4.3 Cas des Pyr´ en´ ees
4.3.4 Conclusions et perspectives
La variabilit´e multi-d´ecennale des d´ebits dans les Pyr´en´ees est forte au printemps, comme dans toute la France, mais plus forte encore en ´et´e. Cette variabilit´e estivale des d´ebits est le fruit de la variabilit´e multi-d´ecennale du climat printanier sur les Pyr´en´ees, variabilit´e printani`ere qui serait associ´ee `a l’AMV.
Au printemps, les pr´ecipitations plus faibles de la p´eriode 1938-1958 sont associ´ees `a des temp´eratures plus ´elev´ees, et inversement pour la p´eriode 1965-1985. Cette ´evolution anti-corr´el´ee des pr´ecipitations et de la temp´erature a un double effet sur la neige. Lorsque les pr´ecipitations totales sont plus faibles, la temp´erature moyenne est ´egalement plus ´elev´ee, ces deux ph´enom`enes vont dans le sens d’une diminution des pr´ecipitations solides. Les printemps plus secs et plus chauds se terminent avec un stock de neige plus faible. A l’inverse, les printemps froids et humides se terminent avec des stocks de neige plus importants. Ce stock de neige en fin de printemps va fondre presque int´egralement pendant l’´et´e et soutenir les d´ebits en cette saison.
Cette variabilit´e multi-d´ecennale des d´ebits dans les Pyr´en´ees est g´en´eralement sous- estim´ee, au printemps et en ´et´e, dans les simulations hydrologiques historiques r´ealis´ees
Chapitre 4. Le cycle de l’eau en France au XX`eme si`ecle 128
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a partir de la d´esagr´egation des GCM. L’incertitude associ´ee `a la variabilit´e interne sur les changements de d´ebits sera donc, a priori, elle aussi sous-estim´ee dans les Pyr´en´ees. L’ensemble des projections r´ealis´ees jusqu’ici s’accordent sur une forte diminution des pr´ecipitations solides dans les r´egions de montagne (Barnett et al.,2005;Minder,2010) en Europe (de Vries et al.,2013) et dans les Pyr´en´ees (Lopez-Moreno et al.,2012) sur le XXI`emesi`ecle, essentiellement en raison de l’augmentation de la temp´erature. Sans neige, il est donc probable que la variabilit´e multi-d´ecennale, et donc la variabilit´e interne, des d´ebits en ´et´e dans les Pyr´en´ees soit amen´ee `a diminuer.
Chapitre 4. Le cycle de l’eau en France au XX`eme si`ecle 129
Synth`ese
Objectifs
• Caract´eriser l’´etat moyen et la variabilit´e saisonni`ere du cycle hydrologique
continental en France dans le climat pr´esent.
• ´Evaluer l’origine climatique de la variabilit´e multi-d´ecennale des d´ebits en
France.
• Caract´eriser la variabilit´e multi-d´ecennale des d´ebits dans les simulations hy-
drologiques r´ealis´ees avec la d´esagr´egation des mod`eles climatiques.
• Identifier les sources de la variabilit´e multi-d´ecennale estivale des d´ebits dans
les Pyr´en´ees.
R´esultats
• Le cycle saisonnier des d´ebits est largement contrˆol´e par l’´evapotranspiration
dans les r´egions de plaines, et en partie par la fonte de la neige au printemps dans les r´egions de montagne. L’´evapotranspiration est contrˆol´ee par l’´energie disponible `a la surface, l’activit´e de la v´eg´etation ainsi que l’eau disponible dans le sol. Le cycle saisonnier sur les pr´ecipitations est faible sur les quatre grands bassins versants.
• Deux reconstructions hydrologiques r´ealis´ees `a l’aide des mod`eles Isba-Modcou,
forc´es par les r´eanalyses ERA20C et 20CR, d´esagr´eg´ees avec une version mo- difi´ee de la m´ethode pr´esent´ee dans le chapitre 3, confirment que la varia- bilit´e multi-d´ecennale des d´ebits est d’origine climatique. Le poids de la va- riabilit´e multi-d´ecennale par rapport `a la variabilit´e inter-annuelle est quasi- syst´ematiquement inf´erieure, au printemps, dans les simulations hydrologiques r´ealis´ees `a partir des membres historiques de trois mod`eles climatiques glo- baux, `a celui estim´e dans les observations et les reconstructions hydrologiques.
• Dans les Pyr´en´ees, la variabilit´e multi-d´ecennale des d´ebits est forte au prin-
temps et ´egalement en ´et´e. D’apr`es les reconstructions hydrologiques, le stock de neige au d´ebut de l’´et´e joue un rˆole majeur dans cette ´evolution multi- d´ecennale des d´ebits en ´et´e. Cette ´evolution du stock de neige `a la fin du prin- temps est en partie li´ee `a l’´evolution des temp´eratures et des pr´ecipitations au printemps.
