Avec la diffusion massive de données sur le climat futur à différentes résolutions spatiales, il est difficile d’apprécier quelle sera précisément la situation en Provence-Alpes-Côte d’Azur. Une série de repères et d’indicateurs synthétiques sont ici proposés afin de mieux évaluer les tendances à l’échelle locale et régionale.
Les évolutions prévues du climat varient en fonction des modèles climatiques régionaux et des scénarios de développement socio-économique qui déterminent notamment les émissions de gaz à effet de serre (GES) dans l’atmosphère. En théorie, plus les quantités de GES seront importantes dans l’atmosphère, plus le changement climatique sera prononcé. L’ampleur de ce dernier sera aggravée ou limitée par les conditions naturelles qui, au cours de l’histoire, ont imposé des fluctuations naturelles au climat terrestre. Comme souligné en amont, pour ce prochain siècle, les GES auront un impact fort sur les températures, tandis que pour les précipitations, les projections sont plus incertaines, même si des tendances se dessinent selon les modèles climatiques régionaux.
Sur le portail DRIAS qui délivre les sorties de modèles climatiques régionaux, il est mentionné que « les implications du changement climatique pour l’environnement et la société dépendront non seulement de la réponse du système Terre aux changements de forçages radiatifs, mais également de la façon dont les changements socio-économiques (économie, technologie, mode de vie, politiques publiques) évolueront ».
Pour étudier l’évolution du climat et affiner les simulations des modèles climatiques, des scénarios socio-économiques sont donc pris en compte. Ces derniers dépendent des modes de production et de consommation des sociétés à court, moyen et long terme. Pour construire ces scénarios à l’aide de modèles d’impact intégrés qui simulent aussi de manière simplifiée la chimie de l’atmosphère, il est nécessaire de faire des hypothèses sur le développement économique dans les différents pays. A partir d’analyses prospectives, l’évolution de la démographie, de l’économie, de l’industrie, de l’agriculture, etc. est anticipée pour les horizons futurs. Cet exercice est primordial puisque la communauté scientifique dans sa grande majorité considère que les activités anthropiques contribuent au réchauffement climatique.
Il existe plusieurs générations de scénarios d’émissions qui ont été produites en fonction de l’avancée des connaissances. Pour les deux premiers rapports du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), six scénarios appelés IS92 ont été utilisés. Pour les rapports 3 et 4, les SRES (Special Report on Emissions Scenario) se déclinaient en 4 familles (A1, A2, B1, B2). La famille A1 se divisait en trois groupes qui se distinguaient par leur accent technologique : forte intensité de combustibles fossiles (A1FI), sources d’énergie autres que fossiles (A1T) et équilibre entre les sources (A1B). Pour le 5e rapport publié en 2013, les SRES
ont été remplacés par les RCP (Representative Concentration Pathway). Quatre scénarios de référence de l’évolution du forçage radiatif, relatifs à l’évolution de la concentration en gaz à effet de serre (GES) dans l’atmosphère au cours du 21e siècle, existent désormais : RCP 2.6, RCP 4.5, RCP 6.0 et RCP 8.5 (Figure 21 et Tableau 1). Le premier implique une réduction d’émissions de GES par la communauté internationale (scénario optimiste), tandis que le dernier correspond à l’évolution des émissions actuelles jusqu’à la fin du siècle si rien n’est fait pour les réduire (scénario pessimiste). Les scénarios RCP 4.5 et 6.0 sont des scénarios intermédiaires.
Les trajectoires des RCP sont assez proches jusqu’en 2040, puis divergent assez fortement à partir de 2050. L’incertitude sur le climat futur selon les scénarios est surtout significative dans la seconde partie du 21e siècle. Dans la première partie, les sorties de modèles tous scénarios confondus apportent des réponses qui convergent de manière relative. Le forçage radiatif et la concentration (en partie par million) varient selon la trajectoire de chaque scénario (Tableau 1).
Ces trajectoires dépendront des politiques énergétiques mises en oeuvre dans les pays pour lutter contre le changement climatique à l’échelle locale et globale.
Pour mieux apprécier l’évolution du climat futur en PACA, deux approches sont ici privilégiées : la première décrit des tendances régionales, la seconde s’intéresse à l’échelle très locale.
