Interdependency in Multimodel Climate Projections: Component Replication and Result Similarity

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Régimes de temps et désagrégation d'échelle

Weather regimes and downscaling. Hydrological processes are characterized by time and spatial scales which strongly differ from those explicitly solved by climate models used in the framework of the fourth intergovernmental panel for climate change (IPCC) report. Many different statistical and/ or dynamical techniques have been developed to perform the downscaling process (going from a few hundred kilometres to resolution of five to twenty kilometres). Here we present a downscaling methodology based on weather regimes and its application to hydrological changes in France during the 21st century. We review the conceptual framework and the advantages of the method as well as the associated assumptions and uncertainties.Les échelles de temps et d’espace caractéristiques des processus hydrologiques différent fortement de celles résolues par les modèles climatiques utilisés pour les scénarios réalisés dans le cadre du 4ème rapport du groupe intergouvernemental d’experts sur l’évolution du climat (GIEC). De nombreuses techniques dynamique et/ou statistique ont été développées pour effectuer ce transfert d’échelle. Nous présentons une nouvelle méthode de désagrégation d’échelle basée sur les régimes de temps et son application à l’étude des scénarios hydro-climatiques futurs pour les grands bassins versant français. Nous montrerons le cadre conceptuel et les avantages de cette nouvelle méthode pour un certain nombre d’applications ainsi que les hypothèses et les incertitudes associées.Boe Julien, Terray Laurent. Régimes de temps et désagrégation d'échelle. In: Variations climatiques et hydrologie. Le climat, ses variations séculaires et ses changements pronostiqués : quel impact sur l'hydrologie (ressources en eau et évènements rares, étiages - crues). 29èmes Journées de l'Hydraulique. Congrès de la Société Hydrotechnique de France. Lyon, 27-28 mars 2007. 2007

Changement global et cycle hydrologique (une étude de régionalisation sur la France)

TOULOUSE3-BU Sciences (315552104) / SudocTOULOUSE-Observ. Midi Pyréné (315552299) / SudocSudocFranceF

Large discrepancies in summer climate change over Europe as projected by global and regional climate models: causes and consequences

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Impacts of climate change on the hydrological cycle over France and associated uncertainties

International audienceThis study deals with the evolution of the hydrological cycle over France during the 21st century. A large multi-member, multi-scenario, and multi-model ensemble of climate projections is downscaled with a new statistical method to drive a physically-based hydrological model with recent improvements. For a business-as-usual scenario, annual precipitation changes generally remain small, except over southern France, where decreases close to 20% are projected. Annual streamflows roughly decrease by 10% (±20%) on the Seine, by 20% (±20%) on the Loire, by 20% (±15%) on the Rhone and by 40% (±15%) on the Garonne. Attenuation measures, as implied by the other scenarios analyzed, lead to less severe changes. However, even with a scenario generally compatible with a limitation of global warming to two degrees, some notable impacts may still occur, with for example a decrease in summer river flows close to 25% for the Garonne.Cette étude traite de l'évolution du cycle de l'eau en France au cours du 21ème siècle. Un grand ensemble climatique multi-membres, multiscénario et multi-modèle est régionalisé à l'aide d'une nouvelle méthode statistique pour piloter un modèle hydrologique. Dans le cas d'un scénario climatique tendanciel, les variations de précipitations restent généralement faibles, sauf sur le sud de la France, où des diminutions de près de 20 % sont prévues. Les débits annuels diminuent d'environ 10 % (+/-20 %) sur la Seine, de 20% (+/-20%) sur la Loire, de 20% (+/15%) sur le Rhône et de 40% (+/-15%) sur la Garonne. Les mesures d'atténuation, selon les autres scénarios analysés, conduisent à des changements moins importants. Toutefois, même avec un scénario généralement compatible avec une limitation du réchauffement de la planète à deux degrés, certains impacts notables peuvent encore se produire, avec par exemple une diminution du débit estival de la Garonne de près de 25 %

Réponses hydrologiques à des scénarisations climatiques sur le bassin de la Seine : une approche par modification du contenu spectral des pluies sur le bassin versant en fonction des caractéristiques spectrales de la variabilité climatique à grande échelle