Chapitre 5
Le climat au XXI`eme
si`ecle en
France
Afin de r´ealiser les projections hydrologiques sur la France pour le XXI`eme, il est n´ecessaire de d´esagr´eger spatialement les r´esultats des GCM ´etudi´es (Tableau2.1). La d´esagr´egation des GCM est r´ealis´ee avec la m´ethode d´ecrite dans le chapitre 3 et la r´eanalyse ERA- Interim. Les changements de pr´ecipitations d´esagr´eg´ees et ceux directement simul´es par le mˆeme ensemble de GCM peuvent ˆetre compar´es en moyenne sur la France, ´echelle spatiale qui a du sens pour les GCM. Si les changements d´esagr´eg´es et simul´es par les GCM ne doivent pas n´ecessairement ˆetre identiques, un bon accord entre les deux reste le signe que les GCM sont capables de simuler correctement les pr´ecipitations et que la m´ethode est, elle, capable de les d´esagr´eger.
Il est n´ecessaire, pour comprendre et interpr´eter les projections hydrologiques, d’avoir une id´ee pr´ecise des changements climatiques attendus en France pendant le si`ecle `a venir. Des ´etudes des changements de temp´erature et de pr´ecipitations simul´es par les GCM CMIP5 ont d´ej`a ´et´e r´ealis´ees `a l’´echelle globale (Stocker et al., 2013a), sur les extrˆemes de temp´erature et de pr´ecipitations (Kharin et al., 2013; Scoccimarro et al., 2013), sur la relation entre les changements de temp´erature et de pr´ecipitations (Li et al., 2013) et plus sp´ecifiquement sur les changements en France (Terray et Bo´e,2013). Toutes ces ´etudes bas´ees sur les GCM permettent d’avoir une premi`ere id´ee des changements `
a venir en Europe et en France. Certaines ont ´egalement ´et´e r´ealis´ees en utilisant les r´esultats des projections r´egionales, que cela soit ENSEMBLES (D´equ´e et al.,2011) ou Cordex (Jacob et al., 2013). La coh´erence ou non entre ces r´esultats et les r´esultats d´esagr´eg´es pr´esent´es ici permettra d’´evaluer leur robustesse.
L’estimation des incertitudes dues aux mod`eles climatiques et `a la variabilit´e interne est un ´el´ement important pour l’´etude des changements, particuli`erement l’estimation
Chapitre 5. Le climat au XXI`eme si`ecle en France 132
de l’influence de la variabilit´e interne sur les changements dans les prochaines d´ecennies (Deser et al., 2010b). Dans certaines r´egions, `a l’horizon 2050, l’influence de la varia- bilit´e interne sur les changements de pr´ecipitations est presque aussi importante que l’amplitude des changements simul´es (Fatichi et al.,2014).
Le dernier exercice CMIP5 a justement permis de r´eunir un nombre de mod`eles cli- matiques globaux encore jamais ´egal´e (jusqu’`a une quarantaine pour la r´edaction du dernier rapport du GIEC). L’autre nouveaut´e de l’exercice CMIP5 est la r´ealisation de plusieurs membres par sc´enario pour de nombreux mod`eles climatiques. En partie `
a cause de la disponibilit´e des donn´ees, seulement deux GCM utilis´es dans ce travail disposent de plusieurs membres. Ces simulations offrent, tout de mˆeme, l’opportunit´e d’´evaluer l’incertitude due `a la variabilit´e interne. En effet, l’utilisation d’un plus grand nombre de GCM ainsi que d’un plus grand nombre de membres pour un GCM permet d’estimer plus finement les incertitudes dues aux GCM et `a la variabilit´e interne (Tebaldi et Knutti, 2007). Dans ce travail, sont estim´ees l’incertitude due `a la fois aux mod`eles climatiques et `a la variabilit´e interne, appel´ee incertitude climatique totale dans la suite, ainsi que l’incertitude due `a la variabilit´e interne seule. L’incertitude due aux sc´enarios peut ˆetre ´egalement ´elev´ee, particuli`erement pour la fin du si`ecle. Aucun des sc´enarios n’est consid´er´e comme plus probable que les autres, il est donc important de tous les ´etudier afin de consid´erer aux mieux l’incertitude due aux ´evolutions socio-´economiques `
a venir.
La communaut´e internationale s’est fix´ee l’objectif de limiter l’augmentation de la temp´e- rature moyenne globale `a 2◦C, les impacts pour cette augmentation de la temp´erature de l’air ´etant suppos´es acceptables humainement et ´economiquement. Les impacts sur les pr´ecipitations en France peuvent pourtant ˆetre forts et peuvent laisser penser que des mesures d’adaptation seront n´ecessaires.