Il faut rappeler que les modèles climatiques numériques utilisés pour se projeter à la fin du 21e siècle sont des programmes informatiques qui, à partir des équations de la mécanique des fluides et de la thermodynamique, simulent l’évolution des paramètres météorologiques pour les futures décennies. A cette échéance, il ne s’agit pas d’une prévision du temps au jour le jour, mais de tendances à long terme induites par certaines hypothèses au premier rang desquelles figurent les scénarios socio-économiques (Cf. partie 3.1). A l’incertitude liée aux scénarios RCP s’ajoute l’incertitude intrinsèque des modèles. Pour prendre en compte cette dernière, une technique appelée « multi-modèles » est désormais privilégiée. L’objectif est de mettre en évidence la dispersion des résultats de modèles indépendants pour définir les avenirs climatiques possibles, ce qui conduit à donner comme résultat non pas une valeur, mais une fourchette de valeurs considérées comme les plus probables.
Les dernières versions des modèles climatiques ont une résolution d’environ 10 km, ce qui signifie que les points de la grille sont distants de 10 km. Un exercice d’intercomparaisons des modèles au niveau européen, nommé Euro-Cordex, a été mené en 2014. Nous disposons désormais d’un ensemble de 9 modèles pour caractériser le changement climatique d’ici la fin du siècle. Cet ensemble permet de préciser l’ampleur du bouleversement en région PACA.
Un réchauffement des températures qui se poursuit en PACA
Concernant les températures de l’air, les simulations climatiques mettent en évidence un signal fort qui se traduit par une augmentation des températures. Ce signal est déjà perceptible dans les séries climatiques de la fin du 20e siècle. L’écart entre la température moyenne annuelle et la température moyenne annuelle de référence serait de l’ordre de +1,9°C à +5,5°C à la fin du siècle, selon les zones géographiques et les scénarios socioéconomiques (RCP).
La Figure 22 indique les différentes perspectives d’évolution de la température moyenne annuelle simulée par les modèles :
La Figure 22 distingue les différences entre scénarios et souligne notamment les différences entre les RCP 4.5 et 8.5 à l’échéance 2100. Ces simulations montrent également que seule une diminution drastique du rejet des gaz à effet de serre dans l’atmosphère (scénario RCP 2.6) est susceptible de maintenir la hausse des températures moyennes en deçà de 2°C.
Les températures seront plus douces en hiver. Par exemple, le nombre de jours de gel annuel à Embrun, dans le scénario le plus pessimiste, sera compris à la fin du siècle entre 40 et 50 jours, alors qu’il est aujourd’hui d’une centaine. Ceci entraînera une diminution du manteau neigeux (Zoom 6), surtout aux altitudes moyennes. Les étés, quant à eux, déjà très chauds dans notre région, seront encore plus torrides avec une élévation pouvant aller jusqu’à +7°C pour le scénario le plus pessimiste. Cette tendance sera plus marquée sur les températures maximales, comme en témoignent les cartes suivantes (Figure 23) qui illustrent l’évolution de la température maximale de l’air au cours de l’été (juin à août) en région PACA. Ces données sont issues du modèle ALADIN-Climat de Météo-France pour la fin du 21e siècle selon les scénarios socio-économiques (source : DRIAS, les futurs du climat).
Pour Aix-en-Provence, l’anomalie (ou écart) des températures estivales sera de l’ordre de +3,4°C à la fin du 21e siècle d’après le scénario intermédiaire (RCP 4.5) et de plus de +6°C d’après le scénario le plus pessimiste (RCP 8.5). A titre de comparaison, l’anomalie de la température de l’air moyenne à Aix-en-Provence durant l’été 2003 a été de +3,5°C. La canicule de 2003 deviendrait donc en région Provence-Alpes-Côte d’Azur un événement quasi normal, voire frais, dans la seconde moitié du 21e siècle.
ZOOM 6. Suivre l’évolution de l’extension spatiale potentielle du manteau neigeux dans les Alpes du Sud
Dans les Alpes-Maritimes, les postes de mesures de Météo-France enregistrent une hausse des températures minimales et maximales. Par exemple, la station de Nice-aéroport a vu sa température minimale moyenne annuelle passer de 11,7°C pour la période 1961-1990 à 12,4°C pour la période 1981-2010 ; pour la température maximale moyenne annuelle dans cette même station la hausse est de 0,6°C en 20 ans (de 19°C à 19,6°C). Dans ce contexte climatique et alors qu’une partie de l’économie touristique du département repose sur la pratique des sports d’hiver, quelle sera l’évolution de l’enneigement dans l’extrême sud des Alpes françaises ?
