
195
195
195
195
196
196
196
196
196
197
197
197
197
197
198
198
198
198
198
199
199
199
199
199
200
200
200
200
200
201
201
Ce qui pousse à la Clim en ville!
Nombre de nuits à Agen avec des minimales supérieures à 18 et 20°C
T° Mini sous abri, Juin à Septembre ‐ Nombre de jours Secteur Agen
minimales supérieures à 18 et 20°C
40
45
50
18°C
2003
30
35
40
ours
> 18°C
> 20°C
20
25
30
mbre de
j
10
15
20
Nom
0
5
1 3 5 7 9 1 3 5 7 9 1 3 5 7 9 1 3 5 7 9 1 3 5 7 9 1 3 5 7 9 1
1951
1953
1955
1957
1959
1961
1963
1965
1967
1969
1971
1973
1975
1977
1979
1981
1983
1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997
1999
2001
2003
2005
2007
2009
2011
Ce qui pousse à la Clim en ville!
ICU selon la taille de l’agglomérationl agglomération
ffé l à l’ l
m(°C)
Différence due principalement à l’usage des climatiseurs
rmaxim
um
5
t de chaleu
e
Îlot
Toulou
se
Carm
aux
Paris
AGEN
A
83Source Météo France
Chaleur / énergie/ eauChaleur / énergie/ eauClimat
Adaptation
Sur quels principes durables peut on s’adapter?
• Une agriculture irriguée de précision• Une réduction des besoins énergétiquesUne réduction des besoins énergétiques
basés sur des ressources fossiles qui ramènent dans l’atmosphère du carboneramènent dans l’atmosphère du carbone sédimenté il y a des millions d’années
• Par exemple en évitant de promouvoir la « Clim » en été que les poussées chaudes« Clim » en été que les poussées chaudes
de Sud rendent parfois nécessaires
85
Le continuum sol, plante atmosphère
Rayonnement solaire
Transpiration
Ph t th i
ConvectionDe 50 à 150 litres/jour
solairePluieHumidité atmosphérique
temperature Air
Photosynthesis & respiration
Echange de chaleur Infiltration
EvaporationRuissellement de surface
vent
Interception
Flux de chaleur
p
aeration du sol & respiration
Microfaune & microorganismes
Absorption racinaire Mouvement de sels
respiration g
Capillaritédrainage & recharge des nappes
86Nappe alluviale ou phréatique
Que devient l’énergie solaire incidente?
couvert nuageux clair
Partie réfléchie
De 250 W/m² maxi par temps couvertDe 250 W/m² maxi par temps couvert à prés de 900 W/m² par ciel clair en été
87Jan Pokorný et al.; Solar energy dissipation and temperature control by water and plants; Int. J. Water, Vol. 5402
Répartition de l’énergie solaire incidente en milieu de journée
En W / m²
210Energie réfléchie ou
Albédo160
En W / m²
210
70Energie latente de transpiration qui
48070
350transpiration qui
rafraichit l’airEnergie qui réchauffeEnergie qui réchauffe
l’airE i d d ti 150Energie de conduction
dans le sol9050
88Sol nu Champ irrigué
Irrigated corn fieldsSurface Temperature
Il y a 13°C de différence entre les champs chauds et les champs fraisSurface Temperature
12 august 2011 – New presentationCl dClouds
Corn without irrigationCorn without irrigation
Well irrigated cornWell irrigated corn with i b t ithWell irrigated corn in between rows with
les water
Irrigation not yet arrived or not done
°C
Surface disponible pour des cultures irriguées
304 190 000 h304,190,000 ha www.iwmigiam.org
Flux de vapeur d’eau produit par l’irrigation en kg/m².an
300 kg/m² = 3000 m3/ha300 kg/m² = 3000 m3/ha
O Boucher G Myhre A Myhre / Direct human influence of irrigation on atmospheric water
91
O. Boucher G. Myhre A. Myhre / Direct human influence of irrigation on atmospheric watervapour and climate; Climate Dynamics (2004) 22: 597–603 DOI 10.1007/s00382‐004‐0402‐4
Ce qui provoque des modification de température dans les basses couches
O B h G M h A M h / Di h i fl f i i i h i92
O. Boucher G. Myhre A. Myhre / Direct human influence of irrigation on atmospheric water vapour and climate; Climate Dynamics (2004) 22: 597–603 DOI 10.1007/s00382‐004‐0402‐4
D’où la propositionD où la proposition• De privilégier les champs frais et les
haies irriguées pour atténuer l’impact des canicules en été
• De stocker plus d’eau de ruissellement lors d’épisodes pluvieux intenseslors d épisodes pluvieux intenses
De manière à mettre cette eau à disposition de tous, ville et campagne, lorsqu’il fait chaud pour atténuer l’impact des coups p p p
de chaleur et réduire les besoins énergétiques de climatisationénergétiques de climatisation
Notre climat est lié à l’eau
Précipitations
100%62%
Évapotranspiration
62%
16%Ruissellement
En France en22% 94
Écoulement souterrain en Km3/an
Adapté EGID22% 94
Des chiffres très différents en ville
100%12%
Précipitations
100%
ÉÉvapotranspiration
Ruissellement
Écoulement souterrain78%10%
9510% Fuites du réseau
d’assainissementÉvaluation variable d’une ville à une autre
95
La zone mal irriguée fonctionne comme le sol nu
En W / m²
170Energie réfléchie ou
Albédo160En W / m²
170170Energie latente de
transpiration qui480
350transpiration qui
rafraichit l’airEnergie qui réchauffeEnergie qui réchauffe
l’airE i d d ti 90
90Energie de conduction
dans le sol9050
96Champ non irrigué Champ irrigué
Dans un verger irrigué il fait de 5 à 12°C plus frais que dans le chaume voisin –
mesures ACMG 2008mesures ACMG 2008
26°C dans le verger et 38°C au dessus du chaume voisin le
31/08/2008
Mesures ACMG 200826°C dans le verger 38°C d h38°C dans chaume
voisin
Lien Micro Climatique entre Ville et Campagne ?98
q p g
Température de surface – 11/07/2011
L’EAU ET LA VEGETATION COMME MOYEN DE RAFRAICHISSEMENT NATUREL
Zoom Agen - Boé - Le Passage d’AgenDE RAFRAICHISSEMENT NATUREL
Eté – Juillet 2010Printemps – Mai 2010 Eté Juillet 2010Printemps Mai 2010Source : PLU Communautaire Durable de la Communauté d’Agglomération d’Agen (CAA)
99
/Comparaison mesures mobiles / Landsat Variations de la
température de l’air de 6,5°C entre les différents quartiers qdu centre de l’agglomération agenaiseagenaise
Bonne corrélation des variations dedes variations de températures mesurées entre les diffé t tdifférentes zones et les températures de surfaces
Image Landsat 8 au 4/08/13 et représentation de l’évolution des températures de l’air en fonction des différents quartiers
100
le rôle du végétal : constat
L’arbre ou des bandes boisées, c’est naturellement :
constat
naturellement :
un climatiseur d’espacepublic car il réfléchit unepartie de rayonnementsolaire.
