Composition du jury

Nick Chappell Examinateur
Bernard Chastan Examinateur
Gérard Degoutte Examinateur
Michel Déqué Rapporteur
Katia Laval Directrice de thèse
Alain Perrier Rapporteur

Résumé

A l’occasion de ce travail de thèse, nous avons souhaité contribuer aux études d’impacts du changement climatique sur le bilan d’eau en Europe. Nous avons utilisé les outils de la modélisation du climat, modèle de circulation générale et schéma de surface, et nous nous sommes placés à l’interface entre l’atmosphère et la surface. Ce travail s’est décomposé en deux parties.
Dans un premier temps, nous avons étudié la sensibilité du bilan d’eau simulé par le schéma de surface du laboratoire, ORCHIDEE, à la résolution des forçages atmosphériques sur deux régions d’Europe, la péninsule ibérique et le bassin versant du Rhône (dans le cadre du projet international Rhône-AGG). Ces deux études sont basées sur l’existence de forçages climatiques à hautes résolutions spatiale et temporelle. Elles permettent tout d’abord de valider le modèle par comparaison à des observations d’une part et à un ensemble de schémas de surface d’autre part.
Puis, les effets de l’agrégation des forçages climatiques, et en particulier des précipitations, sont étudiés. Enfin, l’importance majeure de la variabilité sous-maille non seulement des précipitations, mais aussi des variables thermodynamiques, de la végétation et du relief est soulignée.
La compréhension et la quantification de cette sensibilité sont en effet indispensables pour identifier correctement les impacts régionaux du changement climatique à partir de simulations couplées. Cette première partie peut contribuer à la mise en place, à l’interface entre l’atmosphère et la surface, d’une désagrégation pertinente.
Dans un deuxième temps, nous avons abordé la thématique des impacts du changement climatique sur le bilan d’eau sous un angle plus atmosphérique, par l’étude des dépressions qui traversent l’Atlantique en direction de l’Europe, et de leurs liens avec les précipitations. Nous avons pour cela utilisé deux simulations climatiques, zoomées sur l’Europe, du modèle ARPEGE, en climats actuel et modifié, dans lesquelles nous avons identifié les dépressions, à partir de la vorticité dans la haute et la basse troposphère, à la fois par l’identification et le suivi des dépressions par le logiciel Track et par le calcul de la variance filtrée sur 2-6 jours. Des interactions entre Oscillation Nord Atlantique d’une part, et précipitations et dépressions d’autre part, sont mises en évidence dans la simulation. Elles correspondent aux résultats obtenus par Hurrel et van Loon (1997).
Nous avons ensuite constaté des impacts du changement climatique cohérents sur les champs de température, la baroclinicité et la variabilité haute fréquence dans la basse et la haute troposphère. Les précipitations augmentent sur l’Atlantique au niveau de l’Espagne et sur une bande SO-NE, au bord Ouest de l’Europe, jusqu’à la Grande Bretagne et la Norvège. Elles diminuent sur la Méditerranée et sur l’Atlantique central. Nous mettons en évidence le rôle nécessaire et significatif de la modification des dépressions pour expliquer ces modifications des précipitations. Nous formulons enfin des hypothèses sur les liens entre modifications des précipitations et changements des dépressions.