Grâce aux techniques de descente d’échelle et en émettant des hypothèses sur l’influence de la température de l’air sur la présence de neige au sol, il est possible de réaliser des cartes représentant l’extension spatiale potentielle du manteau neigeux. Par exemple, les cartes ci-dessous (Figure 24) illustrent la présence de neige au sol dès lors que la température moyenne journalière est inférieure à 0°C. L’extension spatiale du manteau neigeux est qualifiée de « potentielle » car aucune information relative à l’apport de neige, et donc aux précipitations, n’est prise en compte en raison d’une trop grande incertitude à cette échelle spatiale.
Figure 24. Evolution de la zone potentiellement recouverte par la neige (en blanc) pour les mois de février obtenue par downscaling15 statistique des sorties de températures du modèle ALADIN-Climat : 1961-1990 à gauche, 2021- 2050 au centre (scénario A1B) et 2071-2100 (scénario A1B). Source : Nicolas Martin, UMR ESPACE
Le signal concernant l’évolution des précipitations en Provence-Alpes-Côte d’Azur n’est pas très net. Les projections climatiques fournies par les modèles montrent en effet dans notre région des évolutions contradictoires, que ce soit sur la quantité globale des précipitations annuelles ou sur le nombre de jours de fortes précipitations (pluies supérieures à 20 mm, soit 20 litres/m² sur une journée).
Cette incertitude est illustrée par la Figure 25 qui montre la dispersion des résultats des modèles relatifs aux cumuls annuels de précipitations :
Le scénario RCP 8.5 semble confirmer une légère tendance à la baisse des pluies annuelles. De son côté, le scénario RCP 4.5 amorce à la fin de siècle une hausse, soit une tendance inverse. La répartition spatiale de ces évolutions en région PACA est illustrée par les cartes Figure 26 qui représentent la perspective médiane de l’ensemble des modèles pour les deux scénarios d’émissions.
En examinant plus particulièrement la tendance des pluies estivales, on constate une tendance à la baisse plus marquée que sur les autres saisons pour le scénario RCP 8.5 et un allongement du nombre de jours consécutifs sans précipitation. Conjugué à la hausse importante des températures de l’air, ce phénomène accentuera la sécheresse des sols en été et aura des conséquences notables à long terme sur la gestion de la ressource en eau et la sensibilité des forêts aux incendies, dans une région déjà très vulnérable sur ces aspects.
L’une des manières de rendre plus concret le changement climatique est de comparer le climat futur de villes au climat actuel d’autres villes. La comparaison des caractéristiques climatiques permet de mieux appréhender et comprendre l’évolution du climat.
Les simulations de 20 modèles globaux CMIP5 ont été analysées pour chacun des scénarios RCP 2.6, 4.5 et 8.5. Selon le GIEC, le premier scénario est le seul compatible avec un réchauffement ne dépassant pas 2°C en moyenne globale ; le second correspond à la somme des contributions volontaires, soumises avant la COP21, qui limiterait le réchauffement à 3°C en 2100 ; le troisième consiste simplement à émettre des gaz à effet de serre à la même vitesse que par le passé, provoquant un réchauffement susceptible d’atteindre 5°C en 2100. Ces simulations ont été interpolées linéairement sur une
grille commune de résolution de 1° de longitude/latitude (voir zoom 3). Six variables climatiques, caractéristiques du climat méditerranéen, ont été considérées : la température moyenne annuelle (°C), la température moyenne de janvier (°C), la température moyenne de juillet (°C), le cumul des précipitations annuelles (mm/an), le cumul des précipitations hivernales d’octobre à avril (mm/an), le nombre de mois secs pour lesquels les précipitations totales sont inférieures à 20 mm.
Quatre villes représentatives de la région PACA ont été sélectionnées : Marseille, Nice, Avignon et Digne-les-Bains.
