Réponse des fortes précipitations et des sécheresses météorologiques à un accroissement du CO2 atmosphérique et au réchauffement global associé
John, Amal
Le changement climatique est un défi, mais aussi une leçon d'humilité que nous offre la science. Alors que le train du réchauffement climatique a quitté la gare avec une augmentation de plus de lK de la température moyenne globale, nous devons nous poser la question de savoir quel genre de futur nous attend, et quelles sont les "surprises" climatiques qui nous sont réservées ? Cette thèse est une contribution à une meilleure quantification et compréhension de la réponse globale des intensités extrêmes de précipitations quotidiennes au changement climatique d'origine anthropique. Les mots sécheresses et inondations résonnent à travers notre histoire désastreuse et notre avenir collectif incertain. Anticiper, atténuer et s'adapter à de tels désastres reste un défi pour notre humanité commune. Dans cette thèse, j'évalue les changements futurs des extrêmes météorologiques secs et, surtout, humides à l'échelle régionale et globale. L'analyse est principalement basée sur des projections globales et des expériences de changement climatique plus idéalisées menées dans la phase 6 du Coupled Model Inter Comparison Project (CMIP6). Les changements futurs décrits dans la thèse sont principalement basés sur les scénarios d'émissions les plus élevés (SSP5-8.5), ce qui maximise le rapport signal/bruit, mais fournit une image particulièrement sombre de notre climat futur (bien que les incertitudes de modélisation puissent conduire à un fort chevauchement entre les projections dérivées des scénarios d'émissions modéré à élevé). En suivant l'exemple du 6ème rapport d'évaluation du GIEC, les changements futurs des extrêmes sont également étudiés à différents niveaux de réchauffement global. Les extrêmes considérés comprennent les intensités maximales annuelles de précipitations quotidiennes (RX1DAY) et les sécheresses météorologiques décrites comme des jours secs consécutifs (CDD) et leur nombre maximal annuel. À l'aide de quelques expériences idéalisées en mode purement atmosphérique, menées avec le modèle CNRM-CM6-l et quelques autres modèles climatiques qui ont participé à un sous-projet du CMIP, je distingue d'abord les différentes échelles de temps des réponses de la moyenne annuelle et des précipitations quotidiennes à un quadruplement abrupt de la concentration atmosphérique de CO2, en particulier la réponse rapide à l'augmentation de CO2 par rapport à la réponse plus lente aux composantes graduelles et uniformes versus non uniformes du réchauffement océanique global. La réponse des extrêmes météorologiques secs est particulièrement complexe et implique de multiples échelles de temps et processus qui peuvent dépendre fortement du modèle. Même si les modèles CMIP6 sont qualitativement d'accord sur la réponse idéalisée de RX1DAY à une augmentation de CO2, je quantifie les incertitudes associées dans un scénario de fortes émissions en utilisant un grand sous-ensemble de modèles CMIP6 et un grand ensemble de réalisation d'un seul modèle. L'étude accorde ainsi une attention particulière à la fois aux incertitudes de modélisation et aux incertitudes irréductibles liées à la variabilité climatique interne. Les résultats fournissent une limite supérieure de l'écart inter-modèle, incluant une contribution de la variabilité interne du climat. Cependant, on constate une forte augmentation des précipitations extrêmes, dans plus de 90% des modèles analysés. Je fournis également un intervalle de confiance de 5 à 95% pour les valeurs projetées de RX1DAY à la fin du 2le siècle et je mets en évidence les régions (seulement 17% de la surface du globe) où les changements peuvent ne pas être cohérents avec l'hypothèse largement utilisée d'un taux Clausius-Clapeyron (CC) de ~7%/K lorsqu'il est mis à l'échelle par les changements concomitants de la température moyenne à la surface du globe. Enfin, j'étudie les changements de la saisonnalité des précipitations extrêmes, en me concentrant sur l'Europe et sur la contribution potentielle des changements régionaux de la circulation atmosphérique. Mon analyse révèle un cycle saisonnier plus marqué des précipitations extrêmes et un décalage de leur saisonnalité. Pour mieux comprendre les mécanismes à l'origine de ce changement, j'analyse le rôle possible des différents types de circulation synoptique (CT) dans la modulation de la fréquence des extrêmes à travers les différentes saisons. En utilisant une technique de décomposition simple, j'explore le rôle des changements projetés dans les fréquences des CTs dans les changements de saisonnalité de RX1DAY et la dispersion inter-modèle associée.</p>
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