L’impact du changement climatique sur les ressources en eau est une préoccupation majeure tant pour les scientifiques que les opérationnels. Les simulations de type CMIP (Climate Models Inter-comparison Project) montrent que des modifications majeures du système hydroclimatique sont en cours. Les observations confirment une augmentation de la fréquence et de l’intensité des évènements extrêmes tels que crues, étiages ou vagues de chaleur. L’une des clefs de la compréhension de ce changement, étape indispensable en amont de stratégies d’adaptation, est la coexistence au sein du signal climatique de processus physiques oscillant à diverses échelles de temps, interagissant entre eux. La dynamique du climat se combinant à celle des bassins versants pour contrôler les débits, il est important d’étudier les répercussions de tels changements climatiques sur les niveaux de nappe et les débits des rivières sur le bassin. De précédents travaux ont montré que les fluctuations inter-annuelles à multi-décennales d’origine climatique pouvaient être fortement exprimées sur le bassin, que ce soit dans le débit des rivières ou dans la piézométrie. Ce projet a pour objectif de produire des scénarios de réponse hydrologique du bassin de la Seine en fonction de scénarisations climatiques qui correspondront à des modifications spectrales (i.e. de l’amplitude et de la phase des oscillations) de chroniques de pluie servant d’entrées à la plate-forme de modélisation hydrologique et hydrogéologique CaWaQS. Les simulations CaWaQS devront alors permettre d’étudier la dynamique spectrale des débits et piézométries altérés sur l’ensemble du bassin. Les réponses hydrologiques produites seront ensuite étudiées afin d’établir une régionalisation des sous-bassins versants de la Seine quant à leur sensibilité hydroclimatique

Réponses hydrologiques à des scénarisations climatiques sur le bassin de la Seine : une approche par modification du contenu spectral des pluies sur le bassin versant en fonction des caractéristiques spectrales de la variabilité climatique à grande échelle.

L’impact du changement climatique sur les ressources en eau est une préoccupation majeure, tant pour les scientifiques que pour les opérationnels. L’état de l’art sur les modifications du cycle de l’eau dans ce contexte d’influence anthropique met en avant deux points : i) l’influence humaine sur la circulation atmosphérique à large échelle, les précipitations, les débits et les niveaux piézométriques est difficile à caractériser car la variabilité naturelle est importante et peut compenser l’impact anthropogénique; ii) bien que dans certains scénarios, les projections CMIP5/6 convergent sur les tendances, elles sous ou sur-estiment les changements sur le cycle de l’eau. Les projections de débits et niveaux de nappes sont affectées par le biais supplémentaire lié au filtre du bassin versant. Les incertitudes liées à la variabilité naturelle, aux biais des modèles, et au filtre du bassin versant sont différentes selon les échelles de temps considérées, impliquant i) que les projections de précipitation, servant d’entrée pour la simulation de débits et niveaux de nappes, sont sous/sur-estimées seulement pour certaines composantes (i.e. oscillations à certaines échelles de temps) ; ii) que la réponse des débits et niveaux de nappe aux projections de précipitation biaisées est modulée par le bassin versant. Dans ce volet de la phase 8, nous étudions la réponse des débits et niveaux piézométriques sur le bassin de la Seine aux précipitations dont certaines composantes ont été modifiées. La méthodologie repose sur la modification spectrale de chroniques de précipitation SAFRAN, en augmentant ou diminuant l’amplitude de certaines composantes par méthodes spectrales, puis en utilisant ces chroniques modifiées en entrée de la plateforme de modélisation CaWaQS afin d’établir une régionalisation de la sensibilité des débits et niveaux piézométriques aux modifications dans les précipitations

Causes and implications of the unforeseen 2016 extreme yield loss in the breadbasket of France

In 2016, France, one of the leading wheat-producing and wheat-exporting regions in the world suffered its most extreme yield loss in over half a century. Yet, yield forecasting systems failed to anticipate this event. We show that this unprecedented event is a new type of compound extreme with a conjunction of abnormally warm temperatures in late autumn and wet conditions in the following spring. A binomial logistic regression accounting for fall and spring conditions is able to capture key yield loss events since 1959. Based on climate projections, we show that the conditions that led to the 2016 wheat yield loss will become more frequent in the future. The increased likelihood of such compound extreme events poses a challenge: farming systems and yield forecast systems, which support them, must adapt.JRC.D.5-Food Securit

Sensibilité de l’hydrosystème Seine au changement climatique et à ses composantes de long terme

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