Et deux périodes futures ont été étudiées : 2050 et 2100. La Figure 27 présente les résultats pour quatre des six variables climatiques. Pour chacune des combinaisons (RCP x ville x période), soit 24 cas, le plus proche analogue actuel des projections locales est déterminé, soit la région dont le climat actuel est le plus proche des cas ciblés. La similarité est basée sur la distance euclidienne bâtie sur les variables climatiques standardisées. Ainsi, le climat de Marseille avec le scénario RCP 8.5 en 2100 ressemblera à celui des Pouilles dans le sud-est de l’Italie. Cette analogie est un compromis entre la température qui va fortement augmenter et les précipitations dont l’évolution est beaucoup plus incertaine. Si les précipitations n’étaient pas prises en compte, l’analogue se trouverait vraisemblablement en Afrique du Nord. Mais si on les intègre, cette région est trop sèche pour fournir un bon analogue.
A l’horizon 2050, tous les scénarios restent encore compatibles avec le seuil de 2°C. Seules les villes d’Avignon et de Marseille pour le scénario RCP 8.5 auront un climat suffisamment chaud en janvier pour se décaler vers le sud de l’Italie (Naples). A l’horizon 2100, il y a un fort risque de décalage vers le sud de l’Italie ou le nord de la Tunisie pour les trois villes de basse altitude (Marseille, Nice et Avignon) pour le scénario RCP 8.5, et même pour le scénario RCP 4.5 pour Nice. On peut donc considérer que seul le RCP 2.6 limite le risque climatique.
Pour répondre aux besoins des décideurs et gestionnaires de territoires, des études spécifiques peuvent être menées aux échelles régionale, locale et micro. Les acteurs publics (laboratoires de recherche, universités…) et privés (entreprises, associations…) se mobilisent pour apporter des solutions adaptées à la demande, que ce soit pour l’urbanisme, le tourisme, le paysage, la forêt, l’eau, l’agriculture… Trois études récentes sont succinctement présentées :
Euromed : étude de l’impact d’un aménagement urbain en période de canicule à Marseille
L’augmentation de la température de l’air qui résulte du réchauffement climatique en cours a un fort impact sur les zones urbaines, puisqu’elle s’ajoute aux effets d’îlot de chaleur urbain généré par toute ville.
L’Etablissement public d’aménagement EuroMéditerranée, en charge de la réhabilitation urbaine de Marseille, a commandé en 2012 à Météo-France une étude visant à quantifier les effets climatiques induits par l’opération « Euromed 2 ». Les objectifs étaient d’évaluer les impacts :
Pour cette étude, le modèle atmosphérique de recherche Méso-NH, couplé à une nouvelle version du modèle de ville TEB (Town Energy Balance) permettant la prise en compte de la dynamique thermique interne des bâtiments, a été utilisé à une résolution spatiale de 125m. Différents scénarios, correspondant à des paramètres de description de la ville adaptés à chaque hypothèse à tester, ont été modélisés sur six journées chaudes d’août 2003.
Si on compare les prévisions obtenues pour la ville actuelle et la ville de demain (Euromed), les différences les plus importantes sont observées au niveau du parc urbain (Figure 28), avec un rafraîchissement moyen d’environ 4°C et un maximum de 6,5°C la nuit.
L’influence du parc sur les quartiers voisins n’excède pas les 100 m, mais de par sa forme allongée, la zone urbaine concernée par une modification du climat local représente 30% de la surface totale de l’aménagement. Enfin, l’étude a hiérarchisé les leviers potentiels limitant l’effet d’une canicule sur un secteur urbain. La présence des jardins est le levier le plus fort qui permet de gagner presque 1°C en pointe sur les quartiers d’habitations. L’utilisation du système de thalassothermie, en lieu et place d’une climatisation classique, permet aussi de limiter l’augmentation de la température, mais avec une amplitude deux à trois fois moindre que celle générée par les jardins. Enfin, l’augmentation du pouvoir réfléchissant des murs, dans le contexte marseillais, ne procure qu’un gain limité et peut même s’avérer contre-productive dans les quartiers d’affaires.
Sur la Figure 28, dans la simulation du projet Euromed, la signature thermique du parc de jour et de nuit est bien marquée (ligne allongée plus froide que l’environnement en bordure droite de l’aménagement), ainsi que celle de la gare de triage correspondant à la référence, soit la ville actuelle (ligne plus chaude au même endroit en journée).