Un «évapotranspireur» et Un «évapotranspireur» etdonc un moyen naturelpour climatiser l’airambiant situé en dessouset à proximité, sous levent, à condition depouvoir l’irriguer sans
D 30 à 70 3 d’g
excès.
Un moyen de transformerune autre partie de cette
De 30 à 70 m3 d’eau s’évaporent par Ha et par jour dans une zone
101
une autre partie de cetteénergie solaire en matière(puits à carbone),
par jour dans une zone boisée irriguée 101
100%35%
Précipitations
100%
ÉÉvapotranspiration
Plus de photosynthèse
Moins chaud
Ruissellement
photosynthèse
Écoulement souterrain45%20%
25%102
20%40%Vers la nappe 102
Programme ADAPTACLIMA IIProgramme ADAPTACLIMA II
PROJET EUROPÉENPROJET EUROPÉENADAPTATION AU CHANGEMENT ADAPTATION AU CHANGEMENT CLIMATIQUE DANS LE SUDOECLIMATIQUE DANS LE SUDOECLIMATIQUE DANS LE SUDOECLIMATIQUE DANS LE SUDOE
OBJECTIF GLOBALRenforcement de la protection et de la conservation durable de l'environnement et du milieu natureldurable de l environnement et du milieu naturel
103
1/ RÉDUIRE L’ÉNERGIE SOLAIRE 1/ RÉDUIRE L’ÉNERGIE SOLAIRE INCIDENTE…INCIDENTE…
En W / m²
170Energie réfléchie ou Energie réfléchie ou
AlbédoAlbédo 23017050
350Energie latente de transpiration qui
230
50350transpiration qui rafraîchit l’air
Energie qui assèche
50300Energie qui assèche
l’airE i d d ti 90Energie de conduction
dans le sol 80
Avant Après104
… ET 2/ RAFRAICHIR L’AIR … ET 2/ RAFRAICHIR L’AIR AMBIANTAMBIANTAMBIANTAMBIANT
En W / m²
Energie réfléchie ou Energie réfléchie ou AlbédoAlbédo 230 230170
Energie latente de transpiration qui
230
50
230
270
17050
transpiration qui rafraîchit l’air
Energie qui assèche
50300
270350
Energie qui assèche l’air
E i d d ti100
Energie de conduction dans le sol
A è
80 6090
Avant Après105
D à é ét li dVégétaux irrigués et pérennisés en ville
Des espaces à végétaliser de manière pérenne pour :
• Mieux isoler, avoir moins froid l’hiver et moins chaud l’été
(P i i d l’h bit t(Principes de l’habitat bioclimatique)
A éli l b i• Améliorer le paysage urbain
Terrasse végétalisée irriguéeSource : Traité d'architecture et d'urbanisme bioclimatiques, ADEME
106
Des gouttelettes s’évaporant prennents évaporant prennent
800 calories par gramme à l’air !
1 litre d’eau qui s’évapore1 litre d’eau qui s’évapore refroidit de 2°C 1000 m3 d’air
I té êt l f t iIntérêt pour les fontaines, jets d’eau, dispositifs de
b i ti tbrumisation, etc.
107Photo par Brume System
L'IDÉE EST DEL'IDÉE EST DEL IDÉE EST DE L IDÉE EST DE PASSER DE LA PASSER DE LA SITUATIONSITUATIONSITUATION SITUATION AAAAÀ LA SITUATION À LA SITUATION BBB B
FRAIS CHAUD
°C108
Depuis 30 ans un fossé ps’est creusé entre la ville
et la campagne.Il est temps de le remplir
d’eau en hiver pour tili bl tutiliser ensemble cet
bl d il f it« or bleu » quand il fait trop chaud!
109trop chaud!
109
Un meilleur partenariat entre la pville et la campagne pour durer
blensemble
Cela existait déjà durant l’Empiredurant l’Empire
Romain
Chaque crise climatique q qprovoque des conséquences,
i l é i tsociales, économiques et environnementales
• Pourquoi attendre les prochaines environnementales
q pcrises pour s’impliquer dans des
dé h l l ùdémarches locales où« l’or bleu » de nos régions« l or bleu » de nos régions soumises au flux océanique q
serait si bien valorisé?