Quelle attractivité touristique en 2050 ? Les enseignements des indices de confort
Les indices de confort touristiques (ICT) sont des indices composites utilisés pour décrire les conditions climatiques favorables aux activités touristiques. Ils peuvent servir à la planification, l’investissement ou la gestion quotidienne du tourisme. L’indice le plus connu a été défini par Mieczkowski en 1985. Noté sur 100, il pondère pour 50% le confort thermique (qui agrège lui-même température et humidité), 20% les précipitations, 20% l’ensoleillement et 10% le vent. Depuis, les recherches ont consisté à proposer d’autres formules de calcul, spécifiques à certaines formes de produits (tourisme balnéaire, tourisme urbain...), ou à sélectionner des composants de cet indice et leur pondération en prenant mieux en compte les préférences climatiques déclarées ou révélées par les touristes (Mayer and Höppe, 1987, Höppe, 1999, De Freitas et al., 2008).
La définition des enjeux passe aussi par une approche plus complète de l’incertitude liée au choix d’une projection climatique ou d’un modèle particulier, afin de ne pas orienter la décision vers une seule tendance, et donc potentiellement vers une mauvaise direction.
La Figure 29 montre les résultats d’un calcul de l’ICT de Mieczkowski pour neuf modèles climatiques régionaux issus du projet ENSEMBLES. Les cartes de gauche présentent les neuf projections individuelles et celle de droite la médiane. L’évolution de la valeur annuelle moyenne de l’indice (différence entre les périodes 2021- 2050 et 1971-2000) est représentée. Globalement, cette modélisation montre une baisse de l’ICT (et donc de l’attractivité touristique) en Méditerranée, surtout au sud du bassin. Les résultats sont moins nets au nord du bassin et notamment en région PACA : la moitié des
modèles prédisent une amélioration de la valeur de l’indice, l’autre une dégradation. Le même contraste est observé si on ne retient que la saison estivale.
Au vu de ces résultats, il convient de ne pas tirer de conclusions hâtives sur l’évolution du tourisme régional face au changement climatique, même si les conditions estivales et hivernales vont certainement influer sur les activités économiques des acteurs touristiques à moyen et long terme. Les opportunités durant les intersaisons seront à saisir pour continuer à attirer les touristes.
Quel climat dans l’Embrunais (Hautes-Alpes) ?
Pour mieux connaître le climat local à fine échelle spatiale et anticiper le changement climatique aux horizons 2016-2035 et 2036-2055, une étude a été menée en 2014, à la demande de la commune des Orres, sur le territoire de l’Embrunais et plus largement dans les Alpes du Sud. La vocation des résultats est de fournir des indicateurs climatiques, faciliter la prise de décision et adapter les activités (tourisme, paysage, forêt, biodiversité, agriculture…) dans les territoires alpins.
Une méthode géostatistique a été développée pour cartographier le climat présent (températures de l’air et précipitations) à haute résolution spatiale à partir de mesures locales (réseau de stations de mesures de Météo-France) et de variables physico-environnementales (altitude, pente, encaissement des vallées, orientation, etc.). A cette cartographie de référence ont été appliquées les anomalies (ou deltas) spatialisées de températures de l’air et de précipitations du modèle climatique régional ALADIN-Climat (RCP 2.6, 4.5 et 8.5). Ces anomalies ont été calculées à partir des sorties du modèle de 1991-2010 (période de référence), de 2016-2035 et de 2036-2055. Cette démarche a permis de produire une cartographie fine du climat présent et futur (Figure 30) : 100 m de résolution spatiale pour les températures de l’air et 1000 m pour les précipitations.
Ces données sont la somme des incertitudes liées à la qualité des mesures locales (stations de mesures), à l’interpolation spatiale des données, aux scénarios d’émissions, aux sorties des modèles globaux et régionaux, et aux méthodes de correction. Cette approche statistique (non dynamique) n’augmente pas la fiabilité des sorties des modèles climatiques régionaux et n’anticipe pas l’éventuelle évolution de la circulation atmosphérique générale future (et les effets locaux associés), mais elle a le mérite de donner des tendances sur lesquelles les services techniques peuvent s’appuyer.
Sommaire du cahier